CN103249571A - 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在于,提供一种受容层形成用树脂组合物,其可以形成密合性优异的受容层,可以形成如下的导电性图案等,即,无论是水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的哪种,都具备细线性和耐水性,并具备耐湿热性。本发明提供一种受容层形成用树脂组合物,其特征在于,含有重均分子量为10万以上、并且酸值为10~80的乙烯基树脂(A)、水性介质(B)、根据需要使用的选自水溶性树脂(c1)及填充材料(c2)中的1种以上的成分(C),所述乙烯基树脂(A)分散于水性介质(B)中,并且相对于所述乙烯基树脂(A)的总量的所述成分(C)的含量为0质量%~15质量%。
Description
技术领域
本发明涉及可以接受利用以喷墨印刷方式为首的各种印刷方式进行喷出等的导电性墨液等流体的受容层形成用树脂组合物、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,而且开始在各种产业中使用。
具体来说,正在研究在制作电路等导电性图案的情形下使用所述喷墨印刷的技术。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、集成电路也在强烈地要求小型化或薄型化,如果利用喷墨印刷法,则有可能可以形成高密度的导电性图案(电路图案)。
作为使用所述喷墨印刷技术来制造电路等导电性图案的方法,例如可以举出如下的方法,即,将含有银等导电性物质的导电性墨液利用喷墨印刷方式印刷在基板上而形成电路等导电性图案。
但是,即使将所述导电性墨液直接印刷在各种支承体的表面,由于所述导电性墨液很难与所述支承体表面密合,因此也很容易剥离,从而会有引起最终所得的电路等的断线等情况。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比较柔软,因此作为可以用于生产能够折曲的柔性设备的支承体受到关注,然而由于所述由聚酰亚胺树脂等构成的支承体特别缺乏与墨液、树脂等的密合性,因此容易引起墨液等的经时的剥离,从而会有引起最终所得的电路等的断线、妨碍通电的情况。
作为解决所述问题的方法,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,利用给定的方法描绘图案而制作导电性图案,已知作为所述乳胶层可以使用丙烯酸树脂(参照专利文献1。)。
但是,包括构成所述导电性图案的所述乳胶层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,所述专利文献1中记载的导电性图案例如在85℃×85%RH左右的高温、高湿度的环境下长时间使用时,会引起受容层的溶解或白化、从支承体的剥离等,其结果是,会有引起导电性的降低的情况,因此存在以下的情况,即,该导电性图案不能说具备可以经受长时间使用的水平的耐湿热性。
另一方面,为了实现所述导电性图案的细线化等,还进行了导电性墨液的改良。所述导电性墨液一般来说大致上分为以水作为主溶媒的水系导电性墨液、和以有机溶剂作为主溶媒的溶剂系导电性墨液。
但是,由于墨液受容层一般来说需要使用与墨液中所含的溶媒对应的材料,因此将给定的导电性墨液印刷在与之不对应的受容层上,也会有引起导电性图案的渗洇等各种问题的情况。
具体来说,作为面向水系导电性墨液开发出的受容层,例如已知有使用含有水溶性树脂、水分散性树脂、在一个分子中具有2个以上的甲硅烷基及2个以上的仲氨基的化合物和水的水性树脂组合物形成的受容层。此种受容层通常来说从提高与所述水系导电性墨液的亲和性的观点考虑,一般含有大约50质量%左右的聚乙烯基醇等水溶性树脂。
但是,所述聚乙烯基醇等水溶性树脂由于会有提高所述受容层的亲水性、使受容层的耐水性明显地降低的情况,因此在所述受容层表面附着有雨水等情况下,会引起溶解或膨胀,其结果是,出现使用水系导电性墨液形成的导电性图案的渗洇、导电性物质的脱落等在耐水性的方面不足的情况。
另外,具备了使用所述水溶性树脂形成的受容层的导电性图案例如在85℃×85%RH左右的高温、高湿度的环境下长时间使用时,会引起受容层的溶解、白化、从支承体的剥离等,其结果是,会有引起导电性的降低的情况,因此存在如下的情况,即,该导电性图案不能说具备可以经受长时间使用的水平的耐湿热性。
另外,作为面向所述水系导电性墨液开发的受容层,已知有一般被称作微多孔型的含有大约50质量%左右的二氧化硅等无机填充材料的受容层。
但是,所述微多孔型的受容层尤其是在溶剂系导电性墨液的吸收性等方面不足,因此存在难以赋予所述细线性的情况。另外,所述微多孔型的受容层一般来说会因二氧化硅等无机成分的存在而损害透明性,因此在用于透明电极等导电性图案的制造时存在不佳状况。
另外,在将具备所述微多孔型的受容层的导电性图案例如在85℃×85%RH左右的高温、高湿度的环境下长时间使用时,会引起受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等,其结果是,会有引起导电性的降低的情况,因此存在如下的情况,即,该导电性图案不能说具备可以经受长时间使用的水平的耐湿热性。
然而另一方面,已知溶剂系的导电性墨液一般来说与水系的导电性墨液相比可以形成在耐水性的方面优异的导电性图案。
但是,所述耐水性的提高并非只要取代所述水系导电性墨液而单纯地使用所述溶剂系导电性墨液就可以很容易地获得,需要使用具有与所述溶剂系导电性墨液对应的受容层的受容基材。
具体来说,以水系导电性墨液用途开发出的以往的受容层是以提高水系导电性墨液中的水性介质的吸收性、提高银等导电性物质的固定性为目的而设计的。由此,即使在以水系导电性墨液用途开发出的以往的受容层上,使用所述溶剂系导电性墨液进行印刷,受容层也无法有效地吸收溶剂,其结果是,无法获得耐水性优异的导电性图案,这是一个技术常识。
由此,就有必要与印刷中使用的导电性墨液的种类对应地每次变更所使用的受容层,从而会有明显地降低导电性图案的生产效率的情况。
如此所述,产业界希望开发出如下的树脂组合物,即,无论墨液等流体的溶媒的种类如何,在用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种墨液印刷的情况下,都可以形成能够兼顾优异的细线性、优异的耐水性和耐湿热性的受容层,然而现实情况是,迄今为止还没有找出该种受容层。
但是,在形成所述导电性图案时,通常来说,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,经常将使用导电性墨液印刷的印刷物以大约80℃以上的温度加热而烧成。
但是,所述文献1中记载的乳胶层之类的受容层容易因所述烧成工序中受到的热的影响而劣化等,因此尤其会引起墨液受容层与所述支承体的界面的密合性的降低,即使在施加极为微小的力时也会有很容易地剥离的情况。另外,还会存在因经过所述烧成工序而引起受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等耐湿热性的方面不能说足够的情况。另外,所述乳胶层在进行借助所述烧成工序的加热之前,经常是相对于所述支承体不具有足够的密合性,因而在经过所述烧成工序之前,会有引起支承体与受容层的局部的剥离的情况。
另外,在形成所述导电性图案时,从形成可以长时间内不引起断线等地维持良好的通电性的可靠性高的配线图案的方面考虑,经常对导电性图案表面使用铜等进行镀敷处理。
但是,所述镀敷处理中使用的镀敷试剂、或其清洗工序中使用的试剂通常为强碱性或强酸性,因此会引起所述受容层等从支承体中的剥离等,其结果是,会有引起断线等的情况。另外,所述镀敷处理工序中的加热条件等有时会引起受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等,因此以往的导电性图案在耐湿热性的方面有时不能说是足够的。
所以,对于所述导电性图案,要求如下水平的耐久性或耐湿热性,即,即使在反复地、长时间地在所述试剂等中浸渍等情况下,或长时间暴露于高温高湿度条件下的情况下,也不会引起受容层从支承体中的剥离等。
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是,提供一种受容层形成用树脂组合物,其在能够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,可以形成如下的导电性图案等印刷物,即,具备在使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以不引起所述流体的渗洇地描画出能够用于实现电路等的高密度化等水平的细线的水平的细线性和耐水性,并且具备即使在高温高湿度的环境下长时间使用时也不会引起经时的受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等的水平的耐湿热性。
另外,本发明所要解决的第二问题是,提供一种受容层形成用树脂组合物,其可以形成如下的印刷物,即,具备即使在镀敷工序中在镀敷试剂中进行浸渍等时也不会引起受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等水平的耐湿热性,具备可以维持良好的导电性的水平的耐久性或耐水性。
用于解决问题的途径
本发明人等首先以所述微多孔型的受容层为基础,研究了与填充剂或分散剂等的组合。如果是所述受容层,则虽然可以形成相对于水系导电性墨液等流体具备一定程度良好的细线性或耐水性的印刷图像,然而存在有引起相对于溶剂系导电性墨液等流体的细线性及耐水性的明显的降低的情况。另外,所述微多孔型的受容层一般来说多含有所述填充材料,由此会使透明性明显地降低,因此在用于透明电极等用途中等时存在不佳状况。
所以,本发明人等在提高使用水系导电性墨液形成的导电性图案等的耐水性时,以在喷墨记录纸等的制造中以往经常使用的、所谓膨胀型的受容层为基础进行了研究。具体来说,认为从提高耐水性的方面考虑,尽可能地抑制以往的膨胀型的受容层中所含的聚乙烯基醇等水溶性树脂的使用十分重要,并进行了研究。
但是,在面向水系导电性墨液的膨胀型的受容层中,通常来说,如果减少可以含有的聚乙烯基醇等水溶性树脂的使用量,则水系导电性墨液的受容就会变得困难,这是一个技术常识,然而如果只是单纯地减少所述水溶性树脂的使用量,则仍然会产生使用水系导电性墨液形成的导电性图案的渗洇等,基于此等原因,很难赋予优异的细线性。
所以认为,通过将构成所述受容层形成用树脂组合物的乙烯基树脂的酸值设定为比以往已知的树脂略低,或许可以弥补所述水溶性树脂的使用量的减少,并进行了研究。
虽然通过将所述受容层形成用树脂组合物的酸值设定为比以往低,可以略为改善使用了水系导电性墨液时的印刷图像的渗洇等,然而依然难以赋予可以说是足够的水平的细线性或耐水性。另外,在使用了溶剂系导电性墨液时,也难以赋予可以说是足够的水平的细线性。
本发明人等以将所述受容层形成用树脂组合物的酸值设定为比以往低的材料为基础进行了研究,其结果是发现,如果是低酸值、并且含有属于高分子量的乙烯基树脂的受容层形成用树脂组合物,则在使用所述水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种印刷时,都可以不引起渗洇等地形成细线性或耐水性优异的印刷图像,并且即使在高温高湿度环境下使用时,也可以形成具备不会引起经时的受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等的水平的耐湿热性的受容层。
即,本发明提供一种受容层形成用树脂组合物,其特征在于,含有重均分子量为10万以上并且酸值为10~80的乙烯基树脂(A)、水性介质(B)、根据需要使用的选自水溶性树脂(c1)及填充材料(c2)中的1种以上的成分(C),所述乙烯基树脂(A)分散于水性介质(B)中,并且相对于所述乙烯基树脂(A)的总量的所述成分(C)的含量为0质量%~15质量%。
发明的效果
根据本发明的受容层形成用树脂组合物,由于可以形成如下的受容层,即,相对于各种支承体都具有优异的密合性,并且具备如下水平的细线性,即,在使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液等流体的任意一种时,都可以不引起导电性墨液的渗洇地、描绘出能够用于实现电路等的高密度化等的水平的细线,并且具备如下水平的耐湿热性,即,即使在高温高湿度环境下使用时,也不会引起经时的受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等,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,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,进行加热等而在墨液受容层中形成交联结构,可以获得具备能够在后面的镀敷处理工序中防止所述流体中所含的导电性物质等的从受容层表面的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,含有重均分子量为10万以上并且酸值为10~80的乙烯基树脂(A)、水性介质(B)、根据需要使用的选自水溶性树脂(c1)及填充材料(c2)中的1种以上的成分(C),所述乙烯基树脂(A)分散于水性介质(B)中,并且相对于所述乙烯基树脂(A)的总量的所述成分(C)的含量为0质量%~15质量%。
所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等的流体的情况下,吸收所述流体中的溶媒,担载所述导电性物质。
所述受容层形成用树脂组合物中所含的所述乙烯基树脂(A)是将(甲基)丙烯酸单体、烯烃等具有聚合性不饱和双键的单体聚合而得的树脂。这里“(甲基)丙烯酸”的表述是指丙烯酸及甲基丙烯酸的一方或双方。
作为所述乙烯基树脂(A),并非单纯地使用具有酸基的乙烯基树脂,从使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种印刷时都可以形成具备优异的细线性或耐水性、耐湿热性的导电性图案等印刷物的方面考虑,使用具备(1)重均分子量为10万以上、以及(2)酸值为10~80这样比较低的酸值的全部条件的乙烯基树脂十分重要。另外,在制造导电性图案时,特别是从赋予细线性或与支承体的密合性、耐湿热性的方面考虑十分重要。
这里,如果是取代所述乙烯基树脂(A)而使用了虽然具备所述(1)的条件、然而酸值超过80的情况下的乙烯基树脂的受容层形成用树脂组合物,则会有无法形成耐湿热性优异的受容层的情况。
作为所述酸值,从赋予更为优异的细线性、密合性、耐湿热性等观点考虑,优选为10~75的范围,更优选为15~70的范围,进一步优选为25~70的范围,特别优选为35~70的范围。
另外,对于使用了虽然具备所述(1)的条件然而酸值小于10的乙烯基树脂来代替所述乙烯基树脂(A)的受容层形成用树脂组合物而言,则会有特别是使用水系导电性墨液形成的导电性图案的细线性或耐水性明显地降低的情况。
所述乙烯基树脂(A)所具有的酸值来源于以可以对乙烯基树脂(A)赋予良好的水分散性为目的导入的阴离子性基等亲水性基、后述的交联性官能团。具体来说,尤其优选来源于羧基、磺酸基、羧酸酯基、磺酸酯基等阴离子性基的,更优选来源于羧基或羧酸酯基的。
所述羧基或磺酸基也可以通过将其一部分或全部用氢氧化钾、氢氧化钾等碱性金属化合物;氨、三乙胺、吡啶、吗啉等有机胺;单乙醇胺等链烷醇胺等碱性化合物中和,而形成羧酸酯基、磺酸酯基,然而也可以不中和。在形成导电性图案等情况下,由于所述金属盐化合物有时会阻碍通电性等,因此优选使用所述有机胺或链烷醇胺。
所述乙烯基树脂(A)可以在考虑了良好的水分散性、交联性等的范围中具有所述羧基等,然而优选将来源于它们的酸值调整为10~80的范围内。
另外,作为所述乙烯基树脂(A),从使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以形成具备优异的印刷性、耐水性和耐湿热性的印刷图像的方面考虑,必须使用具有10万以上的重均分子量的树脂,优选使用具有100万以上的重均分子量的乙烯基树脂。
这里,如果是取代所述乙烯基树脂(A)而使用了虽然具备所述(2)的条件然而重均分子量小于10万的乙烯基树脂的受容层形成用树脂组合物,则特别地会有明显地降低使用溶剂系导电性墨液形成的导电性图案的细线性、耐湿热性的情况。
作为所述乙烯基树脂(A)的重均分子量的上限值,没有特别限定,然而优选为大约1000万以下,更优选为500万以下。另外,从用于导电性图案等的形成时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观点考虑,也优选使用所述分子量的乙烯基树脂(A)。
对于所述乙烯基树脂(A)的重均分子量的测定,通常可以通过将所述乙烯基树脂(A)80mg与四氢呋喃20ml混合,搅拌12小时,将所得的材料作为测定试样使用,利用凝胶渗透色谱法(GPC法)来进行。作为测定装置,可以使用东曹(株)制高速液相色谱HLC-8220型,作为色谱柱可以使用东曹(株)制TSKgelGMH XL×4柱,作为洗脱液可以使用四氢呋喃,作为检测器可以使用RI检测器。
但是,在所述乙烯基树脂(A)的分子量超过大约100万的情况下,如果是使用了所述GPC法等的普通的分子量测定方法则会有难以测定乙烯基树脂(A)的分子量的情况。
具体来说,将重均分子量超过100万的乙烯基树脂(A)80mg与四氢呋喃20ml混合,即使搅拌12小时,所述乙烯基树脂(A)也不会完全地溶解,在使用1μm的薄膜过滤器过滤所述混合液的情况下,会有在所述薄膜过滤器上可以确认到包含乙烯基树脂(A)的残渣的情况。
此种残渣来源于具有超过大约100万的分子量的乙烯基树脂,因此使用所述过滤得到的滤液,即使利用所述GPC法测定分子量,也会有难以测定出合适的重均分子量的情况。
所以,本发明中,对于所述过滤的结果可以在所述薄膜过滤器上确认到残渣的,判断为重均分子量超过100万的乙烯基树脂。
另外,所述乙烯基树脂(A)可以分散于后述的水性介质(B)中,然而也可以是其一部分可以溶解于水性介质(B)中。
另外,作为所述乙烯基树脂(A),也可以根据需要具有各种官能团,作为所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。
所述交联性官能团通过在对所述受容基材使用导电性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,就可以形成如下水平的耐湿热性、耐久性优异的的导电性图案等印刷物,即,即使在附着有镀敷试剂、清洗剂等溶剂等情况下,也不会引起受容层的溶解、剥离等,即使在高温高湿度环境下长时间使用时,也不会引起经时的受容层的溶解、白化、从支承体中的剥离等。
另外,作为所述乙烯基树脂(A),从使用水系导电性墨液、溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以对印刷图像赋予不会引起渗洇等的优异的细线性的观点考虑,并且特别是从赋予优异的细线性的观点考虑,优选使用具有1℃~70℃的玻璃化温度的树脂。而且,所述乙烯基树脂(A)的玻璃化温度是主要基于该乙烯基树脂(A)的制造中使用的乙烯基单体的组成利用计算确定的值。具体来说,可以通过以后述的乙烯基单体的组合使用,来获得所述具有给定的玻璃化温度的乙烯基树脂(A)。
另外,从赋予形成所述受容层时的良好的造膜性;或在将所述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所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℃的玻璃化温度的树脂。
所述乙烯基树脂(A)例如可以通过将包含具有羧基等酸基的乙烯基单体、或根据需要使用的其他的乙烯基单体的乙烯基单体混合物聚合来制造。
作为所述乙烯基树脂(A)的制造中可以使用的具有酸基的乙烯基单体,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、β-羧基乙基(甲基)丙烯酸酯、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、衣康酸酐等含有羧基的乙烯基单体;乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸或它们的盐;烯丙基磺酸、2-甲基烯丙基磺酸等具有烯丙基的磺酸类或其盐;(甲基)丙烯酸2-磺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-磺基丙酯等具有(甲基)丙烯酸酯基的磺酸类或其盐;具有磷酸基的“ADEKA REASOAPPP-70”、“PPE-710”(株式会社ADEKA制)等,优选使用所述具有羧基的乙烯基单体或其盐。
所述具有酸基的乙烯基单体可以在将最终得到的乙烯基树脂(A)的酸值调整为10~80的范围中使用。具体来说,所述具有酸基的乙烯基单体优选相对于所述乙烯基单体混合物的总量在0.2质量%~13质量%的范围中使用,更优选在1.5质量%~12质量%的范围中使用,进一步优选在3.5质量%~11质量%的范围中使用,更进一步优选在超过5质量%且为11质量%以下的范围中使用。通过使用给定量的所述具有酸基的乙烯基单体,就可以对所得的乙烯基树脂(A1)赋予良好的水分散稳定性、耐湿热性等。
另外,在将所述具有酸基的乙烯基单体、特别是所述具有羧基的乙烯基单体与后述的具有酰胺基的乙烯基单体组合使用的情况下,相对于所述乙烯基树脂(A)的制造中使用的乙烯基单体混合物的总量,可以在所述具有酸基的乙烯基单体与具有酰胺基的乙烯基单体的合计的质量比例优选超过5质量%且为40质量%以下、更优选6质量%以上且为35质量%以下的范围中使用。
作为所述乙烯基树脂(A)的制造中可以使用的乙烯基单体混合物,例如优选在所述具有酸基的乙烯基单体以外,还组合使用其他的乙烯基单体。
作为所述其他的乙烯基单体,例如可以使用(甲基)丙烯酸甲酯、(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。
特别是甲基丙烯酸甲酯,从使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都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、由大约0.01μm~200μm左右、优选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。另外,例如从不受制作导电性图案时的烧成工序等中热的影响地、赋予所述受容层与所述支承体的优异的密合性、优异的耐湿热性的方面考虑,也优选使用所述甲基丙烯酸甲酯。
另外,作为所述(甲基)丙烯酸烷基酯,如果与所述(甲基)丙烯酸甲酯一起,组合使用具有碳原子数为2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,则在使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以赋予优异的细线性等,特别是在使用溶剂系导电性墨液形成导电性图案时,可以赋予如下水平的细线性,即,能够不引起渗洇地印刷在形成电路等导电性图案时所要求的、由大约0.01μm~200μm左右、优选0.01μm~150μm左右的宽度构成的细线,因此优选。
作为所述(甲基)丙烯酸烷基酯,从提高所述细线性的方面考虑,更优选使用具有碳原子数为3~8的烷基的丙烯酸烷基酯。作为所述具有碳原子数为3~8的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,由于在使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时,都可以形成细线性优异的导电性图案等,因此优选使用(甲基)丙烯酸正丁酯。
所述(甲基)丙烯酸烷基酯优选相对于所述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,优选相对于所述乙烯基单体混合物的总量在0.01质量%~80质量%的范围中使用,更优选在0.1质量%~80质量%的范围中使用。
另一方面,对于(甲基)丙烯酸正丁酯等具有碳原子数为2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,从使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以形成细线性优异的导电性图案等方面考虑,优选相对于所述乙烯基单体混合物的总量在5质量%~60质量%的范围中使用。
另外,作为所述乙烯基树脂(A)的制造中可以使用的其他的乙烯基单体,可以使用乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、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)丙烯酸酯或它们的盐等。
另外,作为所述其他的乙烯基单体,从向所述乙烯基树脂(A)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、或所述以外的酰胺基、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、乙酰乙酰基等所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。
作为所述具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。
作为所述具有交联性官能团的乙烯基单体,在所述的单体以外,例如(甲基)丙烯酰胺等具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、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基丙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基丁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-吖丙啶基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乙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。
作为所述具有交联性官能团的乙烯基单体,如前所述,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,或者将它们与所述(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等具有羟基的乙烯基单体组合使用。
另外,在使用后述的交联剂(D)的情况下,从导入能够成为与交联剂(D)的交联点的官能团、例如羟基或羧基的方面考虑,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使用异氰酸酯交联剂的情况下,优选使用所述具有羟基的乙烯基单体。
所述具有交联性官能团的乙烯基单体可以相对于所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,在所述交联剂(D)进行自交联反应的情况下,也可以不使用所述具有交联性官能团的乙烯基单体。
从导入自交联反应性的羟甲基酰胺基等方面考虑,所述具有交联性官能团的乙烯基单体当中,所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,与所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所述乙烯基树脂(A)的制造中使用的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,所述具有交联性官能团的乙烯基单体当中,所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(D)的种类等而定,然而优选相对于所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,更优选在0.05质量%~30质量%的范围中使用,进一步优选在0.1质量%~10质量%中使用。
下面,对所述乙烯基树脂(A)的制造方法进行说明。
所述乙烯基单体(A)可以通过将所述的乙烯基单体混合物用以往已知的方法聚合来制造,然而从形成可以没有渗洇地形成细线性优异的导电性图案等的受容层的方面考虑,优选利用乳液聚合法制造。
作为所述乳液聚合法,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、乳化剂或分散稳定剂等向反应容器中一起供给、混合而聚合的方法;将乙烯基单体混合物向反应容器中滴加并聚合的单体滴加法;将预先混合了乙烯基单体混合物、乳化剂等和水的材料向反应容器中滴加并聚合的预乳液法等。
所述乳液聚合法的反应温度根据所使用的乙烯基单体、聚合引发剂的种类而不同,然而例如优选为30℃~90℃左右,反应时间例如优选为1小时~10小时左右。
作为所述聚合引发剂,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,或利用并用了所述过氧化物、和抗坏血酸、甲醛次硫酸盐的金属盐、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,可以使用它们的1种或2种以上的混合物。
作为所述乙烯基树脂(A)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、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,其中,优选使用阴离子性表面活性剂。
作为所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,作为所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。
作为所述乳化剂,除了上述的表面活性剂以外,还可以使用氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂、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。
作为所述反应性乳化剂,例如可以使用具有磺酸基及其盐的“LATEMUL S-180”(花王(株)制)、“ELEMINOL JS-2”、“ELEMINOLRS-30”(三洋化成工业(株)制)等;具有硫酸基及其盐的“Aqualon HS-10”、“Aqualon HS-20”、“Aqualon KH-1025”(第一工业制药(株)制)、“ADEKA REASOAP SE-10”、“ADEKA REASOAP SE-20”((株)ADEKA制)等;具有磷酸基的“New FrontierA-229E”(第一工业制药(株)制)等;具有非离子性亲水基的“Aqualon RN-10”、“Aqualon RN-20”、“AqualonRN-30”、“Aqualon RN-50”(第一工业制药(株)制)等。
另外,作为所述乙烯基树脂(A)的制造中使用的水性介质,可以使用与作为水性介质(B)例示的相同的物质。
另外,作为所述乙烯基树脂(A)的制造中可以使用的链转移剂,可以使用月桂基硫醇等。从形成使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以形成细线性更为优异的导电性图案的墨液受容层的观点考虑,所述链转移剂优选相对于所述乙烯基单体混合物的总量在0质量%~0.15质量%的范围中使用,更优选为0质量%~0.08质量%的范围。
利用所述方法得到的乙烯基树脂(A)优选相对于本发明的受容层形成用树脂组合物的总量在10质量%~60质量%的范围中含有。
下面,对所述受容层形成用树脂组合物的制造中使用的水性介质(B)进行说明。
所述水性介质(B)是用于所述乙烯基树脂(A)的分散的物质,既可以仅使用水,也可以使用水与水溶性溶剂的混合溶液。作为水溶性溶剂,例如可以举出甲醇、乙醇、正及异丙醇等醇类;丙酮、甲乙酮等酮类;乙二醇、二甘醇、丙二醇等聚(亚烷基)二醇类;聚(亚烷基)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水溶性溶剂的混合物,还可以仅使用与水混和的水溶性溶剂。从安全性、对环境的负担的方面考虑,优选仅为水、或水及与水混和的水溶性溶剂的混合物,特别优选仅为水。
所述水性介质(B)优选相对于本发明的受容层形成用树脂组合物的总量在40质量%~90质量%的范围中含有,更优选含有65质量%~85质量%。
本发明的受容层形成用树脂组合物可以在不损害本发明的效果的范围中,根据需要使用各种添加剂,例如可以适当地使用水溶性树脂(c1)或填充剂(c2)等以往的受容层形成用树脂组合物中使用的添加剂。但是,从使用水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都会形成兼顾了不会引起渗洇等的水平的优异的细线性和耐水性的导电性图案的方面考虑,选自所述水溶性树脂(c1)及填充材料(c2)中的1种以上的成分(C)必须相对于所述乙烯基树脂(A)的总量在0质量%~15质量%的范围内。
以所述水溶性树脂(c1)为代表的聚乙烯基醇或聚乙烯基吡咯烷酮等是专门出于赋予针对水系墨液的印刷性或细线性等的目的而使用的。但是,所述面向水系墨液的受容层一般来说无法充分地接受溶剂系墨液,从而会引起印刷图像的渗洇等。
本发明的受容层形成用树脂组合物即使不使用所述聚乙烯基醇等水溶性树脂(c1),或者为最小限度的使用量,也可以令人吃惊地接受水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液,使用任意一种流体时都可以形成具备优异的细线性的受容层。
从使用所述水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都可以形成具备优异的细线性及耐水性的受容层的观点考虑,所述水溶性树脂(c1)的含量优选相对于所述乙烯基树脂(A1)的总量为0质量%~15质量%,更优选为0质量%~10质量%,进一步优选为0质量%~5质量%,特别优选为0质量%~0.5质量%。
另外,以所述填充材料(c2)为代表的二氧化硅、氧化铝、淀粉等成分通常在形成微多孔型的受容层时被大量使用。另外,在形成膨胀型的受容层时也有出于对受容层赋予抗粘连性的目的而少量使用的情况。
所述微多孔型的墨液受容层通常也是面向水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的某一种设计的,因此对它来说也经常有无法形成对于水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种都具备优异的细线性的印刷图像的情况。
另外,因在所述受容层中存在填充剂(c2),而使受容层与支承体的密合性降低,此外受容层的透明性或柔软性也有变差的趋势,从而会有无法向例如印刷电子领域等新型领域中使用的薄膜等柔性基板上展开的情况。
本发明的受容层形成用树脂组合物即使不使用所述二氧化硅等的填充材料(c2),或者为最小限度的使用量,也可以令人吃惊地接受水系导电性墨液,并且也可以接受溶剂系导电性墨液,可以形成使用任意一种墨液等流体时都具备优异的细线性及耐水性的受容层。
从形成使用所述水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的任意一种时都具备优异的细线性及耐水性的受容层的观点考虑,所述填充材料(c2)的含量优选相对于所述乙烯基树脂(A)的总量为0质量%~15质量%,更优选为0质量%~10质量%,特别优选为0质量%~0.5质量%。特别是在导电性图案的制造时使用所述受容层形成用树脂组合物的情况下,从防止与印刷电子领域等新型领域中使用的薄膜等柔性基板的密合性的降低的观点考虑,所述填充材料等的使用量优选为所述范围内。
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中,根据需要以交联剂(D)为首地适当地添加使用pH调整剂、被膜形成助剂、流平剂、增稠剂、疏水剂、消泡剂等公知的物质。
作为所述交联剂(D),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25℃~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(d1-1);选自蜜胺系化合物、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(d1-2);或各种光交联剂。
如果是含有所述热交联剂(d1-1)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,然后使用墨液等流体实施印刷后,加温到小于100℃的温度而形成交联结构,就可以形成即使在高温高湿度环境下使用时也不会引起经时的受容层的溶解或白化、从支承体中的剥离等的水平的耐湿热性、或可以不受长时间的热或外力的影响地防止导电性物质等的脱落的耐久性优异的导电性图案。
另一方面,如果是含有所述热交联剂(d1-2)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受容基材,然后,在使用墨液流体等实施印刷后,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,就可以获得即使在高温高湿度环境下使用时也不会引起经时的受容层的溶解或白化、从支承体中的剥离等的水平的耐湿热性、或可以不受长时间的热或外力的影响地防止墨液等流体中所含的导电性物质的剥离等的水平的耐久性优异的印刷物或导电性图案。
作为所述热交联剂(d1-1)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,作为所述热交联剂(d1-1)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,作为所述热交联剂(d1-1)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]、1,6-六亚甲基二亚乙基脲、二苯基甲烷-二-4,4’-N,N’-二亚乙基脲等。
另外,作为可以用作所述交联剂(d1-1)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。
作为所述热交联剂(d1-1)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、六亚甲基二异氰酸酯、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、使所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。其中优选使用六亚甲基二异氰酸酯的氰脲酸酯体、六亚甲基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,作为所述热交联剂(d1-2)中可以使用的蜜胺化合物,例如可以使用六甲氧基甲基蜜胺、六乙氧基甲基蜜胺、六丙氧基甲基蜜胺、六丁氧基甲基蜜胺、六戊氧基甲基蜜胺、六己氧基甲基蜜胺或者将它们的2种组合而得的混合醚化蜜胺等。其中,优选使用三甲氧基甲基蜜胺、六甲氧基甲基蜜胺。作为市售品,可以使用BECKMINE M-3、APM、J-101(DIC(株)制)等。所述蜜胺化合物可以通过进行自交联反应而形成交联结构。
在使用所述蜜胺化合物的情况下,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Catalyst ACX、376等。所述催化剂优选相对于所述蜜胺化合物的总量为大致0.01质量%~10质量%的范围。
另外,作为所述热交联剂(d1-2)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(亚烷基)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;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,作为所述环氧化合物,除了所述的以外,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,作为在所述热交联剂(d1-2)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’-对亚苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基-双(2-噁唑啉)、2,2’-间亚苯基-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,作为所述噁唑啉化合物,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。
作为所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,作为在所述热交联剂(d1-2)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“CARBODILITEV-01”、“V-02”、“V-03”、“V-04”、“V-05”、“V-06”(日清纺(株)制)、UCARLINK XL-29SE、XL-29MP(Union Carbide(株)制)等。
另外,作为在所述热交联剂(d1-2)中可以使用的封端异氰酸酯化合物,可以使用将作为所述热交联剂(d1-1)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。
作为所述封端化剂,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、聚亚乙基亚胺等。
作为所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)制)等。
在使用所述交联剂(D)的情况下,作为所述乙烯基树脂(A)优选使用具有能够与所述交联剂(D)所具有的交联性官能团反应的基团的树脂。具体来说,优选将所述(封端)异氰酸酯化合物或蜜胺化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物作为交联剂(d)使用,并且作为所述乙烯基树脂(A)使用具有羟基或羧基的乙烯基树脂。
所述交联剂(D)虽然根据种类等而不同,然而通常优选相对于所述聚氨酯树脂(A)在0.01质量%~60质量%的范围中使用,由于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水平的细线性,可以提高所述受容层与支承体的密合性,因此优选在0.1质量%~50质量%的范围中使用。
特别是,作为所述交联剂(D)由于蜜胺化合物可以进行自缩合反应,因此优选相对于乙烯基树脂(A)在0.1质量%~30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,进一步优选在0.5质量%~5质量%的范围中使用。
另外,所述交联剂(D)优选在将本发明的墨液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,除了所述的添加剂以外,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、蜜胺树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂等混和使用。
可以使用所述受容层形成用树脂组合物形成的墨液受容层是如下的膨胀型,即,将乙烯基树脂(A)利用墨液等流体中所含的溶媒适度地溶解,通过吸收所述溶媒,而可以将所述流体中所含的金属等导电性物质精度优良地固定在受容层表面,因此可以获得没有渗洇的导电性图案。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,对本发明的所述流体的受容基材进行说明。
本发明的受容基材(例如导电性墨液受容基材)在各种支承体表面的一部分或全部具有使用所述受容层形成用树脂组合物形成的受容层。所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。另外,所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。
所述受容层在所述流体接触到所述受容层表面的情况下,对所述流体中的溶媒进行吸收等,在所述受容层表面担载导电性物质。例如如果是作为所述流体使用了导电性墨液的情况,则无论是水系导电性墨液及溶剂系导电性墨液的哪种都可以形成没有渗洇等的导电性图案,如果是作为所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。
本发明的受容基材尤其是对于作为所述流体含有导电性物质的导电性墨液具有优异的印刷性,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),因此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合适。
本发明的受容基材可以通过将所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,除去所述导电性受容层形成用树脂组合物中所含的水性介质(B)来制造。
在制造所述导电性图案时,作为适于层叠所述受容层的支承体,例如也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,由聚酯纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等合成纤维、或棉、麻等天然纤维等构成的基材。
其中,作为所述支承体,一般来说,优选使用形成电路基板等的导电性图案时经常作为支承体使用的、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,所述支承体当中,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合的情况。
另外,作为所述支承体,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。
作为所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。
作为向所述支承体表面的一部分或全部涂布或浸渗所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(B)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所述溶媒挥发、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,在使用所述热交联剂(d1-1)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(d1-2)的情况下,优选为大约100℃以上、更优选为120℃~300℃左右的温度。另一方面,在使用所述热交联剂(d1-2)、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,以使印刷前不形成交联结构的方式调整。
对于所述受容层形成用树脂组合物在所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0.02g/m2~10g/m2。
另外,通过增加所述受容层形成用树脂组合物在所述支承体表面的附着量,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,优选设为大约0.1g/m2~10g/m2左右的比较薄的值。另一方面,根据用途等,也可以以作为大约10g/m2~100g/m2左右的比较厚的膜的形态使用。
利用所述方法得到的本发明的受容基材在作为所述流体使用了导电性墨液的情况下也可以合适地使用,例如在所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中。
对于所述受容基材或电路形成用基板,可以作为所述流体使用导电性墨液实施印刷。具体来说,在构成所述受容基材的受容层上,使用导电性墨液实施印刷,然后,通过经过烧成工序,就可以在所述受容基材上形成例如由导电性墨液中所含的包含银等金属的导电性物质构成的导电性图案。另外,在构成所述受容基材的受容层上,使用镀敷核剂实施印刷,然后,通过经过烧成工序,就可以在所述受容基材上形成担载有例如包括作为镀敷核的银等金属的导电性物质的导电性图案。
作为可以用于向所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,可以使用将导电性物质等在溶媒中进行分散等而得的流体。在将所述流体利用喷墨印刷法进行印刷等情况下,优选使用所述0.5mPa·s~10000mPa·s的粘度范围的流体。作为所述流体,具体来说是导电性墨液等印刷墨液、有时会在实施镀敷处理时使用的镀敷核剂等。
所述流体当中,作为导电性墨液,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。
作为所述导电性物质,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。
作为所述导电性物质,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,所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。
所述金属等导电性物质优选相对于所述导电性墨液的总量在10质量%~60质量%的范围中含有。
所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所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、或作为所述溶媒主要含有水的水性导电性墨液、以及包含所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,优选使用作为所述导电性墨液的溶媒含有所述有机溶剂及水双方的导电性墨液、或作为所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,更优选使用作为所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可能由所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所述有机溶剂含有极性溶剂的导电性墨液组合使用。
作为所述溶剂系的导电性墨液中使用的溶媒,例如可以使用甲醇、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,以丙三醇为首的极性溶剂。
在所述极性溶剂当中,从防止导电性图案等的渗洇或细线性、并且防止所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,优选使用含有羟基的溶剂。
另外,为了调整物性,所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,因此所述非极性溶剂更优选相对于所述导电性墨液中所含的溶媒的总量为0质量%~40质量%。
另外,作为所述导电性墨液的溶媒中可以使用的水性介质,可以使用与所述水性介质(B)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。作为所述水溶性溶剂,从防止导电性图案等的渗洇或细线性、并且防止所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。
所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,所述极性溶剂优选相对于所述溶媒的总量含有40质量%~100质量%。
另外,在所述导电性墨液中,除了所述金属及溶媒以外,还可以根据需要使用各种添加剂。
作为所述添加剂,例如从提高所述金属在所述溶媒中的分散性的观点考虑,可以使用分散剂。
作为所述分散剂,例如可以使用聚亚乙基亚胺、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个分子中具有聚亚乙基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,所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。
作为对所述受容基材等使用所述导电性墨液进行印刷的方法,例如可以举出使用喷墨印刷法或激光印刷法等无版印刷法、丝网印刷法等孔版印刷法、胶版印刷法等平版印刷法、苯胺印刷法或凸版反转印刷法等凸版印刷法、凹版印刷法或凹版胶印法等凹版印刷法、旋涂法、喷涂法、棒涂法、模涂法、狭缝涂布法、辊涂法、浸涂法等在所述受容基材等上直接或反转地印刷所述导电性墨液的方法等。
其中,在印刷实现电路等的高密度化时所要求的大约0.01μm~150μm左右的细线的情况下,优选采用喷墨印刷法、丝网印刷法、凸版反转印刷法、凹版胶印法。
作为所述喷墨印刷法,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。
所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所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,所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、并将其向所述受容层转印的方法。
作为所述橡皮布,优选使用由硅制成的硅橡皮布。
首先,向所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,通过向所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,而将接触到所述凸版的导电性墨液从橡皮布上转印到所述凸版表面。
然后,通过使所述橡皮布与所述受容层接触,而将残存于所述橡皮布上的导电性墨液转印到所述受容层表面。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,作为所述凹版胶印法,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,而向所述橡皮布上转印所述导电性墨液,然后,将所述橡皮布上的导电性墨液向所述受容层转印。
作为所述凹版印刷版,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。
作为所述橡皮布,可以使用具有具备硅氧橡胶层、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。
对于向所述受容基材上利用所述的方法实施了印刷的印刷物,可以通过将所述导电性墨液中所含的导电性物质间密合、接合来赋予导电性。
作为将所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。
从通过将所述导电性墨液中所含的金属间密合并接合来赋予导电性的观点考虑,优选将在所述受容基材上利用所述的方法实施印刷而得的印刷物进行烧成。
所述烧成优选在大约80℃~300℃的范围中、进行大约2分钟~200分钟左右。所述烧成也可以在大气中进行,然而从防止所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,所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,在使用所述交联剂(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,通过经由所述烧成工序,就可以在印刷后形成交联结构。这样,可以提高导电性图案等印刷物的耐久性。
在兼带着进行所述交联反应和所述烧成工序的情况下,所述加热温度虽然根据所使用的所述交联剂(D)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,在所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。
在通过经由所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,作为所述导电性图案,从形成可以长时间内不引起断线等地、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,作为所述导电性图案,例如可以举出具有如下的例子,即,在所述支承体的表面的一部分或全部,设有使用所述受容层形成用树脂组合物形成的受容层,在该受容层表面的一部分或全部担载镀敷核剂,在根据需要经过烧成工序等后,通过进行非电解镀敷处理、根据需要再进行电解镀敷处理,而在使用所述镀敷核剂形成的被膜的表面设置所述铜等的镀敷被膜。
作为所述镀敷核剂,可以使用与作为所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。
作为所述镀敷核剂中使用的导电性物质,以像作为所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种以上的所述金属的氧化物、或利用有机物进行了表面覆盖的材料等。
虽然所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,作为所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所述有机物而露出金属,对其赋予活性(导电性)。
所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,作为所述镀敷核剂中使用的溶媒,也可以使用与在所述导电性墨液中可以使用的水性介质或有机溶剂等溶媒例示的相同的溶媒。
所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,而使所述非电解镀液中所含的铜等金属析出,形成金属被膜。
作为所述非电解镀液,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、和水性介质的镀液。
作为所述还原剂,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,作为所述非电解镀液,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、亚氨基二乙酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等氨基酸;亚氨基二乙酸、氮三乙酸、乙二胺二乙酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基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、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等胺类等络合剂。
使所述非电解镀液接触所述担载有镀敷核剂中的镀敷核的受容基材的表面时的所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所述担载有钯或银等镀敷核的受容基材的表面的状态下进行通电,而使所述电解镀液中所含的铜等金属在设置于负极中的被镀敷物(上述所说的担载有镀敷核的受容基材的表面)析出,形成金属被膜。
作为所述电解镀液,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。
使所述电解镀液接触所述担载有镀敷核剂中的镀敷核的受容基材的表面时的所述电解镀液的温度优选为大约20℃~98℃的范围。
如前所述的非电解镀敷处理或电解镀敷处理的工序中,由于经常使用如前所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,经常引起所述受容层从支承体的剥离。
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所述受容层中的交联结构的基材,在所述镀敷处理工序中,则不会有引起受容层相对于支承体剥离的情况。特别是,即使所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所述导电性图案的制造。
如上所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,利用所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,在其受容层中形成交联结构而得的导电性图案即使在经过镀敷处理工序的情况下,也不会引起受容层从支承体的剥离等,具有能够维持良好的通电性的水平的耐久性,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,实施了所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地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。
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>
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350质量份、LATEMUL E-118B(花王(株)制:有效成分25质量%)4质量份,在吹入氮气的同时升温到70℃。
在搅拌下,向反应容器中添加将包含甲基丙烯酸甲酯55.0质量份、丙烯酸正丁酯38.0质量份、甲基丙烯酸7.0质量份的乙烯基单体混合物,作为反应性乳化剂的Aqualon KH-1025(第一工业制药(株)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70℃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70℃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。
将所述反应容器内的温度冷却到40℃,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-1)。
将利用所述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-1)以使干燥膜厚为3μm的方式,使用棒涂机分别涂布在下述(i)~(iii)中所示的3种基材的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各基材上形成有受容层的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(东丽杜邦株式会社制Kapton200H,厚50μm)
(iii)GL;玻璃:玻璃板,JIS R3202,厚2mm
实施例2~6<受容层形成用树脂组合物(I-2)~(I-6)的制备及使用了它们的受容基材(II-2)~(II-6)的制作>
除了将乙烯基单体混合物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1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-2)~(I-6)。
另外,除了取代所述受容层形成用树脂组合物(I-1),分别使用了所述受容层形成用树脂组合物(I-2)~(I-6)以外,利用与实施例1记载的方法相同的方法,制作出受容基材(II-2)~(II-6)。
实施例7<受容层形成用树脂组合物(I-7)的制备及使用了它的受容基材(II-7)的制作>
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350质量份、LATEMUL E-118B(花王(株)制:有效成分25质量%)4质量份,在吹入氮气的同时升温到70℃。
在搅拌下,向反应容器中添加将包含甲基丙烯酸甲酯55.0质量份、丙烯酸正丁酯38.0质量份、甲基丙烯酸7.0质量份的乙烯基单体混合物,Aqualon KH-1025(第一工业制药(株)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70℃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70℃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。
将所述反应容器内的温度冷却到40℃,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-7)。
然后,通过将所述混合物的100质量份、蜜胺系化合物[BECKAMINEM-3(DIC(株)制)、不挥发成分78%]0.8质量份(固体成分质量比100∶3)、和去离子水混合,得到不挥发成分为20质量%的受容层形成用树脂组合物(I-7)。
将利用所述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I-7)以使干燥膜厚为3μm的方式,使用棒涂机分别涂布在所述(i)~(iii)中所示的3种基材的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各基材上形成有受容层的3种受容基材(II-7)。
比较例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>
通过向实施例2中得到的受容层形成用树脂组合物(I-2)中混合作为水溶性树脂的PVA210〔株式会社Kuraray制、皂化度87摩尔%~89摩尔%、聚合度1000的聚乙烯基醇〕的10质量%水溶液,使得受容层形成树脂组合物(I-2):PVA210=300∶400(固体成分质量比60∶40),而得到不挥发成分为14质量%的受容层形成用树脂组合物(I’-1)。
将利用所述操作得到的受容层形成用树脂组合物(I’-1)以使干燥膜厚为3μm的方式,使用棒涂机分别涂布在所述(i)~(iii)中所示的3种基材的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各基材上形成有受容层的3种受容基材(II’-1)。
比较例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>
通过向实施例2中得到的受容层形成用树脂组合物(I-2)中混合作为填充材料的Snowtex O[日产化学工业(株)、胶态二氧化硅、SiO220%水分散体],使得受容层形成树脂组合物(I-2):Snowtex C=300∶200(固体成分质量比60∶40),而得到不挥发成分为20质量%的受容层形成用树脂组合物(I’-2)。
将利用所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,使用棒涂机分别涂布在所述(i)~(iii)中所示的3种基材的表面,通过使用热风干燥机在70℃下干燥3分钟,得到在各基材上形成有受容层的3种受容基材(II’-2)。
比较例3~5<受容层形成用树脂组合物(I’-3)~(I’-5)的制备及使用了它们的受容基材(II’-3)~(II’-5)的制作>
除了将乙烯基单体混合物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1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)。
另外,除了取代所述受容层形成用树脂组合物(I-1),分别使用所述受容层形成用树脂组合物(I’-3)~(I’-5)以外,利用与实施例1记载的方法相同的方法,制作出受容基材(II’-3)~(II’-5)。
【表1】
【表2】
表1~2中的略称的説明
MMA:甲基丙烯酸甲酯
NBMAM:N-正丁氧基甲基丙烯酰胺
BA:丙烯酸正丁酯
MAA:甲基丙烯酸
AM:丙烯酰胺
CHMA:甲基丙烯酸环己基
L-SH:月桂基硫醇
交联剂1:蜜胺系化合物[Beckamine M-3(DIC(株)制)、三甲氧基甲基蜜胺]
水溶性树脂:PVA210〔株式会社Kuraray制、皂化度87摩尔%~89摩尔%、聚合度1000的聚乙烯基醇〕
填充材料:Snowtex O[日产化学工业(株)、胶态二氧化硅、SiO220%水分散体]
[酸值的测定法]
乙烯基树脂的酸值是基于相对于乙烯基树脂的制造中使用的乙烯基单体的总量来说的含有酸基的乙烯基单体的使用量算出的计算值,是根据〔含有酸基的乙烯基单体所具有的酸基的物质量(摩尔)/乙烯基单体的总质量〕×56100求出的值。具体来说,如果以实施例1来说,则由于相对于具有1个羧基的甲基丙烯酸(分子量86.09)7质量份来说,乙烯基单体的总量为100质量份,因此可以算出〔{(7/86.09)×1}/100〕×56100=46。
[重均分子量的测定法]
将所述乙烯基树脂(A)80mg与四氢呋喃20ml混合,搅拌12小时,将所得的材料作为测定试样使用,利用凝胶渗透色谱法(GPC法)测定。测定装置:东曹(株)制高速液相色谱HLC-8220型、柱:东曹(株)制TSKgelGMH XL×4柱、洗脱液:四氢呋喃、检测器:RI检测器。
而且,对于如下的试样,即,即使将所述乙烯基树脂(A)80mg与四氢呋喃20ml混合,搅拌12小时,所述乙烯基树脂(A)也不完全地溶解,在使用1μm的薄膜过滤器过滤所述混合液时,可以在所述薄膜过滤器上利用目视确认有由乙烯基树脂(A)构成的残渣,判断为重均分子量超过100万的试样。
[支承体与受容层的密合性的评价方法]
在向所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)制,CT405AP-24,24mm)后,将所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所述密合性。
将在所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”。
〔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]
通过使平均粒径30nm的银粒子分散在由二甘醇二乙醚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,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]
通过在乙二醇45质量份与离子交换水55质量份的混合溶媒中,分散平均粒径30nm的银粒子,而制备出水系喷墨印刷用纳米银墨液2。
[喷墨印刷用纳米银墨液3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]
将所述喷墨印刷用纳米银墨液1~3分别在使用所述支承体(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)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2~7以及比较例1~5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,经过所述在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。将所得的受容层从所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。测定出所述试验片1的质量(X)后,将所述试验片1在调整为25℃的50ml的甲乙酮中浸渍24小时。
将没有因所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。
测定出将利用所述操作得到的残渣在108℃下干燥1小时后的残渣的质量(Y)。
然后,使用所述质量(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所述“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。将所得的受容层从所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。测定出所述试验片2的质量(X’)后,将所述试验片2在调整为25℃的50ml的甲乙酮中浸渍24小时。
将没有因所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。
测定出将利用所述操作得到的残渣在108℃下干燥1小时后的残渣的质量(Y’)。
然后,使用所述质量(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]
将所述丝网印刷用银膏剂在分别使用所述支承体(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2~7以及比较例1~5中记载的受容基材,在使用上述墨液印刷后,通过经过所述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在受容层中形成交联结构。利用与所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)Keyence制数码显微镜VHX-100)观察利用所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]
将所述喷墨印刷用纳米银墨液1在分别使用所述支承体(i)及(ii)得到的2种受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ(株)制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),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)。在使用了导电性中记载的受容基材的情况下,使用上述墨液印刷后,通过经过所述在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,将所述丝网印刷用银膏剂在分别使用所述支承体(i)及(ii)得到的2种受容基材表面,使用金属网250的丝网版,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)制MCP-T610)测定出利用所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”。
[耐水性的评价方法]
将所述喷墨印刷用纳米银墨液1在使用所述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ(株)制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),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)。对于实施例2~7及比较例1~5中记载的导电性墨液受容基材,使用上述墨液印刷后,通过经过所述在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。
以可以观察印刷部和非印刷部的受容层双方的方式,将所述印刷物(导电性图案)切取3cm×3cm,确认在调整为40℃的离子交换水中浸渍24小时后的外观。具体来说,在所述浸渍后,利用目视观察在常温下干燥了的所述印刷物的印刷部和受容层的外观,将外观中完全看不到变化的评价为“A”,将在印刷部没有看到变化、而在受容层的极小一部分看到白化、然而是实用上没有问题的水平的评价为“B”,将在印刷部没有看到变化、而受容层的几乎全面白化了的评价为“C”,将受容层的一部分溶解、印刷部或受容层的一部分从支承体表面脱落了的评价为“D”,将受容层的大致一半以上的范围溶解、印刷部或受容层的一半以上从支承体表面脱落了的评价为“E”。
[耐湿热性的评价方法]
所述喷墨印刷用纳米银墨液1及所述喷墨印刷用纳米银墨液2分别在使用所述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(KonicaMinoltaIJ(株)制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),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)。对于实施例2~7及比较例1~5中记载的导电性墨液受容基材,使用上述墨液印刷后,通过经过所述在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。
以可以观察印刷部和非印刷部的受容层双方的方式,将所述印刷物(导电性图案)切取3cm×3cm,确认在温度85℃、湿度85%RH的恒温恒湿器内保管1000小时后的外观。具体来说,在所述保管后,利用目视观察在常温下干燥了的所述印刷物的印刷部和受容层的外观,将外观中完全看不到变化的评价为“A”,将在印刷部没有看到变化、而在受容层的极小一部分看到白化、然而是实用上没有问题的水平的评价为“B”,将在印刷部没有看到变化、而受容层的几乎全面白化了的评价为“C”,将受容层的一部分溶解、印刷部或受容层的一部分从支承体表面脱落了的评价为“D”。
[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。
将所述镀敷核剂1在使用所述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ(株)制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),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2~7及比较例1~5中记载的受容基材,在使用上述镀敷核剂1印刷后,通过经过所述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在受容层中形成交联结构。
在利用所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)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,在实施了所述活化处理的面上,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,就得到在所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)。
在利用所述操作得到的导电性图案X(镀敷结构体X)的镀敷膜表面,用手指压贴透明胶带(Nichiban(株)制,CT405AP-24,24mm)后,将所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所述密合性。
将在所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。
将所述镀敷核剂1在使用所述支承体(ii)得到的受容基材表面,使用喷墨打印机(Konica MinoltaIJ(株)制喷墨试验机EB100、评价用打印头KM512L、喷出量42pl),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2~7及比较例1~5中记载的受容基材,在使用上述镀敷核剂1印刷后,通过经过所述在150℃的条件下干燥30分钟的工序,在受容层中形成交联结构。
向利用所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,向所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,而得到在所述导电性图案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)。
在向利用所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)制,CT405AP-24,24mm)后,将所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所述密合性。
将在所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”。
表3
表4
㈠5】
【表6】
实施例1中得到的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例1中得到的导电性图案在耐水性或细线性、通电性及耐湿热性方面优异。
实施例2中得到的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例2中得到的导电性图案在耐水性或细线性、通电性及耐湿热性方面优异。另外,实施例2中得到的导电性图案是实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,耐久性优异。
实施例3中得到的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例3中得到的导电性图案具有良好的通电性或耐水性、耐湿热性,并且与墨液的种类对应地具备良好的细线性。另外,实施例3中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,具备良好的耐久性。
具备包含具有略低的酸值的乙烯基树脂的受容层的实施例4记载的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例4中得到的导电性图案具有良好的通电性或耐水性、耐湿热性,并且与墨液的种类对应地具备良好的细线性。另外,实施例4中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,具备优异的耐久性。
实施例5中得到的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例5中得到的导电性图案在耐水性或细线性、通电性及耐湿热性方面优异。另外,实施例5中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,耐久性优异。
具备包含重均分子量略小的乙烯基树脂的受容层的实施例6记载的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例6中得到的导电性图案具备良好的耐水性、细线性、通电性、耐湿热性。另外,实施例6中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,具备良好的耐久性。
具备将交联剂与乙烯基树脂一起组合使用的受容层的实施例7记载的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中不发生剥离而密合性优异的受容基材。另外,实施例7中得到的导电性图案具有良好的通电性或耐水性、耐湿热性,并且与墨液的种类对应地具备良好的细线性。另外,实施例7中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,不会引起受容层的剥离等,具备优异的耐久性。
另一方面,具备含有66.7质量份的水溶性树脂的受容层的比较例1记载的受容基材有容易在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中引起剥离的情况。另外,比较例1中得到的导电性图案在细线性、通电性、耐水性、耐湿热性的方面不够充分。另外,比较例1中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,会有引起受容层的剥离等情况。
另外,具备含有66.7质量份的填充剂的受容层的比较例2记载的受容基材有容易在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中引起剥离的情况。另外,比较例2中得到的导电性图案在细线性、通电性、耐水性、耐湿热性的方面不够充分。另外,比较例2中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,会有引起受容层的剥离等情况。
另外,具备含有重均分子量为10万的乙烯基树脂的受容层的比较例3记载的受容基材有容易在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中引起剥离的情况。另外,比较例3中得到的导电性图案在细线性、通电性、耐水性、耐湿热性的方面不够充分。另外,比较例3中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,会有引起受容层的剥离等情况。
另外,具备含有酸值为1的乙烯基树脂的受容层的比较例4记载的受容基材有容易在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中引起剥离的情况。另外,比较例4中得到的导电性图案在细线性、通电性、耐水性、耐湿热性的方面不够充分。另外,比较例4中得到的导电性图案在实施镀敷处理时,会有引起受容层的剥离等情况。
另外,具备含有酸值为98的乙烯基树脂的受容层的比较例5记载的受容基材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚酰亚胺基材或玻璃基材、与受容层的界面中的密合性优异的受容基材。另外,比较例5中得到的导电性图案具备良好的细线性、通电性及耐水性,然而在耐湿热性的方面不够充分。
Claims (19)
1.一种受容层形成用树脂组合物,其特征在于,
含有:重均分子量为10万以上、并且酸值为10~80的乙烯基树脂(A),水性介质(B),根据需要使用的选自水溶性树脂(c1)及填充材料(c2)中的1种以上的成分(C),
所述乙烯基树脂(A)分散于水性介质(B)中,并且相对于所述乙烯基树脂(A)的总量的所述成分(C)的含量为0质量%~15质量%。
2.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述受容层形成用树脂组合物形成接受含有导电性物质的流体的层。
3.根据权利要求2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的流体是含有导电性物质的导电性墨液、或含有导电性物质的镀敷核剂。
4.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(A)是将乙烯基单体混合物聚合而得的树脂,所述乙烯基单体混合物中相对于所述乙烯基单体混合物的总量含有0.2质量%~15质量%的具有酸基的乙烯基单体。
5.根据权利要求1所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述乙烯基树脂(A)是将乙烯基单体混合物聚合而得的树脂,所述乙烯基单体混合物中相对于所述乙烯基单体混合物的总量含有0.2质量%~15质量%的具有酸基的乙烯基单体、0.01质量%~80质量%的甲基丙烯酸甲酯、以及5质量%~60质量%的具有碳原子数为2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
6.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(A)具有交联性官能团。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求1或6所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
还含有交联剂(D),所述交联剂(D)能够通过加热到100℃以上而进行交联反应。
9.根据权利要求8所述的受容层形成用树脂组合物,其中,
所述交联剂(D)是选自蜜胺系化合物、环氧系化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物、以及异氰酸酯化合物中的1种以上的热交联剂(d1-2)。
10.一种受容基材,其特征在于,
在支承体表面的一部分或全部,具有使用权利要求1~9中任一项所述的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的流体的受容层。
11.一种印刷物,其特征在于,
其是在构成权利要求10所述的受容基材的受容层上利用含有导电性物质的流体实施印刷而得的。
12.根据权利要求11所述的印刷物,其中,
所述印刷是利用喷墨印刷法、丝网印刷法、凸版反转印刷法或凹版胶印法而进行的。
13.一种导电性图案,其特征在于,
在构成权利要求10所述的受容基材的受容层上使用流体实施印刷而成,
所述流体包括含有导电性物质的导电性墨液、或含有包含导电性物质的金属的镀敷核剂。
14.一种导电性图案,其特征在于,
通过在权利要求10所述的受容基材上使用流体进行印刷,然后在实施了印刷的所述受容层中形成交联结构而得到,
所述流体包括含有导电性物质的导电性墨液、或含有导电性物质的镀敷核剂。
15.根据权利要求13或14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,实施电解镀敷处理或非电解镀敷处理而得到。
16.一种导电性图案,其特征在于,
其是在通过印刷构成权利要求13或14所述的导电性图案的所述流体而形成的印刷部的表面,实施电解镀敷处理而得到的。
17.一种电路,其特征在于,
包括权利要求13~16中任一项所述的导电性图案。
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,涂布权利要求1~9中任一项所述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,从而形成用于接受含有导电性物质的流体的受容层,
之后,在所述受容层的表面,印刷所述含有导电性物质的流体,
然后,通过将实施了所述印刷的受容层加热,形成交联结构。
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,涂布权利要求1~9中任一项所述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,从而形成用于接受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含有导电性物质的流体,形成含有所述流体中所含导电性物质的印刷部,
接着,通过对实施了所述印刷的受容层进行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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