CN103201117A - 受容层形成用树脂组合物以及使用它得到的受容基材、印刷物、导电性图案及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的问题是,提供一种受容层形成用树脂组合物,在可以担载墨液等流体的受容层当中,可以形成与各种支承体的密合性优异的受容层,可以形成不会引起墨液等流体的渗洇的具备优异的印刷性的受容层。本发明提供一种受容层形成用树脂组合物,是含有聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)、以及水性介质(C)的受容层形成用树脂组合物,其特征在于,所述聚氨酯树脂(A)具有亲水性基和相对于所述聚氨酯树脂(A)的总量为2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构。
Description
技术领域
本发明涉及可以受容利用以喷墨印刷方式为首的各种印刷方式进行喷出等的墨液等流体的受容层形成用树脂组合物或受容基材、导电性图案等印刷物。
背景技术
近年来,在成长明显的喷墨印刷相关行业中,喷墨打印机的高性能化、墨液的改良等大幅度地推进,即使是一般家庭也可以很容易地获得媲美于银盐照片的高精细且鲜明的印刷性优异的图像。由此,喷墨打印机不仅在家庭内使用,而且开始在以大型广告牌的制造为首的各种领域中使用。
另一方面,喷墨印刷物的高画质化受上述打印机的高性能化影响,同时受印刷墨液的改良的影响也很大。作为印刷墨液的改良,具体来说可以举出墨液中的溶媒的选择、染料或颜料的选择等研究,近年来,被作为具有媲美于染料墨液的高发色性的墨液为人所知的颜料墨液受到关注。
但是,即使在使用了上述具备高发色性的颜料墨液的情况下,有时也会因墨液受容层的组成引起墨液的渗洇等而很难以高发色浓度形成印刷性优异的印刷图像。另外,随着喷墨印刷物的多样化,作为设置有上述墨液受容层的支承体使用各种材质,其中,就以往的墨液受容层而言,例如由于相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料薄膜在密合性的方面不足,因此有时引起上述受容层的经时剥离。
另外,正在研究在制作电路等导电性图案的情形下使用上述喷墨印刷法、丝网印刷法等以往已知的印刷法。这是因为,伴随着近年的电子机器的高性能化或小型化、薄型化的要求,对于其中所使用的电路、集成电路也强烈地要求高密度化、薄型化。
作为制造上述电路等导电性图案的方法,具体来说可以举出如下的方法,即,在将含有银等导电性物质的导电性墨液利用喷墨印刷法或丝网印刷法等印刷在支承体表面后,干燥,根据需要进行加热或光照射。
但是,即使将上述导电性墨液直接印刷在各种支承体的表面,由于上述导电性墨液很难与上述支承体表面密接,因此也很容易剥离,从而会有引起最终所得的电路等断线等情况。尤其是,由于由聚酰亚胺树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等构成的支承体具有柔软性,因此可以生产能够折曲的柔性设备,然而上述由聚酰亚胺树脂等构成的支承体由于墨液或树脂等特别难以密接,因此易于剥离,从而会有引起最终所得的电路等断线、妨碍通电的情况。
作为解决上述问题的方法,例如已知有如下的方法,即,通过在设有乳胶层的墨液受容基材中,使用导电性墨液,利用规定的方法描绘图案而制作导电性图案,已知作为上述乳胶层可以使用丙烯酸树脂(参照专利文献1。)。
但是,由构成上述导电性图案的上述乳胶层形成的墨液受容层有时会引起导电性墨液的渗洇、印刷厚度的不均等,因此会有难以形成在实现电路等的高密度化等方面普遍要求的、由大致为0.01μm~200μm左右的宽度的细线构成的导线的情况。
另外,在形成上述导电性图案时,通常为了使导电性墨液中所含的导电性物质之间接触而赋予导电性,多将使用导电性墨液印刷而得的印刷物在大致为80℃以上的温度下加热而烧成。
但是,上述文献1中记载的乳胶层之类的墨液受容层容易受上述烧成工序中所受的热的影响而劣化等,因此特别易于引起墨液受容层与上述支承体的界面的密合性的降低,有时即使施加极为微小的力也很容易剥离。
另外,在经过上述烧成工序时,容易引起作为墨液受容层的上述乳胶层的过多的膨胀及变形等,因此会有引起电路等的断线或通电不良的情况。另外,上述乳胶层在进行基于上述烧成工序的加热之前,多数情况下不具有与上述支承体的足够的密合性,因此在经过上述烧成工序之间,会有引起支承体与墨液受容层的局部的剥离的情况。
但是,在形成上述导电性图案时,从形成长时间内不会引起断线等、可以维持良好的通电性的可靠性高的配线图案的观点考虑,经常对导电性图案表面使用铜等进行镀敷处理。
但是,上述镀敷处理中使用的镀敷药剂、或其清洗工序中使用的药剂通常为强碱性或强酸性,因此容易引起上述受容层等从支承体的剥离等,其结果是,会有引起导电性图案的断线等的情况。
所以,对于上述导电性图案,要求如下水平的耐久性,即,即使在反复地、长时间地在上述药剂等中浸渍等情况下,也不会引起导电性墨液受容层从支承体的剥离等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2009-49124号公报
发明内容
发明的概要
发明所要解决的问题
本发明所要解决的问题在于,提供一种受容层形成用树脂组合物,在可以担载墨液等流体的受容层当中,可以形成与各种支承体的密合性优异的受容层,可以形成不会引起墨液等流体的渗洇的具备优异的印刷性的受容层。
另外,本发明所要解决的第二问题在于,提供一种受容层形成用树脂组合物,在可以担载导电性墨液等流体的受容层当中,可以形成与支承体的密合性优异的受容层,可以不引起上述流体的渗洇或弹开地描绘能够实现电路等的高密度化等水平的细线,并且可以形成具备如下水平的耐久性的导电性图案等印刷物,即,即使在附着有镀敷药剂或各种有机溶剂等药剂的情况下,也可以不引起受容层从支承体的剥离等、并维持良好的通电性。
用于解决问题的途径
本发明人等为了研究上述问题而进行了深入研究,结果发现,在将特定的聚氨酯与乙烯基聚合物组合使用的情况下,可以解决本发明的问题。
即,本发明提供一种受容层形成用树脂组合物,是含有聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)、以及水性介质(C)的受容层形成用树脂组合物,其特征在于,上述聚氨酯树脂(A)相对于上述聚氨酯树脂(A)的总量具有2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构、和亲水性基。
发明的效果
根据本发明的受容层形成用树脂组合物,对于各种支承体都具有优异的密合性,并且可以不引起颜料墨液等流体的渗洇等地形成高发色的印刷性优异的印刷图像,因此,例如可以用于设置在室内外的广告或招牌、标志等的制造中所用的记录介质中。
另外,根据本发明的受容层形成用树脂组合物,可以形成受容层与支承体的密合性优异的受容层,可以不引起导电性墨液的渗洇地赋予如下水平的细线性,可以形成耐久性优异的受容层,上述水平为:可以描绘出能够用于实现电路等的高密度化等的水平的细线,因此,例如可以在使用了含有银等导电性物质的导电性墨液等的电路的形成、有机太阳能电池或电子书终端、有机EL、有机晶体管、柔性印制电路板、非接触IC卡等构成RFID等的各层或周边配线的形成、等离子体显示器的电磁波屏蔽的配线、集成电路、有机晶体管的制造等一般的印刷电子领域等新型领域中使用。
另外,使用本发明的受容层形成用树脂组合物形成的受容层可以通过在本发明的受容基材上使用导电性墨液或镀敷核剂等流体印刷后,进行加热等,在墨液受容层中形成交联结构,来获得具备更高水平的耐久性的印刷物(镀敷结构体)。具体来说,可以获得具备能够在镀敷处理工序中防止上述流体中所含的导电性物质等从受容层表面脱落的水平的耐久性的印刷物(镀敷结构体)。
具体实施方式
本发明的受容层形成用树脂组合物的特征在于,含有:相对于聚氨酯树脂(A)的总量具有2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构、和亲水性基的聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)、水性介质(C)以及根据需要使用的其他的添加剂。
上述受容层形成用树脂组合物可以专门用于形成如下的受容层,即,在接触了含有导电性物质、颜料等的流体的情况下,吸收上述流体中的溶媒,担载上述导电性物质、颜料。
上述受容层形成用树脂组合物中所含的上述聚氨酯树脂(A)及上述乙烯基聚合物(B)既可以在水性介质(C)中各自独立地存在,也可以以使它们形成复合树脂粒子(D)的状态存在。
上述复合树脂粒子(D)具体来说是指,在上述聚氨酯树脂(A)所形成的树脂粒子内内包有上述乙烯基聚合物(B)的一部分或全部。此时,上述乙烯基聚合物(B)也可以以多个粒子状分散于上述聚氨酯树脂(A)粒子中,另外,优选形成由作为芯层的上述乙烯基聚合物(B)、和作为壳层的上述具有亲水性基的聚氨酯树脂(A)构成的芯·壳型的复合树脂粒子。特别是在形成导电性图案时,优选使用不需要使用可以降低电特性的表面活性剂的上述芯·壳型的复合树脂粒子。而且,作为上述复合树脂粒子(D),优选将上述乙烯基聚合物(B)利用上述聚氨酯树脂(A)大致完全地覆盖,然而并非必须的,也可以在不损害本发明的效果的范围中,使上述乙烯基聚合物(B)的一部分存在于上述复合树脂粒子(D)的最外部。
另外,作为上述复合树脂粒子(D),在上述乙烯基聚合物(B)的一方与上述聚氨酯树脂(A)相比更为亲水性的情况下,也可以在上述乙烯基聚合物(B)所形成的树脂粒子内,内包上述聚氨酯树脂(A)的一部分或全部而形成复合树脂粒子。
另外,上述聚氨酯树脂(A)与上述乙烯基聚合物(B)也可以形成共价键,然而优选不成键。
另外,从维持良好的水分散稳定性的观点考虑,上述复合树脂粒子(D)优选为5nm~100nm范围的平均粒径。这里所说的平均粒径在后述的实施例中也有叙述,是指利用动态光散射法测定的体积基准下的平均粒径。
本发明的受容层形成用树脂组合物优选以[聚氨酯树脂(A)/乙烯基树脂(B)]=90/10~10/90的范围,含有上述聚氨酯树脂(A)和上述乙烯基树脂(B),更优选在70/30~10/90的范围中含有。
本发明的受容层形成用树脂组合物并非只要单纯地含有上述聚氨酯树脂(A)和上述乙烯基单体(B)即可,作为上述聚氨酯树脂(A),使用具有2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构、和亲水性基的聚氨酯树脂十分重要。
这里,对于取代上述聚氨酯树脂(A)而使用脂肪族环式结构的含量相对于上述聚氨酯树脂(A)为1800mmol/kg的聚氨酯树脂得到的受容层形成用树脂组合物而言,会有无法形成与各种支承体的密合性等都优异的受容层的情况。另外,对于使用上述脂肪族环式结构的含量为1800mmol/kg的聚氨酯树脂得到的受容层形成用树脂组合物而言,在后述的镀敷处理工序中,因由强碱或强酸性物质构成的镀敷药剂的影响,会有引起受容层从支承体的剥离等发生耐久性的明显的降低的情况。
另一方面,取代上述聚氨酯树脂(A)而使用脂肪族环式结构的含量为6000mmol/kg的聚氨酯树脂得到的受容层形成用树脂组合物也与前述相同,会有无法形成受容层相对于支承体的密合性、或镀敷处理工序中的耐久性优异的受容层的情况。
所以,作为上述聚氨酯树脂(A),从上述密合性、特别是防止镀敷处理工序中的受容层从支承体的剥离而提高耐久性的方面考虑,更优选使用具有相对于上述聚氨酯树脂(A)的总量为3000mmol/kg~5000mmol/kg的脂肪族环式结构的树脂。
上述脂肪族环式结构例如可以举出环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、丙基环己基、三环〔5,2,1,0,2,6〕癸基、二环〔4,3,0〕-壬基、三环〔5,3,1,1〕十二烷基、丙基三环〔5,3,1,1〕十二烷基、降冰片烯基、异冰片基、二环戊基、金刚烷基等,而其中从可以获得耐久性优异的导电性图案等印刷物的方面考虑,优选为环己基、降冰片烯基、异冰片基、金刚烷基。
如前上述的脂肪族环式结构可以通过作为聚氨酯树脂(A)的制造中使用的聚异氰酸酯(a1)或多元醇(a2)而使用具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯或具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2),来导入聚氨酯树脂(A)中。其中,优选使用来源于具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)的具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂,从大幅度提高受容层与各种支承体的密合性的方面考虑,特别优选使用来源于具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯及具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)的具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。特别是,如果是上述受容层形成用树脂组合物,则可以将耐久性提高到如下的水平,即,在后述的镀敷处理工序中,即使在由强碱或强酸性物质构成的镀敷药剂等中浸渍等情况下,也不会引起受容层从支承体的剥离,因此优选。
另外,作为上述聚氨酯树脂(A),从赋予在水性介质(C)中的良好的水分散稳定性的观点考虑,需要使用具有亲水性基的聚氨酯树脂。
作为上述亲水性基,例如可以使用阴离子性基或阳离子性基、非离子性基,更优选使用阴离子性基。
作为上述阴离子性基,例如可以使用羧基、羧酸酯基、磺酸基、磺酸酯基等,其中,从赋予良好的水分散性的方面考虑,优选使用将一部分或全部利用碱性化合物等中和了的羧酸酯基或磺酸酯基。
作为上述阴离子性基的中和中可以使用的碱性化合物,例如可以举出氨、三乙胺、吡啶、吗啉等有机胺,单乙醇胺等链烷醇胺,包含钠、钾、锂及钙等的金属碱化合物。在形成导电性图案等情况下,由于上述金属盐化合物会有可能阻碍通电性等情况,因此优选使用上述有机胺、链烷醇胺。
在作为上述阴离子性基使用上述羧酸酯基或磺酸酯基的情况下,它们优选相对于上述聚氨酯树脂(A)整体在5mmol/kg~4000mmol/kg的范围中存在,从维持聚氨酯树脂(A)粒子的良好的水分散稳定性的方面考虑,更优选在50mmol/kg~2000mmol/kg的范围中存在。
另外,作为上述阳离子性基,例如可以使用叔氨基等。
作为可以在将上述叔氨基的一部分或全部中和时使用的酸,例如可以单独地或者组合2种以上地使用乙酸、丙酸、乳酸、马来酸等有机酸类,磺酸、甲烷磺酸等有机磺酸类,以及盐酸、硫酸、正磷酸、正亚磷酸等无机酸等。在形成导电性图案等情况下,由于氯或硫等有时可能会阻碍通电性等,因此优选使用乙酸、丙酸、乳酸、马来酸等。
另外,作为上述非离子性基,例如可以使用聚氧乙烯基、聚氧丙烯基、聚氧丁烯基、聚(氧乙烯-氧丙烯)基、及聚氧乙烯-聚氧丙烯基等聚氧化烯基。其中,从进一步提高亲水性的方面考虑,优选使用具有氧乙烯单元的聚氧化烯基。
上述聚氨酯树脂(A)可以通过使聚异氰酸酯(a1)和多元醇(a2)以及根据需要使用的链延长剂反应来制造。
作为上述聚异氰酸酯(a1),例如可以使用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、粗二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等含有芳香族结构的聚异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯等脂肪族聚异氰酸酯或具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯。其中,优选使用具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯。
作为可以与上述聚异氰酸酯(a1)反应的多元醇(a2),以具有亲水性基的多元醇(a2-1)为必需成分,根据需要可以组合使用具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)、或其他的多元醇(a2-3)。
作为上述具有亲水性基的多元醇(a2-1),例如可以使用2,2’-二羟甲基丙酸、2,2’-二羟甲基丁酸、2,2’-二羟甲基酪酸、2,2’-二羟甲基戊酸等含有羧基的多元醇,5-磺基间苯二甲酸、磺基对苯二甲酸、4-磺基邻苯二甲酸、5[4-磺基苯氧基]间苯二甲酸等具有磺酸基的多元醇。另外,作为上述具有亲水性基的多元醇,也可以使用使上述的低分子量的具有亲水性基的多元醇、与例如己二酸等各种聚羧酸反应而得的具有亲水性基的聚酯多元醇等。
上述亲水性基相对于上述聚氨酯树脂(A)的制造中使用的多元醇(a2)的总量优选在5mmol/kg~4000mmol/kg的范围中存在,更优选在5mmol/kg~2000mmol/kg的范围中使用。
另外,从向上述聚氨酯树脂(A)中导入规定量的脂肪族环式结构的观点考虑,作为上述多元醇(a2),优选使用具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2),例如可以使用1,4-环己烷二甲醇、环丁二醇、环戊二醇、1,4-环己二醇、环庚二醇、环辛二醇、环己烷二甲醇、三环〔5,2,1,0,2,6〕癸烷二甲醇、二环〔4,3,0〕-壬二醇、二环己烷二醇、三环〔5,3,1,1〕十二烷二醇、二环〔4,3,0〕壬烷二甲醇、三环〔5,3,1,1〕十二烷二乙醇、螺〔3,4〕辛二醇、丁基环己二醇、1,1’-二环亚己基二醇、环己三醇、氢化双酚A、1,3-金刚烷二醇等比较低的分子量的具有脂肪族环式结构的多元醇。而且,上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)的分子量是基于式量的值。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2),除了前述的以外,还可以使用使具有脂肪族环式结构的聚羧酸与脂肪族多元醇反应而得的物质。
作为上述具有脂肪族环式结构的聚羧酸,例如可以使用1,3-环戊烷二羧酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸以及它们的酸酐或酯形成性衍生物等,其中优选使用1,2-环己烷二羧酸或1,4-环己烷二羧酸等具有脂肪族环式结构的聚羧酸。
作为可以在与上述具有脂肪族环式结构的聚羧酸的酯化反应中使用的多元醇,以上述的1,6-己二醇为首,可以使用乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙甘醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、2,5-己二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇等脂肪族多元醇。上述脂肪族多元醇在使上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2)与上述聚羧酸酯化反应时,也可以与它们组合使用。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2),例如可以使用具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇。作为上述具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,例如可以使用使上述低分子量的具有脂肪族环式结构的多元醇(a1-1)、与碳酸二甲酯或碳酰氯等反应而得的物质。
作为上述具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,优选使用具有800~3000的数均分子量的具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,更优选使用具有800~2000的数均分子量的。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇(a2-2),例如可以使用具有脂肪族环式结构的聚醚多元醇。作为上述具有脂肪族环式结构的聚醚多元醇,例如可以使用以上述的低分子量的具有脂肪族环式结构的多元醇(a1-1)作为引发剂、例如将环氧乙烷或环氧丙烷等环氧烷加成聚合而得的物质。
另外,作为上述多元醇(a2),除了上述的多元醇以外,还可以根据需要使用其他的多元醇(a2-3)。
作为上述其他的多元醇(a2-3),例如可以使用上述的以外的聚酯多元醇、聚醚多元醇及聚碳酸酯多元醇等。
作为上述聚酯多元醇,例如可以使用使低分子量的多元醇与聚羧酸酯化反应而得的脂肪族聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇、使ε-己内酯或γ-丁内酯等环状酯化合物开环聚合反应而得的聚酯、或它们的共聚聚酯等。
作为上述聚酯多元醇的制造中可以使用的低分子量的多元醇,例如可以单独地或并用2种以上地使用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、二甘醇、二丙甘醇、丙三醇、三羟甲基丙烷等,优选将乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇等,与3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇等组合使用。
作为上述聚羧酸,例如可以使用丁二酸、己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、壬二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸及它们的酸酐或酯形成性衍生物等,优选使用己二酸等脂肪族聚羧酸。而且,在使用上述含有芳香族环式结构的聚酯多元醇的情况下,作为上述聚羧酸可以使用对苯二甲酸或间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族聚羧酸。
另外,作为上述其他的多元醇(a2-3)中可以使用的聚醚多元醇,例如可以使用以具有2个以上的活性氢原子的化合物的1种或2种以上作为引发剂,将环氧烷加成聚合而得的物质。
作为上述引发剂,例如可以使用乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。
另外,作为上述环氧烷,例如可以使用环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯、表氯醇、四氢呋喃等。
作为上述其他的多元醇(a2-3)中可以使用的聚碳酸酯多元醇,例如可以使用使碳酸酯与多元醇反应而得的物质、或使碳酰氯与双酚A等反应而得的物质。
作为上述碳酸酯,可以使用碳酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸乙酯、碳酸二乙酯、环碳酸酯、碳酸二苯酯等。
作为可以与上述碳酸酯反应的多元醇,例如可以使用乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙甘醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、2,5-己二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2-丁基-2-乙基丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、新戊二醇、氢醌、间苯二酚、双酚A、双酚F、4,4’-双酚等分子量比较低的二羟基化合物,聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等聚醚多元醇,聚己二酸亚己基酯、聚丁二酸亚己基酯、聚己内酯等聚酯多元醇等。
作为上述聚酯多元醇或聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇,可以使用数均分子量为500~4000的,然而从与上述基质树脂的混合的容易度等观点考虑,更优选使用500~1500的。
作为上述其他的多元醇(a2-3),除了上述聚酯多元醇、聚醚多元醇及聚碳酸酯多元醇以外,根据需要,例如还可以适当地使用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二甘醇、二丙甘醇、丙三醇、三羟甲基丙烷,二羟甲基丙酸等含有亲水性基的多元醇等,向丙烯酸共聚物中导入了羟基的丙烯酸多元醇,作为在分子内含有羟基的丁二烯的共聚物的聚丁二烯多元醇、氢化聚丁二烯多元醇、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的部分皂化物等。
另外,作为在制造上述聚氨酯树脂(A)时可以使用的链延长剂,可以使用聚胺、其他的含有活性氢原子的化合物等。
作为上述聚胺,例如可以使用乙二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、哌啶、2,5-二甲基哌啶、异佛尔酮二胺、4,4’-二环己基甲烷二胺、3,3’-二甲基-4,4’-二环己基甲烷二胺、1,4-环己烷二胺等二胺类;N-羟基甲基氨基乙胺、N-羟基乙基氨基乙胺、N-羟基丙基氨基丙胺、N-乙基氨基乙胺、N-甲基氨基丙胺;二亚己基三胺、二亚丙基三胺、三亚乙基四胺;肼、N,N’-二甲基肼、1,6-六甲撑二肼;丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼、戊二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼;β-氨基脲丙酸酰肼、3-氨基脲-丙基-肼基甲酸酯、氨基脲-3-氨基脲甲基-3,5,5-三甲基环己烷,优选使用乙二胺。
作为上述其他的含有活性氢的化合物,例如可以使用乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、己二醇、蔗糖、甲二醇、丙三醇、山梨醇等二醇类;双酚A、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯基砜、氢化双酚A、氢醌等苯酚类,以及水等。
上述链延长剂例如优选在聚胺所具有的氨基与过多的异氰酸酯基的当量比为1.9以下(当量比)的范围中使用,更优选在0.3~1.0(当量比)的范围中使用。
上述聚氨酯树脂(A)例如可以通过在无溶剂下或有机溶剂的存在下,利用以往已知的方法使上述聚异氰酸酯(a1)与上述多元醇(a2)、根据需要使用的上述链延长剂反应来制造。
聚异氰酸酯(a1)与上述多元醇(a2)的反应可以利用如下的方法来进行,即,要对急剧的放热或发泡等充分地注意,考虑安全性,优选在50℃~120℃、更优选在80℃~100℃的反应温度下,将上述聚异氰酸酯(a1)和上述多元醇(a2)一次性混合,或者利用将任意一方向另一方中滴加等方法逐次供给,大约反应1小时~15小时左右。
另外,上述聚氨酯树脂(A)的水分散体可以通过利用上述的方法使上述聚异氰酸酯(a1)与上述多元醇(a2)、根据需要使用的链延长剂反应而制造聚氨酯树脂(A),根据需要,将上述聚氨酯树脂(A)所具有的阴离子性基等亲水性基的一部分或全部加以中和等后,通过与水性介质(C)混合,就可以得到将聚氨酯树脂(A)分散或部分溶解于水性介质(C)中的聚氨酯树脂(A)水分散体。
具体来说,通过利用上述的方法使上述聚异氰酸酯(a1)与上述多元醇(a2)反应,来制造在末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物(A’),通过根据需要,将上述氨基甲酸酯预聚物(A’)所具有的阴离子性基等亲水性基的一部分或全部加以中和等后,与水性介质(C)混合,根据需要使用上述链延长剂进行链延长,就可以得到将聚氨酯树脂(A)分散或溶解于水性介质(C)中的聚氨酯树脂(A)水分散体。
上述聚异氰酸酯(a1)与上述多元醇(a2)的反应例如优选在上述聚异氰酸酯(a1)所具有的异氰酸酯基[X]与上述多元醇(a2)所具有的羟基[Y]的当量比例〔异氰酸酯基[X]/羟基[Y]〕为0.90~2.0的范围中进行。
在制造上述聚氨酯树脂(A)时,如前上述也可以作为溶媒使用有机溶剂。作为上述有机溶剂,例如可以单独地或组合2种以上地使用丙酮、甲乙酮等酮类;四氢呋喃、二噁烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯类;乙腈等腈类;二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类。上述有机溶剂优选在上述聚氨酯树脂(A)或复合树脂粒子(D)制造后,利用蒸馏法等除去。
作为利用上述方法得到的聚氨酯树脂(A),从获得密合性及印刷性优异的印刷物、细线性及耐久性等优异的导电性图案等方面考虑,优选使用具有5000~500000的重均分子量的树脂,更优选使用20000~100000的树脂。
作为利用上述方法得到的聚氨酯树脂(A),根据需要也可以具有各种官能团,作为上述官能团,例如可以举出烷氧基甲硅烷基或硅烷醇基、羟基、氨基等交联性官能团。
上述烷氧基甲硅烷基或硅烷醇基可以通过在制造上述聚氨酯树脂(A)时使用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等来导入上述聚氨酯(A)中。
另一方面,作为上述交联性官能团,可以使用通过加热到大致100℃以上、优选120℃以上而在交联性官能团之间或与后述的交联剂(E)反应形成交联结构的交联性官能团。
具体来说,在使用具备可以通过加热到大致100℃以上、优选120℃以上而能够进行交联反应的官能团的聚氨酯树脂的情况下,将含有它的受容层形成用树脂组合物涂布在支承体表面并进行干燥等而得的构成受容基材的受容层实质上并没有形成交联结构。在对该受容基材使用上述流体实施印刷后,通过进行加热等可以进行交联反应,形成交联结构。这样,在后述的镀敷处理工序中,可以形成如下的印刷物或导电性图案等,即,即使暴露于由强碱或强酸性物质构成的镀敷药剂中,也不会引起受容层从支承体的剥离,具备相当优异的耐久性。
作为上述可以通过加热到100℃以上、优选120℃以上而能够交联反应的官能团,虽然要根据组合使用的交联剂(E)的选择而定,然而例如在使用封端异氰酸酯化合物等交联剂的情况下可以使用羟基或氨基等。
上述交联性官能团优选相对于上述聚氨酯树脂(A)的总量合计在0.005当量/kg~1.5当量/kg的范围中含有。
下面,对本发明的受容层形成用树脂组合物中使用的乙烯基聚合物(B)进行说明。
从获得细线性优异的导电性图案等印刷物的方面考虑,使用上述乙烯基聚合物(B)十分重要。
作为上述乙烯基聚合物(B),从印刷性、尤其是形成细线性优异的印刷物的方面考虑,优选使用具有10℃~70℃的玻璃化温度的聚合物。而且,上述乙烯基聚合物(B)的玻璃化温度主要是基于该乙烯基聚合物(B)的制造中使用的乙烯基单体的组成来利用计算确定的值。具体来说,可以通过以与后述的乙烯基单体的组合来使用,获得上述具有规定的玻璃化温度的乙烯基聚合物。
另外,从赋予形成上述受容层时的上述受容层形成用树脂组合物的良好的造膜性;在将受容基材卷绕成卷筒等、或将受容基材层叠时赋予不会引起上述受容层与构成受容基材的支承体的背面的经时粘贴的水平的抗粘连性的观点考虑,优选使用具有10℃~40℃的玻璃化温度的聚合物。
另外,作为上述乙烯基聚合物(B),从没有渗洇地形成印刷性优异的印刷物的方面考虑,优选使用具有80万以上的重均分子量的聚合物,更优选使用具有100万以上的重均分子量的聚合物。从没有渗洇地形成细线性优异的导电性墨液等流体的受容层的方面考虑也相同。
作为上述乙烯基聚合物(B)的重均分子量的上限值,没有特别限定,然而优选大致为1000万以下,更优选为500万以下。
另外,作为上述乙烯基聚合物(B),也可以根据需要具有各种官能团,作为上述官能团例如可以举出酰胺基、羟基、缩水甘油基、氨基、甲硅烷基、吖丙啶基、异氰酸酯基、噁唑啉基、环戊烯基、烯丙基、羧基、乙酰乙酰基等交联性官能团。
上述交联性官能团通过在对上述受容基材使用墨液等流体实施印刷后,进行加热等而产生交联反应,形成交联结构。这样,就可以形成如下的导电性图案等印刷物,即,即使在附着有镀敷药剂或清洗剂等的溶剂等情况下,也不会引起受容层的溶解或剥离等,可以维持良好的通电性,具备相当优异的耐久性。
作为上述交联性官能团,例如优选使用可以通过加热到大致100℃以上、优选120℃以上而进行交联反应、形成上述交联结构的官能团,具体来说,优选使用选自羟甲基酰胺基及烷氧基甲基酰胺基中的1种以上的热交联性官能团。
作为上述烷氧基甲基酰胺基,具体来说,可以举出将甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基等与氮原子结合而形成的酰胺基。
另外,作为上述交联性官能团,在使用后述的交联剂(E)的情况下,例如优选使用羟基或羧基等。另外,在可以充分地控制形成受容层时的条件的情况下,也可以使用氨基。
作为上述乙烯基聚合物(B),在上述的当中,从大幅度提高受容层的耐久性、与各种支承体的密合性的方面考虑,特别优选使用具有选自羟甲基酰胺基及烷氧基甲基酰胺基中的1种以上的聚合物。
作为上述乙烯基聚合物(B),可以使用各种的聚合物,例如可以使用以往已知的将乙烯基单体进行自由基聚合而得的聚合物。
作为上述乙烯基聚合物(B)的制造中可以使用的乙烯基单体,例如可以使用(甲基)丙烯酸甲酯、或(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸全氟环己酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸β-(全氟辛基)乙酯等(甲基)丙烯酸烷基酯。
在上述的当中,从可以不引起渗洇地印刷在形成电路等导电性图案时所要求的、由大致为0.01μm~200μm左右、优选为0.01μm~150μm左右的宽度构成的细线(细线性的提高)的方面考虑,优选使用甲基丙烯酸甲酯。另外,例如从可以不受制作导电性图案时的烧成工序等中的热等的影响地、赋予上述受容层与上述支承体的优异的密合性的方面考虑,也优选使用上述甲基丙烯酸甲酯。
另外,优选与上述甲基丙烯酸甲酯一起,使用具有碳原子数为2个~12个的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选使用具有碳原子数为3个~8个的烷基的丙烯酸烷基酯,从可以获得印刷性优异的印刷物的方面考虑,优选使用丙烯酸正丁酯。另外,在使用了导电性墨液的情况下,从可以没有渗洇等地形成细线性优异的导电性图案的方面考虑,也特别优选。
另外,作为在制造乙烯基聚合物(B)时可以使用的乙烯基单体,除了上述的以外,还可以使用丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯、2-(甲基)丙烯酰基丙酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、衣康酸半酯、马来酸半酯、马来酸酐、衣康酸酐、丁二酸单-β-((甲基)丙烯酰氧基)羟乙醇等具有羧基的乙烯基单体。也可以利用氨或氢氧化钾等将上述具有羧基的乙烯基单体中和。
另外,作为上述其他的乙烯基单体,从向上述乙烯基聚合物(B)中导入选自羟甲基酰胺基及烷氧基甲基酰胺基中的1种以上的酰胺基、或上述以外的酰胺基、羟基、缩水甘油基、氨基、甲硅烷基、吖丙啶基、异氰酸酯基、噁唑啉基、环戊烯基、烯丙基、羰基、乙酰乙酰基等上述交联性官能团的观点考虑,可以使用具有交联性官能团的乙烯基单体。
作为上述含有交联性官能团的乙烯基单体中可以使用的具有选自羟甲基酰胺基及烷氧基甲基酰胺基中的1种以上的酰胺基的乙烯基单体,例如可以使用N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-戊氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基-N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N’-二羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基-N-丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N’-二丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基-N-丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基-N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N’-二戊氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基-N-戊氧基甲基(甲基)丙烯酰胺等。
其中,从获得印刷性及耐久性优异的印刷物、细线性及耐久性优异的导电性图案等方面考虑,优选使用N-正丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺。
作为上述具有交联性官能团的乙烯基单体,除了上述的以外,例如还可以使用(甲基)丙烯酰胺等含有酰胺基的乙烯基单体;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺等具有羟基的乙烯基单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸烯丙基缩水甘油醚等具有缩水甘油基的聚合性单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-单烷基氨基烷基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二烷基氨基烷基酯等具有氨基的聚合性单体;乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷及其盐酸盐等具有甲硅烷基的聚合性单体;(甲基)丙烯酸2-吖丙啶乙酯等具有吖丙啶基的聚合性单体;(甲基)丙烯酰基异氰酸酯、(甲基)丙烯酰基异氰酸酯基乙酯的苯酚或甲基乙基酮肟加成物等具有异氰酸酯基和/或封端化异氰酸酯基的聚合性单体;2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-2-噁唑啉等具有噁唑啉基的聚合性单体;(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯等具有环戊烯基的聚合性单体;(甲基)丙烯酸烯丙基酯等具有烯丙基的聚合性单体;丙烯醛、二丙酮(甲基)丙烯酰胺等具有羰基的聚合性单体等。
另外,作为上述乙烯基单体,除了上述的以外,还可以使用乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基丁酸酯、支链烷烃羧酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、戊基乙烯基醚、己基乙烯基醚、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苯甲醚、α-卤代苯乙烯、乙烯基萘、二乙烯基苯乙烯、异戊二烯、氯丁二烯、丁二烯、乙烯、四氟乙烯、偏氟乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、或聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-甲基烯丙基磺酸、(甲基)丙烯酸2-磺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-磺基丙酯、“ADEKA REASOAP PP-70、PPE-710”(旭电化工业株式会社制)等或它们的盐。
作为上述具有交联性官能团的乙烯基单体,如前上述,优选单独地使用可以利用加热等进行自交联反应的N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、或者将它们与上述(甲基)丙烯酰胺、或(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基等含有羟基的乙烯基单体组合使用。
另外,在使用后述的交联剂(E)的情况下,从导入可以成为与交联剂(E)的交联点的官能团、例如羟基的方面考虑,更优选使用(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯。在作为后述的交联剂(E)使用异氰酸酯交联剂的情况下,优选使用上述具有羟基的乙烯基单体。
上述具有交联性官能团的乙烯基单体可以相对于上述乙烯基单体混合物的总量在0质量%~50质量%的范围中使用。而且,在上述交联剂(E)进行自交联反应的情况下,或上述交联剂(E)与上述聚氨酯树脂(A)可以具有的交联性官能团反应的情况下,也可以不使用上述具有交联性官能团的乙烯基单体。
上述具有交联性官能团的乙烯基单体当中,从导入自交联反应性的羟甲基酰胺基等的方面考虑,上述具有酰胺基的乙烯基单体优选相对于乙烯基单体混合物的总量在0.1质量%~50质量%的范围中使用,更优选在1质量%~30质量%的范围中使用。另外,与上述自交联反应性的羟甲基酰胺基组合使用的其他的具有酰胺基的乙烯基单体、具有羟基的乙烯基单体优选相对于上述乙烯基单体的总量在0.1质量%~30质量%的范围中使用,更优选在1质量%~20质量%的范围中使用。
另外,上述具有交联性官能团的乙烯基单体当中,上述具有羟基的乙烯基单体虽然也要根据组合使用的交联剂(E)的种类等而定,然而优选相对于上述乙烯基单体混合物的总量在大约0.05质量%~50质量%的范围中使用,优选在0.05质量%~30质量%的范围中使用,更优选在0.1质量%~10质量%中使用。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯优选相对于上述乙烯基聚合物(B)的制造中使用的乙烯基单体混合物的总量在30质量%~95质量%的范围中使用。特别是(甲基)丙烯酸甲酯优选相对于上述乙烯基单体混合物的总量在10质量%~70质量%、更优选在30质量%~65质量%的范围中使用,并且在10质量%~50质量%的范围中使用上述具有碳原子数为2个~12个的烷基的丙烯酸烷基酯、优选具有碳原子数为3个~8个的烷基的丙烯酸烷基酯、更优选(甲基)丙烯酸丁酯。
上述乙烯基聚合物(B)可以通过将上述的各种乙烯基单体的混合物利用以往已知的方法聚合来制造,然而作为用于获得可以形成能够没有渗洇地形成印刷性、细线性优异的印刷物的受容层的高分子量聚合物的途径,优选应用乳液聚合法。
作为上述乳液聚合法,例如可以应用将水、乙烯基单体混合物、聚合引发剂、根据需要使用的链转移剂、乳化剂、分散稳定剂等向反应容器中批量地供给、混合而聚合的方法;将乙烯基单体混合物滴加到反应容器中而聚合的单体滴加法;将预先混合了乙烯基单体混合物、乳化剂等和水的物质滴加到反应容器中而聚合的预乳液法等。
上述乳液聚合时的温度随着所使用的乙烯基单体、聚合引发剂的种类而不同,然而优选例如为30℃~90℃左右,聚合时间例如为1小时~10小时左右。
作为上述聚合引发剂,例如有过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐类,过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、叔丁基氢过氧化物等有机过氧化物类,过氧化氢等,可以仅使用这些过氧化物进行自由基聚合,或利用并用了上述过氧化物、和抗坏血酸、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠、甲醛次硫酸氢盐的金属盐、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化铁等之类的还原剂的氧化还原系聚合引发剂来聚合,另外,也可以使用4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐等偶氮系引发剂,这些化合物既可以单独使用,也可以并用2种以上。
作为上非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性离子性表面活性剂等。述乙烯基聚合物(B)的制造中可以使用的乳化剂,可以举出阴离子性表面活性剂、
作为上述阴离子性表面活性剂,例如可以举出高级醇的硫酸酯及其盐、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基磺酸盐、聚氧乙烯烷基二苯基醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚的硫酸半酯盐、烷基二苯基醚二磺酸盐、丁二酸二烷基酯磺酸盐等,作为非离子性表面活性剂,例如可以使用聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯二苯基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、乙炔二醇系表面活性剂等。
另外,作为上述阳离子性表面活性剂,例如可以使用烷基铵盐等。
另外,作为两性离子性表面活性剂,例如可以使用烷基(酰胺)甜菜碱、烷基二甲基氧化胺等。
作为上述乳化剂,除了上述的表面活性剂以外,还可以使用氟系表面活性剂或硅系表面活性剂、或一般被称作“反应性乳化剂”的在分子内具有聚合性不饱和基的乳化剂。
作为上述反应性乳化剂,例如可以使用具有磺酸基及其盐的“LATEMUL S-180”(花王株式会社制)、“ELEMINOL JS-2、RS-30”(三洋化成工业株式会社制)等;具有硫酸基及其盐的“Aqualon HS-10、HS-20、KH-1025”(第一工业制药株式会社制)、“ADEKAREASOAPSE-10、SE-20”(旭电化工业株式会社制)等;具有磷酸基的“New FrontierA-229E”(第一工业制药株式会社制)等;具有非离子性亲水基的“Aqualon RN-10、RN-20、RN-30、RN-50”(第一工业制药株式会社制)等。
另外,作为上述乙烯基聚合物(B)的制造中使用的水性介质,可以使用与作为后述的水性介质(C)例示的物质相同的物质。
另外,作为上述乙烯基聚合物(B)的制造中可以使用的链转移剂,可以使用月桂基硫醇等,优选相对于上述乙烯基单体混合物的总量在0质量%~1.0质量%的范围中使用,更优选为0质量%~0.5质量%的范围。
上述聚氨酯树脂(A)及上述乙烯基聚合物(B)分别独立地存在于水性介质(C)中的受容层形成用树脂组合物例如可以通过将上述中得到的聚氨酯树脂(A)的水分散体、与上述乙烯基聚合物(B)的水分散体混合来制造。
另外,含有由上述聚氨酯树脂(A)和上述乙烯基聚合物(B)形成的复合树脂粒子(D)的受容层形成用树脂组合物例如可以利用以下的方法来制造。
上述复合树脂粒子(D)例如如前上述,可以利用如下的工序来制造,即,通过使上述聚异氰酸酯(a1)与多元醇(a2)和根据需要使用的链延长剂反应、并进行水分散化,来制造聚氨酯树脂(A)的水分散体的工序(W);以及在上述水分散体中将上述乙烯基单体聚合而制造乙烯基聚合物(B)的工序(Y)。
具体来说,通过在无溶剂下或有机溶剂下或乙烯基单体等反应性稀释剂的存在下,使上述聚异氰酸酯(a1)与多元醇(a2)反应,得到聚氨酯树脂(A),然后,通过将上述聚氨酯树脂(A)所具有的亲水性基的一部分或全部根据需要使用碱性化合物等中和,并根据需要再使之与链延长剂反应,将其分散于水性介质(D)中,来制造聚氨酯树脂(A)的水分散体。
然后,向上述操作中得到的聚氨酯树脂(A)的水分散体中,供给上述乙烯基单体,在上述聚氨酯树脂(A)粒子内使上述乙烯基单体自由基聚合,制造出乙烯基聚合物(B)。
这样,就可以制造出将在上述聚氨酯树脂(A)粒子中内包有上述乙烯基聚合物(B)的复合树脂粒子(D)分散于水性介质(C)中的受容层形成用树脂组合物。
在制造上述复合树脂粒子(D)时,在因上述聚氨酯树脂(A)为高粘度而使操作性不够优异的情况下,可以使用甲乙酮或N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二丙甘醇二甲基醚等通常的有机溶剂、或反应性稀释剂。特别是,从通过省略脱溶剂工序而实现受容层形成用树脂组合物的生产效率的提高的方面考虑,作为上述反应性稀释剂优选使用可以在乙烯基聚合物(B)的制造中使用的乙烯基单体等。
作为可以分散或溶解利用上述反应等得到的聚氨酯树脂(A)或乙烯基聚合物(B)、或者复合树脂粒子(D)的水性介质(C),可以举出水、与水混和的有机溶剂、以及它们的混合物。作为与水混和的有机溶剂,例如可以举出甲醇、正丙醇及异丙醇等醇类;丙酮、甲乙酮等酮类;乙二醇、二甘醇、丙二醇等聚烷撑二醇类;聚烷撑二醇的烷基醚类;N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺类等。本发明中,既可以仅使用水,也可以使用水及与水混和的有机溶剂的混合物,还可以仅使用与水混和的有机溶剂。从安全性或对于环境的负担的方面考虑,优选仅为水、或者水及与水混和的有机溶剂的混合物,特别优选仅为水。
上述水性介质(C)优选相对于上述受容层形成用树脂组合物的总量含有50质量%~90质量%,更优选含有65质量%~85质量%。
另外,作为本发明的受容层形成用树脂组合物,特别是从进一步提高使用水性的颜料墨液或导电性墨液、镀敷核剂等流体时的印刷性或细线性的方面考虑,可以组合使用水溶性树脂。
作为上述水溶性树脂,例如可以使用聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛、聚环氧烷、淀粉、甲基纤维素、羟基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙烯亚胺、聚酰胺、各种含有季铵盐基的水溶性树脂、以及它们的改性物等。其中,优选使用聚乙烯醇。
另外,本发明的受容层形成用树脂组合物也可以在不损害本发明的效果的范围内,根据需要以交联剂(E)为首地适当地添加pH调整剂、被膜形成助剂、调平剂、增稠剂、疏水剂、消泡剂等公知的物质。
作为上述交联剂(E),例如可以使用金属螯合化合物、聚胺化合物、氮丙啶化合物、金属盐化合物、异氰酸酯化合物等可以在大约5℃~小于100℃的比较低的温度下反应而形成交联结构的热交联剂(e1-1);选自密胺系化合物、环氧系化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物、以及封端异氰酸酯化合物中的1种以上等可以在大约100℃以上的比较高的温度下反应而形成交联结构的热交联剂(e1-2);或各种光交联剂。
如果是含有上述热交联剂(e1-1)的受容层形成用树脂组合物,则例如通过将其涂布在支承体表面,在比较低的温度下干燥,然后使用上述流体实施印刷,加温到小于100℃的温度而形成交联结构,就可以形成具备如下的水平的相当优异的耐久性的墨液受容基材,即,可以在长时间内不受热或外力的影响地防止导电性物质或颜料等脱落。
另一方面,如果是含有上述热交联剂(e1-2)的受容层形成用树脂组合物,则例如可以通过将其涂布在支承体表面,在常温(25℃)~大致小于100℃的低温下干燥,而制造未形成交联结构的墨液受容基材,然后,在使用墨液等实施印刷后,例如通过在100℃以上、优选120℃以上的温度下加热而形成交联结构,就可以获得具备如下的水平的相当优异的耐久性的印刷物或导电性图案,即,可以在长时间内不受热或外力等的影响,不会引起墨液的剥离等。
作为上述热交联剂(e1-1)中可以使用的金属螯合化合物,例如可以使用铝、铁、铜、锌、锡、钛、镍、锑、镁、钒、铬、锆等多价金属的乙酰丙酮配位化合物、乙酰乙酸酯配位化合物等,优选使用作为铝的乙酰丙酮配位化合物的乙酰丙酮铝。
另外,作为上述热交联剂(e1-1)中可以使用的聚胺化合物,例如也可以使用三乙胺、三乙二胺、二甲基乙醇胺等叔胺。
另外,作为上述热交联剂(e1-1)中可以使用的氮丙啶化合物,例如可以使用2,2-二羟基甲基丁醇-三[3-(1-吖丙啶基)丙酸酯]、1,6-六次甲基二亚乙基脲、二苯基甲烷-二-4,4’-N,N’-二亚乙基脲等。
另外,作为可以用作上述交联剂(e1-1)的金属盐化合物,例如可以使用硫酸铝、铝明矾、亚硫酸铝、硫代硫酸铝、聚氯化铝、硝酸铝九水合物、氯化铝六水合物等含有铝的化合物,四氯化钛、四异丙基钛酸酯、乙酰丙酮钛、乳酸钛等水溶性金属盐。
作为上述热交联剂(e1-1)中可以使用的异氰酸酯化合物,例如可以使用甲苯二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、亚甲基双(4-苯基甲烷)三异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等聚异氰酸酯、或使用它们得到的异氰脲酸酯型聚异氰酸酯化合物、或由它们和三羟甲基丙烷等构成的加成物、使上述聚异氰酸酯化合物与三羟甲基丙烷等多元醇反应而得的含有聚异氰酸酯基的氨基甲酸酯等。其中优选使用六甲撑二异氰酸酯的脲酸酯体(日文:ヌレ一ト体)、六甲撑二异氰酸酯与三羟甲基丙烷等的加成物、甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷等的加成物、二甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷等的加成物。
另外,作为上述热交联剂(e1-2)中可以使用的密胺化合物,例如可以使用六甲氧基甲基密胺、六乙氧基甲基密胺、六丙氧基甲基密胺、六丁氧基甲基密胺、六戊氧基甲基密胺、六己氧基甲基密胺或者将它们的2种组合而得的混合醚化密胺等。其中,优选使用三甲氧基甲基密胺、六甲氧基甲基密胺。作为市售品,可以使用BECKMINE M-3、APM、J-101(DIC株式会社制)等。上述密胺化合物可以通过进行自交联反应而形成交联结构。
在使用上述密胺化合物的情况下,从促进其自交联反应的方面考虑,也可以使用有机胺盐等催化剂。作为市售品,可以使用CatalystACX、376等。上述催化剂优选相对于上述密胺化合物的总量为大致0.01质量%~10质量%的范围。
另外,作为上述热交联剂(e1-2)中可以使用的环氧化合物,例如可以使用乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、环己烷二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚等脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚类;聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚丁二醇二缩水甘油醚等聚烷撑二醇的聚缩水甘油醚类;1,3-双(N,N’-二缩水甘油基氨基乙基)环己烷等聚缩水甘油基胺类;多元羧酸[草酸、己二酸、丁三酸、马来酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯三甲酸等]的聚缩水甘油基酯类;双酚A与表氯醇的缩合物、双酚A与表氯醇的缩合物的环氧乙烷加成物等双酚A系环氧树脂;苯酚线性酚醛树脂;在侧链中具有环氧基的各种乙烯基系(共)聚合物等。其中,优选使用1,3-双(N,N’-二缩水甘油基氨基乙基)环己烷等聚缩水甘油基胺类、丙三醇二缩水甘油醚等脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚类。
另外,作为上述环氧化合物,除了上述的以外,例如还可以使用γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷或γ-环氧丙氧基丙基三异丙烯基氧基硅烷等含有缩水甘油基的硅烷化合物。
另外,作为在上述热交联剂(e1-2)中可以使用的噁唑啉化合物,例如可以使用2,2’-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚甲基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚丙基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚丁基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚己基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚辛基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚乙基-双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、2,2’-亚对苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚间苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-亚间苯基-双(4,4’-二甲基-2-噁唑啉)、双(2-噁唑啉基环己烷)硫醚、双(2-噁唑啉基降冰片烷)硫醚等。
另外,作为上述噁唑啉化合物,例如也可以使用将下述加成聚合性噁唑啉、和根据需要使用的其他的单体组合并聚合而得的含有噁唑啉基的聚合物。
作为上述加成聚合性噁唑啉,例如可以单独地或组合2种以上地使用2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉等。其中,由于在工业上易于获取,因此优选使用2-异丙烯基-2-噁唑啉。
另外,作为在上述热交联剂(e1-2)中可以使用的碳二亚胺化合物,例如可以使用聚[亚苯基双(二甲基亚甲基)碳二亚胺]或聚(甲基-1,3-亚苯基碳二亚胺)等。如果是市售品,则可以使用CARBODILITE V-01、V-02、V-03、V-04、V-05、V-06(日清纺株式会社制)、UCARLINK XL-29SE、XL-29MP(Union Carbide株式会社制)等。
另外,作为在上述热交联剂(e1-2)中可以使用的封端异氰酸酯化合物,可以使用将作为上述热交联剂(e1-1)例示的异氰酸酯化合物所具有的异氰酸酯基的一部分或全部利用封端化剂封闭了的化合物。
作为上述封端化剂,例如可以使用苯酚、甲酚、2-羟基吡啶、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、苄醇、甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮、丁基硫醇、十二烷基硫醇、乙酰替苯胺、乙酸酰胺、ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺、丁二酰亚胺、马来酰亚胺、咪唑、2-甲基咪唑、尿素、硫脲、乙烯脲、甲酰胺肟、乙醛肟、丙酮肟、甲乙酮肟、甲基异丁基酮肟、环己酮肟、二苯基苯胺、苯胺、咔唑、亚乙基亚胺、聚乙烯亚胺等。
作为上述封端异氰酸酯化合物,可以使用作为水分散型的市售品的ERASTRON BN-69(第一工业制药株式会社制)等。
在使用上述交联剂(E)的情况下,作为上述乙烯基树脂(B)优选使用具有能够与上述交联剂(E)所具有的交联性官能团反应的基团的树脂。具体来说,优选将上述(封端)异氰酸酯化合物或密胺化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物作为交联剂使用,并且作为上述乙烯基树脂(A)使用具有羟基或羧基的乙烯基树脂。
上述交联剂(E)虽然根据种类等而不同,然而通常优选相对于上述聚氨酯树脂(A)、上述乙烯基聚合物(B)和上述复合树脂粒子(D)的合计质量100质量份在0.01质量%~60质量%的范围中使用,更优选在0.1质量%~10质量%的范围中使用,从可以形成能够形成印刷性更优异的印刷图像的受容层的方面考虑,优选在0.1质量%~5质量%的范围中使用。另外,在使用导电性墨液等形成导电性图案时,可以不引起细线等印刷部的渗洇地赋予能够实现电路等的高密度化等的水平的更加优异的细线性,可以进一步提高上述受容层与支承体的密合性,因此优选。
另外,上述交联剂(E)优选在将本发明的受容层形成用树脂组合物向支承体表面涂布或浸渗之前,预先添加后使用。
另外,作为本发明的受容层形成用树脂组合物,除了上述的添加剂以外,还可以将溶剂溶解性或溶剂分散性的热固化性树脂例如酚醛树脂、尿素树脂、密胺树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂等混和使用。
另外,作为上述添加剂,也可以使用无机粒子等各种填充材料。但是,作为本发明的受容层形成用树脂组合物,上述填充材料等的使用量越少越好,更优选相对于本发明的受容层形成用树脂组合物的总量为5质量%以下。
上述添加剂的使用量只要是在不损害本发明的效果的范围就没有特别限定,然而优选相对于导电性受容层形成用树脂组合物中的固体成分的总量为0.01质量%~40质量%的范围。
可以使用上述受容层形成用树脂组合物形成的受容层是如下的膨胀型,即,将构成它的聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)、复合树脂粒子(D)利用墨液等流体中所含的溶媒适度地溶解,将上述溶媒吸收,从而可以将上述流体中所含的金属等导电性物质或颜料精度优良地固定在墨液受容层表面,因此可以获得没有渗洇的导电性图案等印刷物。另外,本发明的受容层形成用树脂组合物与以往已知的多孔型的受容层相比可以形成透明的受容层。
下面,对本发明的上述流体的受容基材进行说明。
本发明的受容基材在各种支承体表面的一部分或全部、以及支承体的一面或两面具有使用上述受容层形成用树脂组合物形成的受容层。
上述受容层是如下的层,即,在上述流体接触到上述受容层的表面的情况下,对上述流体中的溶媒进行吸收等,从而在上述受容层表面担载导电性物质或颜料。例如如果是作为上述流体使用了颜料墨液的情况,则可以形成没有渗洇等的高鲜明的印刷物,如果是作为上述流体使用了导电性墨液的情况,则可以形成没有渗洇等的导电性图案,如果是作为上述流体使用了镀敷核剂的情况,则可以形成在受容层表面没有不均地、均匀地担载了镀敷核的层叠体。
上述受容层可以层叠于支承体上,然而也可以将受容层的一部分向支承体中浸渗。
本发明的受容基材可如下制造:将上述受容基材涂布在支承体的一面或两面,或者当支承体为纤维基材等情况下,可以通过向支承体中浸渗,并使上述受容层形成用树脂组合物中所含的水性介质(C)挥发来制造。
作为上述支承体,例如可以使用以胶版纸、铜版纸等为首的由聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯基醇、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、纤维素纳米纤维、硅、陶瓷、玻璃等构成的支承体、或由它们构成的多孔的支承体、由钢板或铜等金属构成的支承体等。
另外,作为上述支承体,例如还可以使用由聚酯纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等合成纤维,棉、麻等天然纤维等构成的基材。也可以对上述纤维预先实施加工。
作为向上述支承体上涂布或浸渗上述受容层形成用树脂组合物的方法,可以使用公知惯用的方法,例如可以应用凹版方式、涂布方式、丝网方式、辊涂方式、旋转方式、喷雾方式等。
另外,在将本发明的受容层形成用树脂组合物向支承体上涂布或浸渗后,作为使该受容层中所含的水性介质(C)挥发的方法,没有特别限定,然而例如普遍的方法是使用干燥机加以干燥。作为干燥温度,只要是设定为可以使水性介质(C)挥发、并且不会对支承体造成不良影响的范围的温度即可。
另外,在将本发明的受容层形成用树脂组合物向支承体表面的一部分或全部涂布或浸渗后,作为除去该树脂组合物中可能包含的溶剂等溶媒的方法,没有特别限定,然而例如普遍的方法是使用干燥机加以干燥。作为干燥温度,只要是设定为可以使上述溶媒挥发、并且不会对支承体造成不良影响的范围的温度即可。具体来说,在使用上述热交联剂(e1-1)的情况下,优选在大约25℃~小于100℃的温度下干燥,在使用热交联剂(e1-2)的情况下,优选为大约100℃以上、优选120℃~300℃左右的温度。另一方面,在使用上述热交联剂(e1-2)、并且想要在使用墨液等流体实施印刷后形成交联结构的情况下,优选在常温(25℃)~100℃左右的比较低的温度下干燥,以在印刷前不会形成交联结构的方式调整。
对于上述受容层形成用树脂组合物在支承体上的附着量,从维持非常高的水平的发色性、并且维持良好的生产效率的观点考虑,优选相对于支承体的面积为3~60g/m2的范围,如果考虑流体中所含的溶媒的吸收性和制造成本,则特别优选20~40g/m2。
另外,通过增加上述受容层形成用树脂组合物在上述支承体上的附着量,可以进一步提高所得的印刷物的发色性。但是,一旦附着量增加,印刷物的手感就会有略为变硬的趋势,因此优选根据印刷物的使用用途等适当地调整。
所以,本发明的受容基材由于可以不引起渗洇或裂纹地形成具备优异的印刷性和耐水性的印刷图像,因此例如可以用于招牌、车体广告、旗帜等室内外广告等中。
可以用于向上述受容基材上的印刷的流体是指大约25℃下的用B型粘度计测定的粘度为0.1mPa·s~500000mPa·s、优选为0.5mPa·s~10000mPa·s的液状或粘稠液状的流体,是将导电性物质或颜料等在溶媒中进行分散等而得的流体。在将上述流体利用喷墨印刷法进行印刷等情况下,优选使用上述0.5mPa·s~10000mPa·s的粘度范围的流体。
作为上述流体,具体来说可以举出导电性墨液或颜料墨液等印刷墨液、有时在实施镀敷处理时使用的镀敷核剂等。
作为上述流体,例如可以举出将颜料在水性介质中进行分散等而得的水性颜料墨液。
作为上述水性介质,既可以仅使用水,也可以使用水与水溶性溶剂的混合溶液。作为上述水溶性溶剂,例如可以使用甲醇、乙醇、异丙醇、乙基卡必醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇类,N-甲基吡咯烷酮等极性溶剂。
作为能够在上述水性介质中分散或溶解的颜料,例如可以使用喹吖啶酮系、蒽醌系、苝系、紫环酮系、二酮基吡咯并吡咯系、异吲哚酮系、缩合偶氮系、苯并咪唑酮系、单偶氮系、不溶性偶氮系、萘酚系、黄烷士酮系、蒽嘧啶系、喹酞酮系、皮蒽酮系、吡唑啉酮系、硫靛系、蒽嵌蒽醌系、二噁嗪系、酞菁系、阴丹酮系等有机颜料,或二肟镍黄(ニツケルジオキシンイエロ一)、铜偶氮甲碱黄(銅アゾメチンイエロ一)等金属络合物,氧化钛、氧化铁、氧化锌等金属氧化物,硫酸钡、碳酸钙等金属盐,炭黑、云母等无机颜料,铝等金属微粉或云母微粉等。颜料优选相对于水性颜料墨液的总量在0.5~15重量%、更优选在1~10重量%的范围中使用。
另外,作为上述流体,也可以使用将颜料等在由有机溶剂构成的溶媒中溶解或分散而得的溶剂系颜料墨液。
作为上述有机溶剂,例如从防止喷墨头的干燥或堵塞的观点考虑,优选使用作为醇、醚、酯及酮等、且沸点为100~250℃的溶剂,更优选沸点为120~220℃的溶剂。
作为上述醇类,例如可以使用乙二醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙甘醇等。
作为醚类,例如可以使用乙二醇单(甲基、乙基、丁基、苯基、苄基、乙基己基)醚、乙二醇二(甲基、乙基、丁基)醚、二甘醇单(甲基、乙基、丁基)醚、二甘醇二(甲基、乙基、丁基)醚、四甘醇单(甲基、乙基、丁基)醚、四甘醇二(甲基、乙基、丁基)醚、丙二醇单(甲基、乙基、丁基)醚、二丙甘醇单(甲基、乙基)醚、三丙甘醇单甲醚等。
作为酯类,例如可以举出乙二醇单(甲基、乙基、丁基)醚乙酸酯、乙二醇二(甲基、乙基、丁基)醚乙酸酯、二甘醇单(甲基、乙基、丁基)醚乙酸酯、二甘醇二(甲基、乙基、丁基)醚乙酸酯、丙二醇单(甲基、乙基、丁基)醚乙酸酯、二丙甘醇单(甲基、乙基)醚乙酸酯、三丙甘醇单甲醚乙酸酯、2-(甲氧基、乙氧基、丁氧基)乙基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、乳酸丁酯等。作为酮类,可以举出环己酮等。
其中,优选使用二甘醇二乙醚、四甘醇单丁醚、四甘醇二甲醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯。
作为上述溶剂系颜料墨液中使用的颜料,可以使用与作为上述水性颜料墨液中可以使用的颜料例示的颜料相同的颜料。
本发明的受容基材在使用由上述水性颜料墨液或溶剂系颜料墨液构成的颜料墨液当中、特别是溶剂系的颜料墨液进行印刷的情况下可以合适地使用。
作为使用上述颜料墨液向本发明的受容基材印刷的方法,可以应用各种印刷法,然而优选采用喷墨印刷法、丝网印刷法、凸版反转印刷法或凹版胶印法。
另外,本发明的受容基材对于作为上述流体含有导电性物质的导电性墨液也具有优异的印刷性,可以不引起渗洇地印刷例如在形成电路等导电性图案时所要求的、由大约0.01μm~200μm左右、优选0.01μm~150μm左右的宽度构成的细线(细线性)。由此,本发明的受容基材在使用了银墨液等的电路的形成、有机太阳能电池或电子书终端、有机EL、有机晶体管、柔性印制电路板、构成RFID等的各层或周边配线的形成、等离子体显示器的电磁波屏蔽的配线等印刷电子领域等中都很适用。
上述导电性图案的形成中可以使用的本发明的受容基材(导电性墨液受容基材)与前述相同,在各种支承体的表面的一部分或全部具有使用上述受容层形成用树脂组合物形成的受容层。上述受容层可以层叠于支承体上,然而也可以将上述受容层的一部分向支承体中浸渗。另外,上述受容层既可以设于支承体的一面或两面的任意一种中,也可以涂布在其表面的一部分或全部。
本发明的受容基材可以通过将上述受容层形成用树脂组合物向支承体的一面或两面的一部分或全部涂布、浸渗后,除去上述导电性受容层形成用树脂组合物中所含的水性介质(C)来制造。
在制造上述导电性图案时,作为适于层叠上述受容层的支承体,例如可以使用由聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯基醇、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、纤维素纳米纤维、硅、陶瓷、玻璃等构成的支承体、或由它们构成的多孔的支承体、由钢板或铜等金属构成的支承体等。
其中,作为上述支承体,一般来说,优选使用经常作为形成电路基板等的导电性图案时的支承体使用的、由聚酰亚胺树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、玻璃、纤维素纳米纤维等构成的支承体。
另外,上述支承体当中,由聚酰亚胺树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯酸树脂或玻璃等构成的基材一般来说为难附着性,因此经常会有树脂等难以密接的情况。
另外,作为上述支承体,在用于需要柔软性的用途等中的情况下,从对导电性图案赋予柔软性、获得能够折曲的最终制品的方面考虑,优选使用比较柔软且可以进行折曲等的材料。具体来说,优选使用通过进行单轴拉伸等而形成的薄膜或薄片状的支承体。
作为上述薄膜或薄片状的支承体,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜等。
作为向上述支承体表面的一部分或全部涂布或浸渗上述受容层形成用树脂组合物的方法,可以使用公知惯用的方法,例如可以应用凹版方式、涂布方式、丝网方式、辊涂方式、旋转方式、喷雾方式、喷墨方式等。
另外,在将本发明的受容层形成用树脂组合物向支承体表面的一部分或全部涂布或浸渗后,作为除去该树脂组合物中可能包含的水性介质(C)的方法,没有特别限定,然而普遍的方法是例如使用干燥机加以干燥。作为干燥温度,只要是设定为可以使上述溶媒挥发、并且不会对支承体造成不良影响的范围的温度即可。
对于上述受容层形成用树脂组合物在上述支承体表面上的附着量,考虑到导电性墨液等流体中所含的溶媒量、导电性图案等的厚度等,优选相对于支承体的面积来说作为树脂固体成分为0.01g/m2~20g/m2的范围,如果考虑流体中的溶媒的吸收性和制造成本,则特别优选0.01g/m2~10g/m2。
另外,通过增加上述受容层形成用树脂组合物在支承体表面上的附着量,可以进一步提高受容基材的细线性。但是,一旦附着量增加,受容基材的手感就会有略为变硬的趋势,因此例如在可以折曲的柔性印制电路板等要求良好的柔软性的情况下,优选制成大约0.020.1g/m2~10g/m2左右的比较薄的膜。另一方面,也可以根据用途等,以形成大约10g/m2~100g/m2左右的比较厚的膜的形态使用。
利用上述方法得到的本发明的受容基材在作为上述流体使用了导电性墨液的情况下也可以合适地使用,例如在上述的印刷电子领域中,可以专门适用于导电性图案等的形成。更具体来说,可以适用于电路或集成电路等中使用的电路形成用基板。
对于上述受容基材或电路形成用基板,可以作为上述流体使用导电性墨液而实施印刷。具体来说,通过在构成上述受容基材的受容层上,使用导电性墨液实施印刷,然后,经过烧成工序,就可以在上述受容基材上,形成由例如包含导电性墨液中所含的银等金属的导电性物质构成的导电性图案。
作为可以用作上述流体的导电性墨液,与上述颜料墨液等相同,是指大约25℃下的用B型粘度计测定的粘度为0.1mPa·s~500000mPa·s、优选为0.5mPa·s~10000mPa·s的液状或粘稠液状的墨液,是将导电性物质或颜料等在溶媒中进行分散等而得的墨液。在将上述流体利用喷墨印刷法进行印刷等情况下,优选使用上述0.5mPa·s~10000mPa·s的粘度范围的流体。
作为上述导电性墨液,例如可以使用含有导电性物质和溶媒、以及根据需要使用的分散剂等添加剂的墨液。
作为上述导电性物质,可以使用过渡金属或其化合物。其中优选使用离子性的过渡金属,例如优选使用铜、银、金、镍、钯、铂、钴等过渡金属,由于可以形成电阻低、对腐蚀的耐受性强的导电性图案,因此更优选使用银、金、铜等。
作为上述导电性物质,优选使用具有大约1nm~50nm左右的平均粒径的粒子状的物质。而且,上述平均粒径是指中心粒径(D50),表示用激光衍射散射式粒度分布测定装置测定时的值。
上述金属等的导电性物质优选相对于上述导电性墨液的总量在10质量%~60质量%的范围中含有。
上述导电性墨液中使用的溶媒可以使用以各种有机溶剂为首的、水等水性介质。本发明的受容基材可以适用于使用溶剂系的导电性墨液的情况。
本发明中,可以适当地选择使用作为上述导电性墨液的溶媒主要含有有机溶剂的溶剂系导电性墨液、或作为上述溶媒主要含有水的水性导电性墨液、以及包含上述有机溶剂及水双方的导电性墨液。
其中,从提高所形成的导电性图案等的细线性或密合性等观点考虑,优选使用作为上述导电性墨液的溶媒含有上述有机溶剂及水双方的导电性墨液、或作为上述导电性墨液的溶媒主要含有有机溶剂的溶剂系导电性墨液,更优选使用作为上述导电性墨液的溶媒主要含有有机溶剂的溶剂系导电性墨液。
特别是,本发明的受容基材所具有的受容层由于可以充分地防止能由上述极性溶剂引起的渗洇或密合性的降低等,实现能够用于实现电路等的高密度化等的水平的细线性,因此尤其优选与作为上述有机溶剂含有极性溶剂的导电性墨液组合使用。
作为上述溶剂系的导电性墨液中使用的溶媒,例如可以使用以下述溶媒为代表的极性溶剂:甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、庚醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、硬脂基醇、烯丙基醇、环己醇、萜醇、松油醇、二氢松油醇等醇系溶剂,2-乙基1,3-己二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙甘醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇等二醇系溶剂,或乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单丁醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇单丁醚乙酸酯、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二丁醚、四甘醇二甲醚、四甘醇单丁醚、丙二醇单甲醚、二丙甘醇单甲醚、三丙甘醇单甲醚、丙二醇单丙醚、二丙甘醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二丙甘醇单丁醚、三丙甘醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙甘醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇苯醚、二丙甘醇二甲醚等二醇醚系溶剂,丙三醇。
在上述极性溶剂当中,从防止导电性图案等的渗洇或细线性、并且防止上述导电性墨液中所含的导电性物质从受容层表面的脱落的方面考虑,优选使用具有羟基的溶剂。
另外,为了调整物性,上述溶剂系导电性墨液可以组合使用丙酮、环己酮、甲乙酮等酮系溶剂。除此以外,还可以根据需要组合使用乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基-丁基乙酸酯等酯系溶剂、甲苯等烃系溶剂、特别是碳数为8以上的烃系溶剂例如辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十三烷、十四烷、环辛烷、二甲苯、均三甲苯、乙苯、十二烷基苯、四氢化萘、三甲基苯环己烷等非极性溶剂。此外,也可以并用作为混合溶剂的矿油精及溶剂石脑油等溶媒。
但是,使用本发明的受容层形成用树脂组合物形成的受容层由于特别优选与含有极性溶剂的导电性墨液组合使用,因此上述非极性溶剂更优选相对于上述导电性墨液中所含的溶媒的总量为0质量%~40质量%。
另外,作为上述导电性墨液的溶媒中可以使用的水性介质,可以使用与上述水性介质(C)相同的物质,例如既可以仅使用水,也可以使用水与水溶性溶剂的混合溶液。作为上述水溶性溶剂,从防止导电性图案等的渗洇或细线性、并且防止上述导电性墨液中所含的导电性物质从受容层表面的脱落的方面考虑,例如优选使用甲醇、乙醇、异丙醇、乙基卡必醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇类,N-甲基吡咯烷酮等极性溶剂。
上述导电性墨液中所含的溶媒优选相对于导电性墨液的总量在40质量%~90质量%的范围中含有。另外,上述极性溶剂优选相对于上述溶媒的总量含有40质量%~100质量%。
另外,在上述导电性墨液中,除了上述金属及溶媒以外,还可以根据需要使用各种添加剂。
作为上述添加剂,例如从提高上述金属在上述溶媒中的分散性的观点考虑,可以使用分散剂。
作为上述分散剂,例如可以使用聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮等胺系的高分子分散剂、或聚丙烯酸、羧甲基纤维素等在分子中具有羧酸基的烃系的高分子分散剂、聚乙烯基醇、苯乙烯-马来酸共聚物、烯烃-马来酸共聚物、或者在1个分子中具有聚乙烯亚胺部分和聚环氧乙烷部分的共聚物等具有极性基的高分子分散剂等。而且,上述聚乙烯基醇在使用溶剂系的导电性墨液的情况下,也可以作为分散剂使用。
作为对上述受容基材等使用上述导电性墨液进行印刷的方法,例如可以举出喷墨印刷法、丝网印刷法、凸版反转印刷法或凹版胶印法、胶版印刷法、旋涂法、喷涂法、棒涂法、模涂法、狭缝涂布法、辊涂法、浸涂法等。
作为上述喷墨印刷法,可以使用一般被称作喷墨打印机的装置。具体来说,可以举出Konica Minolta EB100、XY100(Konica Minolta IJ株式会社制)、Dimatix Materials Printer DMP-3000、Dimatix Materials PrinterDMP-2831(富士胶片株式会社制)等。
上述丝网印刷法是通过使用网眼状的丝网版将导电性墨液涂布在上述受容层的表面的方法。具体来说,通过使用一般被称作金属丝网的金属制的丝网版,以给定的图案形状印刷导电性图案,就可以形成具备给定的图案形状的导电性图案。
另外,上述凸版反转印刷法是向橡皮布上涂布导电性墨液而形成导电性墨液涂布面、并将其向上述受容层转印的方法。
作为上述橡皮布,优选使用由硅酮制成的硅酮橡皮布。
首先,向上述橡皮布上涂布导电性墨液,形成由导电性墨液构成的层。然后,通过向上述由导电性墨液构成的层按压根据需要具备与给定的图案形状对应的版的凸版,而将接触到上述凸版的导电性墨液从橡皮布上转印到上述凸版表面。
然后,通过使上述橡皮布与上述受容层接触,而将残存于上述橡皮布上的导电性墨液转印到上述受容层表面。利用此种方法,可以形成具备给定的图案的导电性图案。
另外,作为上述凹版胶印法,例如可以举出如下的方法,即,在向具备给定的图案形状的凹版印刷版的槽部供给导电性墨液后,通过向其表面按压橡皮布,而向上述橡皮布上转印上述导电性墨液,然后,将上述橡皮布上的导电性墨液向上述受容层转印。
作为上述凹版印刷版,例如可以使用照相凹版、通过蚀刻玻璃板而形成的玻璃凹版等。
作为上述橡皮布,可以使用具有具备硅酮橡胶层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、海绵状的层等的多层结构的材料,通常使用卷绕在被称作橡皮滚筒的具有刚性的圆筒上的材料。
对于向上述受容基材上利用上述的方法实施了印刷的印刷物,可以通过将上述导电性墨液中所含的导电性物质间密接、接合来赋予导电性。
作为将上述导电性物质接合的方法,可以举出加热烧成的方法、光照射的方法。
上述烧成优选在大约80℃~300℃的范围中、进行大约2分钟~200分钟左右。上述烧成也可以在大气中进行,然而从防止上述金属的氧化的观点考虑,也可以将烧成工序的一部分或全部在还原气氛下进行。
另外,上述烧成工序例如可以使用烤炉或热风式干燥炉、红外线干燥炉、激光照射、闪光灯照射、微波等进行。
另外,在使用上述交联剂(e1-2),想要在使用导电性墨液等实施印刷后形成交联结构的情况下,通过经由上述烧成工序,就可以在印刷后形成交联结构。这样,可以格外地提高导电性图案等印刷物的耐久性。
在兼带着进行上述交联反应和上述烧成工序的情况下,上述加热温度虽然根据所使用的上述交联剂(E)等的种类或交联性官能团的组合等而不同,然而优选为大约80℃~300℃的范围,更优选为100℃~300℃,特别优选为120℃~300℃。而且,在上述支承体对于热耐受性比较弱的情况下,温度的上限优选为200℃以下,更优选为150℃以下。
在通过经由上述烧成工序而得的印刷物的表面,由导电性墨液中所含的金属形成导电性图案。该导电性图案可以用于各种电气性制品等的电路基板或集成电路基板等中。
另外,作为上述导电性图案,从形成可以长时间内不引起断线等、且维持良好的通电性的可靠性高的配线图案的方面考虑,可以使用实施了借助铜等金属的镀敷处理的材料。具体来说,作为上述导电性图案,例如可以举出具有如下形成的镀敷被膜的例子,即,在上述支承体的表面的一部分或全部,具有使用上述受容层形成用树脂组合物形成的受容层,通过将镀敷核剂在该受容层表面的一部分或全部加以涂布等而担载镀敷核,根据需要经过烧成工序等之后,通过进行电解镀敷处理、非电解镀敷处理、或者在上述非电解镀敷处理后再实施电解镀敷处理而形成。
作为上述镀敷核剂,可以使用与作为上述流体例示的导电性墨液相当的材料,例如可以使用在溶媒中将镀敷核、具体来说是导电性物质加以分散等而得的材料。
作为上述镀敷核剂中使用的导电性物质,以作为上述导电性墨液中可以使用的导电性物质例示的那样的金属粒子为首,可以使用1种以上的上述金属的氧化物、或利用有机物进行了表面覆盖的材料等。
虽然上述金属氧化物通常为惰性(绝缘)的状态,然而例如可以通过使用二甲基氨基硼烷等还原剂进行处理而露出金属,对其赋予活性(导电性)。
另外,作为上述利用有机物进行了表面覆盖的金属,可以举出利用乳液聚合法等形成的在树脂粒子(有机物)中内包有金属的材料。虽然它们通常为惰性(绝缘)的状态,然而例如可以通过使用激光等除去上述有机物而露出金属,对其赋予活性(导电性)。
上述镀敷核剂中所含的导电性物质优选具有大约10nm~1μm的范围的平均粒径的物质。
另外,作为上述镀敷核剂中使用的溶媒,可以使用与作为在上述导电性墨液中可以使用的水性介质或有机溶剂等溶媒而例示的溶媒相同的溶媒。
上述非电解镀敷处理工序是如下的工序,即,通过使非电解镀液接触例如担载有钯或银等镀敷核的受容基材的表面,而使上述非电解镀液中所含的铜等金属析出,形成由金属被膜构成的非电解镀敷被膜。
上述非电解镀液,例如可以使用含有由铜、镍、铬、钴、锡等金属构成的导电性物质、还原剂、和水性介质或有机溶剂等溶媒的镀液。
作为上述还原剂,例如可以使用二甲基氨基硼烷、次亚磷酸、次亚磷酸钠、二甲基胺硼烷、肼、甲醛、硼氢化钠、苯酚类等。
另外,作为上述非电解镀液,根据需要,也可以含有乙酸、甲酸等单羧酸;丙二酸、丁二酸、己二酸、马来酸、富马酸等二羧酸;苹果酸、乳酸、乙醇酸、葡萄糖酸、柠檬酸等羟基羧酸;甘氨酸、丙氨酸、氨基二乙酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等氨基酸;亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、乙二胺二乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸等氨基聚羧酸等有机酸类、这些有机酸类的可溶性盐(钠盐、钾盐、铵盐等)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等胺类等络合剂。
使上述非电解镀液接触上述担载有镀敷核剂中的镀敷核的受容基材的表面时的上述非电解镀液的温度优选为大约20℃~98℃的范围。
另外,电解镀敷处理工序是如下的工序,即,例如通过在使电解镀液接触上述担载有镀敷核的受容基材的表面(x)、或利用上述非电解处理形成的非电解镀敷被膜的表面(y)的状态下进行通电,而使上述电解镀液中所含的铜等金属在设置于负极中的上述受容基材的表面(x)或利用上述非电解处理形成的非电解镀敷被膜的表面(y)析出,形成电解镀敷被膜(金属被膜)。
作为上述电解镀液,可以使用含有由铜、镍、铬、钴、锡等金属构成的导电性物质、硫酸等、和水性介质的镀液。
使上述电解镀液接触上述担载有镀敷核剂中的镀敷核的受容基材的表面时的上述电解镀液的温度优选为大约20℃~98℃的范围。
如前上述的非电解镀敷处理或电解镀敷处理的工序中,由于经常使用如前上述的强酸或强碱性的镀液,因此如果是通常的受容基材,则其受容层会受到侵蚀,经常引起上述受容层从支承体中的剥离。
然而另一方面,对于在使用镀敷核剂等流体对本发明的受容基材进行印刷后形成了上述受容层中的交联结构的基材,在上述镀敷处理工序中,则不会有引起受容层相对于支承体的剥离的情况。特别是,即使上述支承体由聚酰亚胺树脂等构成,也不会引起受容层的剥离,因此可以极为合适地适用于上述导电性图案的制造。
如上上述的导电性图案例如可以适用于使用了银墨液等的电路的形成、有机太阳能电池或电子书终端、有机EL、有机晶体管、柔性印制电路板、构成RFID等的各层或周边配线的形成、制造等离子体显示器的电磁波屏蔽的配线等时的导电性图案、更具体来说是电路基板的形成。
另外,利用上述方法得到的导电性图案当中,在使用导电性墨液或镀敷核剂等流体的印刷后,其受容层中形成交联结构而得的导电性图案即使经过镀敷处理工序,也不会引起受容层从支承体中的剥离等,可以赋予能够维持良好的通电性的水平的格外优异的耐久性,因此可以适用于使用了银墨液等的电路或集成电路等中所用的电路形成用基板的形成、有机太阳能电池或电子书终端、有机EL、有机晶体管、柔性印制电路板、构成RFID等的各层或周边配线的形成、等离子体显示器的电磁波屏蔽的配线等当中的特别要求耐久性的用途。特别是,实施了上述镀敷处理的导电性图案由于可以形成能够在长时间内不引起断线等、维持良好的通电性的可靠性高的配线图案,因此例如可以用于一般被称作覆铜层叠板(CCL:CopperClad Laminate)的柔性印制电路板(FPC)、卷带式自动接合(TAB)、覆晶薄膜(COF)、以及印制电路板(PWB)等用途中。
[实施例]
以下,利用实施例对本发明进行详细说明。
[参考例1]聚氨酯树脂(A)-1的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇和己二酸反应而得的聚酯多元醇,上述聚酯多元醇中的脂肪族环式结构含量为1426mmol/kg,羟基当量为1000g/当量)100质量份、2,2-二羟甲基丙酸17.6质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份的混合溶剂中反应,得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入13.3质量份的三乙胺,而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水380质量份并充分地搅拌,而得到具有脂肪族环式结构和羧基的聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入8.8质量份的25质量%的乙二胺水溶液并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(A)-1的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)-1的酸值为30,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为4452mmol/kg,重均分子量为53000。
[参考例2]聚氨酯树脂(A)-2的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,聚酯多元醇100质量份(使新戊二醇、1,6-己二醇和己二酸反应而得的聚酯多元醇,羟基当量为1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸12.6质量份、1,4-环己烷二甲醇5.5质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯58.2质量份在甲乙酮124质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺9.5质量份而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水277质量份并充分地搅拌,而得到具有脂肪族环式结构和羧基的聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液4.8质量份并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(a1)-2的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)-2的酸值为30,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为2714mmol/kg,重均分子量为51000。
[参考例3]聚氨酯树脂(A)-3的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇和己二酸反应而得的聚酯多元醇,上述聚酯多元醇中的脂肪族环式结构含量:1426mmol/kg,羟基当量为1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.6质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在与甲乙酮178质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中,混合γ-氨基丙基三乙氧基硅烷10质量份,使上述氨基甲酸酯预聚物与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷反应,而得到具有脂肪族环式结构、羧基、和水解性甲硅烷基或硅烷醇基的聚氨酯树脂的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水380质量份并充分地搅拌而得到聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8.8质量份并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(a1)-3的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(a1)-3的酸值为30,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为4307mmol/kg,重均分子量为88000。
[参考例4]聚氨酯树脂(A)-4的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚醚多元醇100质量份(“PTMG2000”三菱化学株式会社制、羟基当量为1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇34.2质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯109.3质量份、异佛尔酮二异氰酸酯31.5质量份在甲乙酮178质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中,混合γ-氨基丙基三乙氧基硅烷12.5质量份,使上述氨基甲酸酯预聚物与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷反应,而得到具有脂肪族环式结构、羧基、和水解性甲硅烷基或硅烷醇基的聚氨酯树脂的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.1质量份而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水488质量份并充分地搅拌而得到聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液17质量份并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(A)-4的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)-4的酸值为25,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为3921mmol/kg,重均分子量为99000。
[参考例5]聚氨酯树脂(A)-5的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚碳酸酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇和碳酸酯反应而得的含有脂肪族环式结构的聚碳酸酯二醇,上述聚碳酸酯多元醇中的脂肪族环式结构含量为3000mmol/kg,羟基当量为1000g/当量)100质量份、2,2-二羟甲基丙酸9.7质量份、1,4-环己烷二甲醇5.5质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯51.4质量份在甲乙酮111质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺7.3质量份,而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水355质量份并充分地搅拌,而得到具有脂肪族环式结构和羧基的聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液4.3质量并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(A)-5的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)-5的酸值为24,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为4356mmol/kg,重均分子量为61000。
[参考例6]聚氨酯树脂(A)’-1的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚醚多元醇100质量份(“PTMG2000”三菱化学株式会社制、羟基当量为1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸7.9质量份、新戊二醇3.0质量份、异佛尔酮二异氰酸酯41.0质量份在甲乙酮118质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中混合3-氨基丙基三乙氧基硅烷的4.2质量份,使上述氨基甲酸酯预聚物与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应,而得到具有水解性甲硅烷基或硅烷醇基、和亲水性基的聚氨酯树脂的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺5.9质量份而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水230质量份并充分地搅拌而得到聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液5.6质量份并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(A)’-1的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)’-1的酸值为22,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为1172mmol/kg,重均分子量为97000。
[参考例7]聚氨酯树脂(A)’-2的制造
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的进行了氮置换的容器中,通过使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇和己二酸反应而得的聚酯多元醇,上述聚酯多元醇中的脂肪族环式结构含量为1425mmol/kg,羟基当量为1000g/当量)100质量份、2,2-二羟甲基丙酸49.7质量份、1,4-环己烷二甲醇127.1质量份、二环己基甲烷二异氰酸酯416.8质量份在甲乙酮492质量份的混合溶剂中反应,而得到在分子末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液。
然后,通过向上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺37.5质量份,而将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,通过再加入水1083质量份并充分地搅拌,而得到具有脂肪族环式结构和羧基的聚氨酯树脂的水性分散液。
然后,通过向上述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液34.4质量份并搅拌,而使粒子状的聚氨酯树脂链延长,然后通过进行老化、脱溶剂,而得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(A)’-2的水性分散液。这里所得的聚氨酯树脂(A)’-2的酸值为30,根据加入原料比算出的脂肪族环式结构含量为5984mmol/kg,重均分子量为70000。
[参考例8]乙烯基聚合物(B)-1的制造
向具备搅拌机、回流冷却管、氮导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中加入去离子水115质量份、LATEMUL E-118B(花王株式会社制:有效成分25质量%)4质量份,在吹入氮的同时升温到75℃。
在搅拌下,向反应容器中添加包含甲基丙烯酸甲酯60.0质量份、丙烯酸n-丁基38.0质量份、甲基丙烯酸2.0质量份的乙烯基单体混合物,和作为乳化剂的将Aqualon KH-1025(第一工业制药株式会社制:有效成分25质量%)4质量份和去离子水15质量份混合而得的单体预乳液的一部分(5质量份),接下来添加过硫酸钾0.1质量份,在将反应容器内温度保持为75℃的同时使之聚合60分钟。
然后,在将反应容器内的温度保持为75℃的同时,将剩下的单体预乳液(114质量份)、过硫酸钾的水溶液(有效成分1.0质量%)30质量份分别使用不同的滴液漏斗用180分钟滴加。滴加结束后,在相同温度下搅拌60分钟。
将上述反应容器内的温度冷却到40℃,以使反应容器中的水分散体的pH为8.5的方式使用氨水(有效成分10质量%)。
然后,以使不挥发成分为20.0质量%的方式使用去离子水后,通过用200目的滤布过滤,而得到乙烯基聚合物(B)-1的水分散体。
实施例1<受容层形成用树脂组合物(I-1)的制备及使用了它的受容基材(II-1)的制作>
将利用上述操作得到的聚氨酯树脂(A)-1的水分散体和乙烯基聚合物(B)-1的水分散体以聚氨酯树脂(A)-1的水分散体∶乙烯基聚合物(B-1)的水分散体=100∶350(固体成分质量比30∶70)混合,通过以使不挥发成分为20质量%的方式使用去离子水后,用200目的滤布进行过滤,而得到本发明中使用的受容层形成用树脂组合物(I-1)。
将受容层形成用树脂组合物(I-1)以使干燥膜厚为3μm的方式用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成受容层的3种受容基材(II-1)。
[支承体]
(i)PET;聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东洋纺织株式会社制COSMOSHINE A4300,厚50μm)
(ii)PI;聚酰亚胺薄膜(Toray Dupont株式会社制Kapton200H,厚50μm)
(iii)GL;玻璃:玻璃板,JIS R3202,厚2mm
实施例2<受容层形成用树脂组合物(I-2)的制备及使用了它的受容基材(II-2)的制作>
向具备搅拌机、回流冷却管、氮导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合催化剂滴加用滴液漏斗的反应容器中加入去离子水140质量份、利用上述操作得到的聚氨酯树脂(A)-1的水分散体100质量份,在吹入氮的同时升温到80℃。
向升温到80℃的反应容器内,为了得到构成芯层的乙烯基聚合物(B)-2,在搅拌下,在将反应容器内温度保持为80±2℃的同时,用120分钟从各自的滴液漏斗滴加包含甲基丙烯酸甲酯60.0质量份、丙烯酸n-丁基40.0质量份的单体混合物、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,将其聚合。
滴加结束后,通过在相同温度下搅拌60分钟,得到由包含上述聚氨酯树脂(A)-1的壳层、和包含上述乙烯基聚合物(B)-2的芯层构成的复合树脂粒子(C)-1的水分散体。
将上述反应容器内的温度冷却到40℃,然后,在以使不挥发成分为20.0质量%的方式使用去离子水后,通过用200目滤布进行过滤,得到本发明中使用的受容层形成用树脂组合物(I-2)。
将利用上述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-2)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有受容层的3种受容基材(II-2)。
实施例3~5<受容层形成用树脂组合物(I-3)~(I-5)的制备及使用了它的受容基材(II-3)~(II-5)的制作>
除了将聚氨酯树脂的种类分别变更为下述表1中记载的(A)-1~(A)-3,将乙烯基聚合物的制造中使用的乙烯基单体的组成分别变更为下述表1中记载的组成以外,利用与实施例2记载的方法相同的方法,制备出不挥发成分为20质量%的受容层形成用树脂组合物(I-3)~(I-5)。
将利用上述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-3)~(I-5)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有墨液受容层的3种受容基材(II-3)~(II-5)。
实施例6<受容层形成用树脂组合物(I-6)的制备及使用了它的受容基材(II-6)的制作>
通过将利用上述操作得到的、受容层形成用树脂组合物(I-2)的200质量份、密胺系化合物[BECKAMINE M-3(DIC株式会社制)]3.0质量份、和去离子水混合,得到不挥发成分为20质量%的导电性受容层形成用树脂组合物(I-6)。
将利用上述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-6)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有受容层的3种墨液受容基材(II-6)。
实施例7~11<受容层形成用树脂组合物(I-7)~(I-11)的制备及使用了它们的墨液受容基材(II-7)~(II-11)的制作>
除了将聚氨酯树脂的种类分别变更为下述表1中记载的(A)-1~(A)-5,将乙烯基聚合物的制造中使用的乙烯基单体的组成分别变更为下述表1及2中记载的组成以外,利用与实施例2记载的方法相同的方法,制备出不挥发成分为20质量%的受容层形成用树脂组合物(I-7)~(I-11)。
将利用上述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-7)~(I-11)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有受容层的3种受容基材(II-7)~(II-11)。
比较例1~2<受容层形成用树脂组合物(I’-1)~(I’-2)的制备及使用了它们的受容基材(II’-1)~(II’-2)的制作>
除了将聚氨酯树脂的种类分别变更为下述表1中记载的(A)’-1~(A)’-2,将乙烯基聚合物的制造中使用的乙烯基单体的组成分别变更为下述表2中记载的组成以外,利用与实施例2记载的方法相同的方法,制备出不挥发成分为20质量%的受容层形成用树脂组合物(I’-1)~(I’-2)。
将利用上述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I’-1)~(I’-2)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有受容层的3种受容基材(I’-1)~(I’-2)。
比较例3<受容层形成用树脂组合物的制备及使用了它们的受容基材(II’-3)的制作>
将利用上述操作得到的聚氨酯树脂(A)-1的水分散体设为受容层形成用树脂组合物(I’-3)。
将上述受容层形成用树脂组合物(I’-3)以使干燥膜厚为3μm的方式,用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种支承体的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各支承体上形成有墨液受容层的3种受容基材(II’-3)。
【表1】
【表2】
表1~2中的略称的说明
MMA:甲基丙烯酸甲酯
BA:丙烯酸正丁酯
NBMAM:N-正丁氧基甲基丙烯酰胺
HEMA;甲基丙烯酸2-羟基乙酯
4HBA;4-羟基丁基丙烯酸酯
MAA:甲基丙烯酸
交联剂1;密胺系化合物(DIC株式会社制BECKAMINE M-3、三甲氧基甲基密胺)
[脂肪族环式结构含量的特定方法]
基于上述聚氨酯树脂的制造中使用的多元醇或聚异氰酸酯等全部原料的合计质量、和上述聚氨酯树脂的制造中使用的具有脂肪族环式结构的化合物(具有脂肪族环式结构的多元醇或具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯)所具有的脂肪族环式结构的物质量算出。
[支承体与受容层的密合性的评价方法]
在向上述实施印刷前的各受容基材的表面(受容层上)用手指压贴透明胶带(Nichiban株式会社制,CT405AP-24,24mm)后,将上述透明胶带相对于受容基材的表面沿90度方向剥离。利用目视观察剥离后的透明胶带的粘接面,根据其有无附着物评价了上述密合性。
将在上述剥离后的透明胶带的粘接面完全没有附着受容层的评价为“A”,将相对于胶带的贴附面积来说大约小于5%的范围的受容层从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“B”,将相对于胶带的贴附面积来说大约5%以上且小于50%的范围的受容层从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“C”,将相对于胶带的贴附面积来说大约50%以上的范围的受容层从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“D”。
[印刷性的评价方法]
通过对作为支承体使用上述『(i)PET;聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东洋纺织株式会社制COSMOSHINE A4300,厚50μm)』得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(Roland公司制的SP-300V),依照下述例示的顺序叠加地印刷作为流体的含有二醇系高极性溶剂和颜料的下述9色的溶剂系颜料墨液,而得到100%~400%满版图像的印刷物。
[9色的墨液的说明]
·C100%墨液
·Y100%墨液
·M100%墨液
·Bk100%墨液
·由C100%和M100%构成的合计200%的墨液
·由M100%和Y100%构成的合计200%的墨液
·由Y100%和C100%构成的合计200%的墨液
·由C100%、M100%和Y100%构成的合计300%的墨液
·由C100%、M100%、Y100%和K100%构成的合计400%的墨液
基于下述基准评价了使用上述溶剂系颜料墨液印刷得到的印刷图像的印刷性。
A;在使用上述“合计400%的墨液”形成的印刷图像中没有产生任何的颜色不均或渗洇、裂纹等,形成均匀的印刷图像。
B;虽然在使用上述“合计300%的墨液”形成的印刷图像中没有产生任何的颜色不均或渗洇、裂纹等,然而在接下来叠加在上述印刷图像上地使用上述“合计400%的墨液”印刷得到的印刷图像中,产生了若干的渗洇或颜色不均。
C;在使用上述“由C100%和M100%构成的合计200%的墨液”、“由M100%和Y100%构成的合计200%的墨液”、以及“由Y100%和C100%构成的合计200%的墨液”印刷形成的印刷图像中,没有产生任何的颜色不均或渗洇、裂纹等,然而在接下来叠加在上述印刷图像上地使用上述“合计300%的墨液”印刷得到的印刷图像中,产生了渗洇或颜色不均。
D;虽然在使用上述“C100%墨液”、“Y100%墨液”、“M100%墨液”及“Bk100%墨液”形成的印刷图像中没有产生任何的颜色不均或渗洇、裂纹等,然而在接下来叠加在上述印刷图像上地使用上述“合计200%的墨液”印刷得到的印刷图像中,产生了渗洇或颜色不均。
E;在使用上述“C100%墨液”“Y100%墨液”“M100%墨液”及“Bk100%墨液”的任意一种墨液印刷的情况下,都可以在所得的印刷图像中看到渗洇或颜色不均、裂纹的产生。
[作为流体的导电性墨液的制备方法]
[墨液的制备方法]
[喷墨印刷用纳米银墨液1的制备]
通过在由二甘醇二乙醚65质量份、γ-丁内酯18质量份、四甘醇二甲醚15质量份、和四甘醇单丁醚2质量份构成的混合溶媒中,分散平均粒径30nm的银粒子,而制备出溶剂系喷墨印刷用纳米银墨液1。
[喷墨印刷用纳米银墨液2的制备]
通过在由十四烷构成的溶媒中分散平均粒径30nm的银粒子,而制备出溶剂系喷墨印刷用纳米银墨液2。
[丝网印刷用银膏剂的制备]
使用了银膏剂(Harima化成株式会社制NPS)。
[借助喷墨印刷法的印刷]
将上述喷墨印刷用纳米银墨液1~2分别在使用上述支承体(i)、(ii)及(iii)得到的3种受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ株式会社制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),印刷约1cm的线宽100μm、膜厚0.5μm的直线,然后通过在150℃的条件下干燥30分钟,分别得到印刷物(导电性图案)。在使用了实施例4~6、8~11中记载的受容基材的情况下,通过在使用上述导电性墨液印刷后,经过上述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,而在受容层中形成交联结构。对于是否形成交联结构,如表3及表4中所示,基于“在常温(23℃)下干燥、其后在70℃下加热而形成的导电性墨液受容层的凝胶百分率”、和“通过再在150℃下加热而形成的导电性墨液受容层的凝胶百分率”来判断。即,将如下的情况判断为因高温加热而形成了交联结构,即,在150℃下加热而得的导电性墨液受容层的凝胶百分率与常温干燥后、在70℃下加热而得的导电性墨液受容层的凝胶百分率(未交联状态)相比,增加了25质量%以上。
利用以下的方法算出在常温(23℃)下干燥、然后在70℃下加热而形成的受容层的凝胶百分率。
向用厚纸包围的聚丙烯薄膜上以使干燥后的膜厚为100μm的方式流入受容层形成用树脂组合物,在温度23℃及湿度65%的状况下,干燥24小时,然后通过在70℃下加热处理3分钟而形成受容层。将所得的受容层从上述聚丙烯薄膜中剥离并切取纵3cm及横3cm的大小,将所得的材料作为试验片。测定出上述试验片1的质量(X)后,将上述试验片1在调整为25℃的50ml的甲乙酮中浸渍24小时。
将没有因上述浸渍而溶解于甲乙酮中的试验片1的残渣(不溶解成分)用300目的金属丝网过滤。
测定出将利用上述操作得到的残渣在108℃下干燥1小时的物质的质量(Y)。
然后,使用上述质量(X)及(Y)的值,基于[(Y)/(X)]×100的式子算出凝胶百分率。
另外,利用下述的方法算出上述“通过在150℃下加热而形成的受容层的凝胶百分率”。
向用厚纸包围的聚丙烯薄膜上以使干燥后的膜厚为100μm的方式流入受容层形成用树脂组合物,在温度23℃及湿度65%的状况下干燥24小时,然后,通过在150℃下加热干燥30分钟而形成受容层。将所得的受容层从上述聚丙烯薄膜中剥离并切取纵3cm及横3cm的大小,将所得的材料作为试验片2。测定出上述试验片2的质量(X’)后,将上述试验片2在调整为25℃的50ml的甲乙酮中浸渍24小时。
将没有因上述浸渍而溶解于甲乙酮中的试验片2的残渣(不溶解成分)用300目的金属丝网过滤。
测定出将利用上述操作得到的残渣在108℃下干燥1小时的物质的质量(Y’)。
然后,使用上述质量(X’)及(Y’)的值,基于[(Y’)/(X’)]×100的式子算出凝胶百分率。
[借助丝网印刷法的印刷]
将上述丝网印刷用银膏剂在分别使用上述支承体(i)、(ii)及(iii)得到的3种受容基材表面使用金属丝网250的丝网版印刷约1cm的线宽50μm、膜厚1μm的直线,然后通过在150℃的条件下干燥30分钟而得到印刷物(导电性图案)。
对于实施例4~6、8~11中记载的受容基材,在使用上述墨液印刷后,通过经过上述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在墨液受容层中形成交联结构。利用与上述相同的方法判断有无交联结构。
[细线性的评价方法]
使用光学显微镜(株式会社Keyence制数码显微镜VHX-100)观察利用上述的方法得到的印刷物(导电性图案)表面中形成的印刷部(线部)整体,确认有无该印刷部的渗洇。
具体来说,将在印刷部(线部)的外缘部没有看到渗洇、印刷部与非印刷部的边界清晰、线部的外缘部和中央部中在高度方面没有看到差别、作为线部整体来说平滑的评价为“A”,将虽然在印刷部(线部)的外缘部的极小一部分可以确认有若干的渗洇、然而作为整体来说印刷部与非印刷部的边界清晰、线部整体平滑的评价为“B”,将虽然在印刷部(线部)的外缘部的大约1/3以内的范围中可以确认有若干的渗洇、在该部分中印刷部与非印刷部的边界在一部分中不清晰、然而线部整体平滑且为可以使用的水平的评价为“C”,将在印刷部(线部)的外缘部的大约1/3~1/2左右的范围中可以确认有渗洇、在该部分中印刷部与非印刷部的边界在一部分中不清晰、线部的外缘部和中央部不平滑的评价为“D”,将在印刷部(线部)的外缘部的大约1/2以上的范围中可以确认有渗洇、在该部分中印刷部与非印刷部的边界在一部分中不清晰、线部的外缘部和中央部中不平滑的评价为“E”。
[通电性的评价方法]
在分别使用上述支承体(i)及(ii)得到的2种受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ株式会社制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),将上述喷墨印刷用纳米银墨液1以0.5μm的膜厚印刷纵3cm、横1cm的长方形的范围(面积),然后通过在150℃的条件下干燥30分钟,分别得到印刷物(导电性图案)。在使用了实施例4~6、8~11中记载的受容基材的情况下,使用上述墨液印刷后,通过经过上述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在墨液受容层中形成交联结构。
另外,在分别使用上述支承体(i)及(ii)得到的2种受容基材表面,使用金属网250的丝网版,将上述丝网印刷用银膏剂以1μm的膜厚印刷纵3cm、横1cm的长方形的范围(面积),然后通过在150℃的条件下干燥30分钟而得到印刷物(导电性图案)。
使用Loresta指针计(三菱化学株式会社制MCP-T610)测定出利用上述的方法得到的印刷物(导电性图案)表面中形成的纵3cm、横1cm的长方形的范围的满版印刷部的体积电阻率。将体积电阻率小于5×10- 6Ω·cm的评价为“A”,将5×10-6以上而小于9×10-6Ω·cm且为可以足够使用的水平的评价为“B”,将9×10-6以上而小于5×10-5Ω·cm且为可以使用的水平的评价为“C”,将5×10-5以上而小于9×10-5Ω·cm的评价为“D”,将9×10-5以上而实用上很难使用的评价为“E”。
[非电解镀敷处理后的耐久性的评价方法]
通过向由二甘醇二乙醚65质量份、γ-丁内酯18质量份、四甘醇二甲基醚15质量份、和四甘醇单丁醚2质量份构成的混合溶媒中,分散平均粒径30nm的银粒子(镀敷核),而制备出溶剂系的镀敷核剂1。
在使用上述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(KonicaMinoltaIJ株式会社制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),将上述镀敷核剂1以0.5μm的膜厚满版印刷纵5cm、横5cm的正方形的范围(面积),然后通过在150℃的条件下干燥30分钟,分别得到印刷物。对于实施例4~6、实施例8~11中记载的受容基材,在使用上述镀敷核剂1印刷后,通过经过上述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在受容层中形成交联结构。
在利用上述操作得到的印刷物的表面(担载有镀敷核的面),涂布活化剂(奥野制药工业株式会社制ACE CLEAN A220),在55℃×5分钟的条件下进行镀敷核的活化处理。
然后,在实施了上述活化处理的面,涂布非电解镀铜剂(奥野制药工业株式会社制OPC-750),在20℃×20分钟的条件下进行非电解镀铜处理。
这样,就得到在上述担载有镀敷核的表面形成由铜构成的镀敷被膜的导电性图案X(镀敷结构体X)。
在利用上述操作得到的导电性图案X(镀敷结构体X)的镀敷表面,用手指压贴透明胶带(Nichiban株式会社制,CT405AP-24,24mm)后,将上述透明胶带相对于导电性图案X(镀敷结构体X)的表面沿90度方向剥离。利用目视观察剥离后的透明胶带的粘接面,根据其有无附着物评价了上述密合性。
将在上述剥离后的透明胶带的粘接面上完全看不到附着物的评价为“A”,将相对于胶带的贴附面积来说在小于大约5%的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“B”,将相对于胶带的贴附面积来说在大约5%以上且小于50%的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方墨液受容层从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“C”,将相对于胶带的贴附面积来说在大约50%以上的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“D”。
[电解镀敷处理后的耐久性的评价方法]
通过向由二甘醇二乙醚65质量份、γ-丁内酯18质量份、四甘醇二甲基醚15质量份、和四甘醇单丁醚2质量份构成的混合溶媒中,分散平均粒径30nm的银粒子(镀敷核),而制备出溶剂系的镀敷核剂1。
在使用上述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(KonicaMinoltaIJ株式会社制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),将上述镀敷核剂1以0.5μm的膜厚满版印刷纵5cm、横5cm的正方形的范围(面积),然后通过在150℃的条件下干燥30分钟,分别得到印刷物。对于实施例4~6、实施例8~11中记载的受容基材,在使用上述镀敷核剂1印刷后,通过经过上述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在受容层中形成交联结构。
向利用上述操作得到的印刷物的表面(担载有镀敷核的面),涂布活化剂(奥野制药工业株式会社制ACE CLEAN A220),在55℃×5分钟的条件下进行镀敷核的活化处理。
然后,向上述进行了活化处理的面上,涂布硫酸铜镀液(奥野制药工业株式会社制Top Lucina81SW),通过在25℃、3Amp、90分钟/dm2的条件下进行电解镀敷处理,而得到在上述导电性图案X(镀敷结构体X)的由铜构成的镀敷被膜的表面层叠了由铜构成的镀敷被膜的导电性图案Y(镀敷结构体Y)。
在向利用上述操作得到的导电性图案Y(镀敷结构体Y)的镀敷表面用手指压贴透明胶带(Nichiban株式会社制,CT405AP-24,24mm)后,将上述透明胶带相对于导电性图案X(镀敷结构体X)的表面沿90度方向剥离。利用目视观察剥离后的透明胶带的粘接面,根据其有无附着物评价了上述密合性。
将在上述剥离后的透明胶带的粘接面完全看不到附着物的评价为“A”,将相对于胶带的贴附面积来说在大约小于5%的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“B”,将相对于胶带的贴附面积来说在大约5%以上而小于50%的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方墨液受容层从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“C”,将相对于胶带的贴附面积来说在大约50%以上的范围中金属镀敷、银、受容层的任意一方从支承体中剥离、附着于胶带上的评价为“D”。将在镀敷处理工序中镀敷剥离、或者未析出镀敷的评价为“E”。
【表3】
【表4】
实施例1中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材具有优异的密合性,相对于聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种也都具有良好的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备优异的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到具备优异的细线性和良好的通电性的导电性图案。
实施例2中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有优异的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备优异的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到细线性或通电性优异、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
另外,实施例3中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材具有优异的密合性,相对于聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有良好的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备良好的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到具备良好的细线性和通电性、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例4及5中得到的受容基材由于具有形成交联结构的成分,因此相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有优异的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备优异的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到细线性或通电性优异、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例6中得到的受容基材由于并用了交联剂,因此相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有优异的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备优异的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到具备良好的细线性和通电性、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例7中得到的受容基材由于并用了交联剂,因此相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有优异的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备良好的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到具备良好的细线性和通电性、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例8及9中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都具有优异的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备良好的印刷性。另外,通过在上述受容基材印刷各种纳米银墨液,可以得到具备良好的细线性和通电性、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例10中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材具有良好的密合性。另外,在上述受容基材印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备优异的印刷性。另外,通过在上述受容基材上印刷各种纳米银墨液,可以得到细线性或通电性优异、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
实施例11中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材具有优异的密合性,相对于聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种也都具有良好的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物具备良好的印刷性。另外,通过在上述受容基材印刷各种纳米银墨液,可以得到具备良好的细线性和通电性、并且具备能够耐受镀敷处理的水平的耐久性的导电性图案。
另一方面,使用了脂肪族环式结构的比例为2000mmol/kg以下的聚氨酯树脂的比较例1中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都不具有实用上足够的密合性。另外,在上述受容基材印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物也会引起渗洇等,不具备足够的印刷性。另外,即使在上述受容基材印刷各种纳米银墨液,也会有引起画线的渗洇等情况,因此无法得到具备良好的细线性和通电性的导电性图案。
使用了脂肪族环式结构的比例超过5500mmol/kg的聚氨酯树脂的比较例2中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都不具有实用上足够的密合性。另外,在上述受容基材上印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物也会引起渗洇等,不具备足够的印刷性。另外,即使在上述受容基材印刷各种纳米银墨液,也会有引起画线的渗洇等情况,因此无法得到具备良好的细线性和通电性的导电性图案。
不含有乙烯基聚合物的比较例3中得到的受容基材相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材及玻璃基材的任意一种都不具有实用上足够的密合性。另外,在上述受容基材印刷溶剂系颜料墨液得到的印刷物也会引起渗洇等,不具备足够的印刷性。另外,即使在上述受容基材印刷各种纳米银墨液,也会有引起画线的渗洇等情况,因此无法得到具备良好的细线性和通电性的导电性图案。
Claims (19)
1.一种受容层形成用树脂组合物,其是含有聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)以及水性介质(C)的受容层形成用树脂组合物,其特征在于,
所述聚氨酯树脂(A)具有亲水性基和相对于所述聚氨酯树脂(A)的总量为2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构。
2.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述聚氨酯树脂(A)和所述乙烯基聚合物(B)形成含有作为所述聚氨酯树脂(A)的壳层和作为所述乙烯基聚合物(B)的芯层的复合树脂粒子(D)。
3.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述受容层形成用树脂组合物形成接受含有导电性物质或颜料的流体的层。
4.根据权利要求3所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述含有导电性物质或颜料的流体是含有导电性物质的导电性墨液、含有导电性物质的镀敷核剂或含有颜料的颜料墨液。
5.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述乙烯基聚合物(B)是将含有10质量%~70质量%的甲基丙烯酸甲酯、以及10质量%~50质量%的具有碳原子数2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的乙烯基单体混合物聚合而得的聚合物。
6.根据权利要求2所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
构成所述复合树脂粒子(D)的所述聚氨酯树脂(A)与所述乙烯基聚合物(B)的质量比例[(A)/(B)]为70/30~10/90的范围。
7.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述乙烯基树脂(B)具有交联性官能团。
8.根据权利要求7所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述交联性官能团是选自羟甲基酰胺基及烷氧基甲基酰胺基中的1种以上的热交联性官能团。
9.根据权利要求1或7所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
还含有交联剂(E),所述交联剂(E)可以通过加热到100℃以上而进行交联反应。
10.根据权利要求9所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述交联剂(E)是选自密胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物以及异氰酸酯化合物中的1种以上的热交联剂(e1-2)。
11.一种受容基材,其特征在于,
在支承体表面的一部分或全部,具有使用受容层形成用树脂组合物形成的受容层,所述受容层是用于接受含有导电性物质或颜料的流体的受容层,
所述受容层形成用树脂组合物含有:具有亲水性基和2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)、以及水性介质(C)。
12.一种印刷物,其特征在于,
在构成权利要求11所述的受容基材的受容层上,利用含有导电性物质或颜料的流体实施了印刷。
13.根据权利要求12所述的印刷物,其中,
利用喷墨印刷法、丝网印刷法、凸版反转印刷法或凹版胶印法进行所述印刷。
14.一种导电性图案,其特征在于,
在构成权利要求11所述的受容基材的受容层上,使用流体实施了印刷,所述流体含有含导电性物质的导电性墨液或含导电性物质的镀敷核剂。
15.一种导电性图案,其特征在于,
通过使用流体于权利要求11所述的受容基材进行印刷,然后在实施了所述印刷的所述受容层形成交联结构而得到,所述流体含有含导电性物质的导电性墨液或含导电性物质的镀敷核剂。
16.根据权利要求14或15所述的导电性图案,
通过在印刷所述流体而形成的印刷部的表面,实施电解镀敷或非电解镀敷处理而得到。
17.一种导电电路,其特征在于,
由权利要求14~16中任一项所述的导电性图案构成。
18.一种印刷物的制造方法,其特征在于,
通过在支承体的表面的一部分或全部,涂布含有聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)以及水性介质(C)的受容层形成用树脂组合物,在所述受容层形成用树脂组合物不进行交联反应的条件下干燥,从而形成用于受容含有导电性物质或颜料的流体的受容层,然后,通过在所述受容层的表面印刷所述流体,再将实施了所述印刷的受容层加热,从而形成交联结构,
所述聚氨酯树脂(A)具有亲水性基和2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构。
19.一种导电性图案的制造方法,其特征在于,
通过在支承体的表面的一部分或全部,涂布含有聚氨酯树脂(A)、乙烯基聚合物(B)以及水性介质(C)的受容层形成用树脂组合物,在所述受容层形成用树脂组合物不进行交联反应的条件下进行干燥,从而形成用于受容含有导电性物质的流体的受容层,
然后,通过在所述受容层的表面印刷所述流体,从而形成含有所述流体中所含的导电性物质的印刷部,
然后,通过将实施了所述印刷的受容层加热而形成交联结构,
然后,对形成于所述受容层表面的所述印刷部进行镀敷处理。
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