CN104583455A - 高精细金属图案的形成方法、高精细金属图案及电子构件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供利用印刷工艺与镀敷工艺的复合技术形成图案剖面形状优异的高精细金属图案的方法,并且提供通过对以镀核图案为代表的层叠体的各界面赋予优异的密合性而能够适合用作高精度的电子构件的高精细金属图案及其制造方法。本发明提供高精细金属图案形成方法、利用该方法得到的高精细金属图案及包含该高精细金属图案的电子构件,其中,所述高精细金属图案形成方法包括:(1)在基板上涂布包含重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂或乙烯基树脂、和介质的树脂组合物而形成受理层的工序;(2)利用凸版反转印刷法印刷含有成为镀核的粒子的墨液,在受理层上形成镀核图案的工序;(3)利用非电解镀使金属向所形成的镀核图案上析出的工序。
Description
技术领域
本发明涉及包括镀核墨液印刷工艺和电镀成镀核图案的工艺的高精细金属图案的形成方法、该图案以及包含该图案的电子构件。
背景技术
迄今为止,为了形成高精细金属图案,通常使用的是能够进行高精细的图案化的光刻法。但是,在光刻法中存在很多问题:由于经过金属蒸镀、抗蚀剂涂布、隔着掩模的曝光、不需要的抗蚀剂的除去、金属蚀刻、残存抗蚀剂除去的工序,因此设备规模大且需要巨大的设备投资;生产工序烦杂且生产率称不上充分;由于采用的步骤是在整面形成金属膜后除去不需要的部分,因此材料成本增大,环境负荷大等等。
近年来,为了解决光刻法的设备成本、材料成本以及生产率的问题,尝试了利用印刷法来形成高精细的金属图案,但是利用印刷法形成的金属图案存在与利用光刻法形成的金属图案相比高精细性等变差的问题,其尚未辅助实用化。
此外,为了解决有关光刻法的设备成本、材料成本、生产率的问题,印刷工艺和镀敷工艺的融合化技术(例如通过在支撑体的表面涂布包含银等导电性物质的导电性墨液或镀核剂并对其进行烧成来形成镀核图案,接着,通过对上述镀核图案的表面进行镀敷处理而在上述镀核图案表面设置镀层的金属图案形成技术)受到瞩目(例如参照专利文献1、2及3)。
上述金属图案的剖面形状反映上述镀核图案的剖面形状,因此例如当在具有凹凸的镀核图案上实施镀敷处理的情况下,金属图案表面也成为与上述镀核图案的凹凸对应的剖面形状。
例如在利用由网孔产生起伏的丝网印刷形成镀核图案的情况下,在金属图案表面也产生起伏,成为鱼糕状或咖啡污斑状的剖面形状。在利用IJ印刷形成镀核图案的情况下,金属图案也成为鱼糕状或咖啡污斑状的剖面形状。随之,会因金属图案内的膜厚不均而引起各种问题。
此外,作为以镀核图案为代表的层叠体,虽然要求在被印刷体、镀核图案和镀核图案的各界面的密合性优异,但是尚未观察到能够全部满足这些条件的层叠体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60-246695号公报
专利文献2:日本特开2005-286158号公报
专利文献3:日本专利2009-123791号公报
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于上述实际情况,本发明要解决的课题在于提供利用印刷工艺与镀敷工艺的复合技术形成图案剖面形状优异的高精细金属图案的方法,并且提供通过对以镀核图案为代表的层叠体的各界面赋予优异的密合性而能够适合用作高精度的电子构件的高精细金属图案及该高精细金属图案的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人等鉴于上述实际情况进行了深入研究,结果发现:利用凸版反转印刷法在特定的树脂层上印刷镀核图案而形成图案形成后,对其实施电镀,由此得到以镀核图案为代表的层叠体的层间密合性良好、且具有与光刻法相匹配的良好图案剖面形状的高精细的金属图案。由此完成本发明。
即,本发明提供高精细金属图案形成方法、由该方法得到的高精细金属图案及包含高精细金属图案的电子构件,所述高精细金属图案形成方法,其特征在于,包括:(1)在基板上涂布包含重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和介质(a3)的树脂组合物(a)而形成受理层(A)的工序;(2)利用凸版反转印刷法印刷含有作为镀核的粒子(b1)的墨液(b),在受理层(A)上形成镀核图案(B)的工序;和(3)利用非电解镀使金属向工序(2)中形成的镀核图案上析出的工序。
发明效果
根据本发明的方法,通过基于凸版反转印刷的镀核墨液的图案化、基于对镀核图案的镀敷处理的金属析出,可以简便且高生产率地得到具有与光刻法相匹配的良好图案剖面形状、精细度的金属图案。
附图说明
图1是表示凸版反转印刷法的基本工艺的图。
图2是利用光干涉显微镜观测金属图案的剖面形状的结果。
具体实施方式
以下详细地记载了本发明的高精细金属图案的形成方法。
本发明的第一工序为在基板上涂布包含重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和介质(a3)的树脂组合物(a)而形成受理层(A)的工序。通过该工序可以得到基于之后的凸版反转印刷的第二工序的被转印体。
作为用于第一工序的基板,并无特别限定,例如可以使用包含聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、纤维素纳米纤维、硅、陶瓷、玻璃等的绝缘性支撑体,包含这些物质的多孔质的绝缘性支撑体等。
此外,作为上述基板,例如也可以使用包含聚酯纤维、聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维等合成纤维、棉、麻等天然纤维等的基材。对上述纤维可以预先实施加工。
作为上述基板,优选使用通常大多作为形成电子构件等的金属图案时的支撑体来使用的、包含聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、玻璃、纤维素纳米纤维等的基板。
作为上述基板,从对金属图案赋予柔软性且得到能够进行弯曲的最终制品的方面出发,优选使用比较柔软且能够弯曲等的基板。具体而言,优选使用利用单轴拉伸等形成的膜或片状的基板。
作为上述膜或片状的基板,优选使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等。
作为上述基板,从实现所得的金属图案及使用该金属图案所得的电子构件等最终制品的轻量化及薄型化的观点出发,优选使用厚度为1μm~200μm左右的基板。
在本发明的第一工序中,必须在上述的基板上涂布树脂组合物(a)而形成受理层(A)。通过在基板上设置该受理层(A),能够利用后续工序、尤其非电解镀工序中使用的药剂等来防止基材与镀核图案间等的层间剥离,能够得到可靠性高的金属图案。
在上述树脂组合物(a)中含有重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和分散或溶解这些树脂的介质(a3)。
通过将该树脂组合物(a)涂布于基板上而得的涂膜(受理层)在后述的含有成为镀核的粒子(b1)的墨液与其表面接触时吸收上述介质、并且将成为镀核的粒子担载于其表面。
之后,通过经过加热等工序而形成包含镀核图案和受理层的层叠结构。由此可以得到具备不会在上述镀核图案与受理层的界面引起经时性剥离的水平的优异密合性的金属图案。
<树脂组合物(a)>
本发明中使用的树脂组合物(a),其特征在于,其为含有聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和介质(a3)的树脂组合物,其可以根据需要进一步含有其他添加剂。
作为上述聚氨酯树脂(a1),可列举具有聚醚结构的聚氨酯树脂、具有聚碳酸酯结构的聚氨酯树脂、具有脂肪族聚酯结构的聚氨酯树脂,作为乙烯基树脂(a2),可列举丙烯酸系树脂。
上述聚氨酯树脂(a1)与上述乙烯基树脂(a2)也可以组合使用。在上述组合使用的情况下,优选以[(a1)/(a2)]=90/10~10/90的范围包含上述聚氨酯树脂(a1)和上述乙烯基树脂(a2),并且适合以70/30~10/90的范围来使用。此外,从进一步提高密合性等的观点出发,优选含有由包含聚氨酯树脂(a1)的壳层和包含乙烯基树脂(a2)的核层构成的复合树脂粒子。
作为上述组合物(a),从维持涂布的容易性等的方面出发,优选在组合物(a)中以聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2)的总质量为10质量%~70质量%的范围含有聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2),更优选含有10质量%~50质量%的聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2)。
此外,作为能够在上述组合物(a)中使用的介质(a3),可以使用各种有机溶剂、水性介质。
作为上述有机溶剂,例如可以使用甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮等。此外,作为上述水性介质,可列举水、与水混合的有机溶剂以及两者的混合物。
作为与水混合的有机溶剂,例如可列举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙基卡必醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇;丙酮、甲乙酮等酮;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等聚亚烷基二醇;聚亚烷基二醇的烷基醚;N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺等。
本发明所使用的组合物(a)中的介质(a3)可以仅使用水,也可以使用水及与水混合的有机溶剂的混合物,还可以仅使用与水混合的有机溶剂。从安全性和对环境的负荷的方面出发,优选仅使用水或使用水及与水混合的有机溶剂的混合物,特别优选仅使用水。
在使用水性介质作为上述介质(a3)的情况下,从提高上述组合物(a)的水分散稳定性及保存稳定性的方面出发,优选将具有亲水性基团的树脂用于上述聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)。
作为上述亲水性基团,例如可列举阴离子性基团、阳离子性基团、非离子性基团,更优选为阴离子性基团。
作为上述阴离子性基团,例如可以使用羧基、羧酸酯基、磺酸基、磺酸酯基等,其中,从对上述树脂赋予良好的水分散性的方面出发,优选使用一部分或全部被碱性化合物中和而形成的羧酸酯基或磺酸酯基。
作为能够在上述阴离子性基团的中和使用的碱性化合物,例如可列举:氨;三乙基胺、吡啶、吗啉等有机胺;单乙醇胺等烷醇胺;钠、钾、锂、钙等的金属盐基化合物。在形成镀核图案时,上述金属盐化合物有时可能会阻碍镀敷析出性,因此作为上述碱性化合物,优选使用上述氨、有机胺或烷醇胺。
在使用上述羧酸酯基或磺酸酯基作为上述阴离子性基团的情况下,从对上述树脂赋予良好水分散稳定性的方面出发,这些基团优选以相对于上述树脂整体为50mmol/kg~2000mmol/kg的范围的量存在。
此外,作为上述阳离子性基团,例如可以使用叔氨基。
作为能够在将部分或全部的上述叔氨基中和时使用的酸,例如可以使用:乙酸、丙酸、乳酸、马来酸等有机酸;磺酸、甲烷磺酸等磺酸;以及盐酸、硫酸、正磷酸、原亚磷酸等无机酸等。在形成镀核图案等时,氯或硫有时可能会阻碍镀敷析出性等,因此优选使用乙酸、丙酸、乳酸或马来酸等。
此外,作为上述非离子性基团,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,从更进一步提高亲水性的方面出发,优选使用具有氧乙烯单元的聚氧化烯基。
作为上述聚氨酯树脂(a1),可以使用使多元醇、聚异氰酸酯和根据需要的链延长剂反应而得的聚氨酯树脂。其中,从更进一步提高密合性的方面出发,优选使用具有聚醚结构的聚氨酯树脂、具有聚碳酸酯结构的聚氨酯树脂或具有脂肪族聚酯结构的聚氨酯树脂。
上述聚醚结构、聚碳酸酯结构及脂肪族聚酯结构优选为在上述聚氨酯树脂的制造中使用的源自多元醇的结构。具体而言,上述具有聚醚结构的聚氨酯树脂优选使用包含后述的聚醚多元醇作为在其制造中使用的多元醇的聚氨酯树脂。此外,上述具有聚碳酸酯结构的聚氨酯树脂优选使用包含后述的聚碳酸酯多元醇作为上述多元醇的聚氨酯树脂。此外,上述具有脂肪族聚酯结构的聚氨酯树脂优选使用包含后述的脂肪族聚酯多元醇作为上述多元醇的聚氨酯树脂。
作为能够在上述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的多元醇,可以如上述那样使用聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇等。此外,作为上述多元醇,可以根据需要组合使用其他多元醇。
作为上述聚醚多元醇,例如可以使用以1种或2种以上的具有2个以上活性氢原子的化合物作为引发剂并对其加成聚合环氧烷而成的聚醚多元醇。
作为上述引发剂,例如可以使用乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。
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。
此外,作为上述聚碳酸酯多元醇,例如可以使用使碳酸酯与多元醇反应而得的聚碳酸酯多元醇、使碳酰氯与双酚A等反应而得的聚碳酸酯多元醇。
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。
作为能够与上述碳酸酯反应的多元醇,例如可以使用:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、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、新戊二醇、对苯二酚、间苯二酚、双酚-A、双酚-F、4,4’-双酚等较低分子量的二羟基化合物等。
此外,作为上述脂肪族聚酯多元醇,例如可以使用:使低分子量的多元醇与聚羧酸发生酯化反应而得到的脂肪族聚酯多元醇;使ε-己内酯、γ-丁内酯等环状酯化合物发生开环聚合反应而得到的脂肪族聚酯;以及它们的共聚聚酯。
作为能够在上述聚酯多元醇的制造中使用的低分子量的多元醇,例如可以单独或组合两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、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,4-环己烷二甲醇等,优选将乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇或1,4-丁二醇与3-甲基-1,5-戊二醇或新戊二醇组合使用。
作为上述聚羧酸,例如可以使用琥珀酸、己二酸、癸二酸、十二烷二甲酸、壬二酸以及它们的酸酐或酯化物等,优选使用己二酸等脂肪族聚羧酸。
作为上述聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇,优选使用数均分子量为500~4000的聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇,更优选使用数均分子量为500~2000的聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇。
此外,作为能够在上述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的多元醇,除了上述的多元醇以外,还可以根据需要组合使用其他的多元醇。
作为上述其他的多元醇,例如可以适合使用乙二醇、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、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、向丙烯酸共聚物(アクリル共重合体)中导入了羟基的丙烯酸多元醇(アクリルポリオ一ル)、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。
此外,在制造具有亲水性基团的聚氨酯树脂作为上述聚氨酯树脂(a1)的情况下,优选使用具有亲水性基团的多元醇作为上述其他的多元醇。
作为上述具有亲水性基团的多元醇,例如可以使用:2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基戊酸等具有羧基的多元醇;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。此外,作为上述具有亲水性基团的多元醇,也可以使用使上述具有低分子量的亲水性基团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团的聚酯多元醇。
上述具有亲水性基团的多元醇优选以相对于在上述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的多元醇的总量为0.1质量%~10质量%的范围的量来使用。
作为能够在与上述多元醇的反应中使用的聚异氰酸酯,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、碳二酰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、苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等具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、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基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。
此外,作为能够在制造上述聚氨酯树脂时使用的链延长剂,可以使用聚胺、肼化合物、其他具有活性氢原子的化合物。
作为上述聚胺,例如可以使用乙二胺、1,2-丙二胺、1,6-六亚甲基二胺、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、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;N-羟基甲基氨基乙基胺、N-羟基乙基氨基乙基胺、N-羟基丙基氨基丙基胺、N-乙基氨基乙基胺、N-甲基氨基丙基胺、二亚乙基三胺、二亚丙基三胺、三亚乙基四胺等,优选使用乙二胺。
作为上述肼化合物,例如可以使用:肼、N,N’-二甲基肼、1,6-六亚甲基双肼、琥珀酸二酰肼、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。
作为上述其他具有活性氢的化合物,例如可以使用:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、六亚甲基二醇、蔗糖、亚甲基二醇、甘油、山梨醇等二醇;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、对苯二酚等酚;水等。
上述链延长剂优选以例如使上述聚胺所具有的氨基与异氰酸酯基的当量比达到1.9以下(当量比)的范围来使用,更优选以使该当量比达到0.3~1(当量比)的范围来使用。
上述聚氨酯树脂(a1)例如可以通过在无溶剂下或有机溶剂的存在下利用以往公知的方法使上述多元醇、上述聚异氰酸酯和根据需要的上述链延长剂发生反应来制造。
充分注意急剧的发热、发泡等并考虑到安全性,上述多元醇与上述聚异氰酸酯的反应可以通过如下方法来进行:在优选50℃~120℃、更优选80℃~100℃的反应温度下将上述多元醇和上述聚异氰酸酯一并混合或利用将任一方向另一方中滴加等方法进行逐次供给,使其反应大致1小时~15小时左右。
能够作为上述组合物(a)使用的、上述聚氨酯树脂(a1)的水分散体可以通过以下方式来制造:通过利用上述方法使上述多元醇、上述聚异氰酸酯和根据需要的链延长剂发生反应来制造聚氨酯树脂(a1),并根据需要将上述聚氨酯树脂(a1)所具有的阴离子性基团等亲水性基团的一部分或全部中和等后,将其与作为上述组合物(a)的溶剂使用的水性介质混合。
更具体而言,通过利用上述方法使上述多元醇与上述聚异氰酸酯发生反应来制造末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物,并根据需要将上述氨基甲酸酯预聚物所具有的阴离子性基团等亲水性基团的一部分或全部中和后,将其与上述水性介质混合,再根据需要使用上述链延长剂进行链延长,由此可以制造能够作为上述组合物(a)使用的聚氨酯树脂(a1)分散或溶解于水性介质中而成的聚氨酯树脂水分散体。
上述聚异氰酸酯与上述多元醇的反应优选以例如使上述聚异氰酸酯所具有的异氰酸酯基与上述多元醇所具有的羟基的当量比例〔异氰酸酯基/羟基〕达到0.9~2的范围来进行。
在制造上述聚氨酯树脂(a1)时,也可以使用有机溶剂来作为溶剂。
作为上述有机溶剂,例如可以单独使用或两种以上地使用:丙酮、甲乙酮等酮;四氢呋喃、二噁烷等醚;乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯;乙腈等腈;二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺。
上述有机溶剂优选在上述聚氨酯树脂(a1)的制造后利用蒸馏法等来除去。但是,在使用含有聚氨酯树脂(a1)和有机溶剂的组合物作为上述组合物(a)的情况下,也可以将制造上述聚氨酯树脂(a1)时所使用的有机溶剂用作上述组合物(a)的溶剂。
作为上述聚氨酯树脂(a1),从形成上述密合性优异的镀核图案的方面出发,优选使其重均分子量必须为5千以上,优选为500000以下,更优选使用重均分子量为20000~100000的聚氨酯树脂。
若在上述聚氨酯树脂(a1)中导入具有与在后述的含有成为镀核的粒子的墨液(b)中作为该粒子的保护剂使用的有机化合物相反应性的官能基,则使受理层(A)与镀核图案(B)的层间密合性更为优异。因此,导入到聚氨酯树脂(a1)中的官能基是根据所使用的墨液中所含的保护剂的官能基所选择的官能基,作为通常导入反应性官能基的方法,可列举使用具有该官能基的多元醇作为能够在制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用的多元醇的方法。例如若为导入酮基作为官能基的情况,则可列举使用具有酮基的多元醇作为上述多元醇的方法。
此外,若为导入环氧基作为上述官能基的情况,则可列举使用具有环氧基的多元醇作为在制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用的多元醇的方法。
此外,若为导入羧酸基作为上述官能基的情况,则可列举使用具有上述羧基的多元醇作为制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用的多元醇的方法。
此外,若为导入异氰酸酯基或嵌段异氰酸酯基作为上述官能基的情况,则可列举例如:在使上述多元醇与上述聚异氰酸酯反应来制造聚氨酯树脂(a1)时以残存异氰酸酯基的方式进行调整的方法;或者,使用甲乙酮肟等嵌段化剂将该异氰酸酯基进行嵌段化的方法。
上述聚氨酯树脂(a1)优选以相对于上述聚氨酯树脂(a1)整体为50mmol/kg~5000mmol/kg的范围的量含有能够与墨液(b)中所含的保护剂中的反应性官能基发生交联反应的官能基。
此外,上述聚氨酯树脂(a1)可以分别具有上述官能基之外的例如烷氧甲硅烷基、硅醇基、羟基、氨基等交联性官能基。
上述交联性官能基通过在担载上述镀核墨液的受理层(A)中形成交联结构来形成耐久性优异的镀核图案,从这一方面考虑是优选的。
上述烷氧甲硅烷基及硅醇基可以通过在制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等而导入到上述聚氨酯树脂(a1)中。
此外,作为上述聚氨酯树脂(a1),在实施后述的非电解镀处理的情况下,从基于镀敷处理工序中使用的包含强碱或强酸性物质的镀敷药剂的影響而赋予能够防止基质树脂层及上述镀核图案从支撑体剥离的水平的、优异耐久性的观点出发,优选使用具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。
上述脂肪族环式结构可列举例如环丁基、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、双环〔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。其中,从得到耐久性优异的镀核图案的方面考虑,优选为环己基、降冰片烯基、异冰片基或金刚烷基。
如上所述的脂肪族环式结构可以通过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作为在聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的聚异氰酸酯或多元醇而导入到聚氨酯树脂(a1)中。其中,优选使用具有源自具有脂肪族环式结构的多元醇的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂,从大幅提高受理层(A)对各种上述基材的密合性的方面考虑,特别优选使用具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯及具有源自具有脂肪族环式结构的多元醇的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。此外,脂肪族环式结构优选以相对于聚氨酯树脂(a1)的总量为2000mmol/kg~5500mmol/kg的范围的量包含在聚氨酯树脂中,从树脂对基材的密合性、尤其防止在镀敷处理工序中受理层从上述基材剥离、提高耐久性的方面考虑,更优选使用具有3000mmol/kg~5000mmol/kg的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。
作为上述组合物(a)中所含的乙烯基树脂(a2),可以使用具有聚合性不饱和双键的单体的聚合物。具体而言,可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、乙烯-丙烯共聚物、天然橡胶、合成异丙烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸系树脂等。其中,在如上述那样利用有机化合物保护成为镀核的粒子(b1)的情况下,从容易导入能够与该有机化合物发生交联反应的官能基的方面出发,优选使用丙烯酸系树脂。
作为上述丙烯酸系树脂,可以使用将(甲基)丙烯酸单体聚合而得的聚合物或共聚物。另外,(甲基)丙烯酸单体是指丙烯酸单体及甲基丙烯酸单体中的任意一方或两方。此外,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及甲基丙烯酸中的一方或两方,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的一方或两方。
作为上述(甲基)丙烯酸单体,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)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸降冰片基酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(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;(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-(全氟己基)乙酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酸烷基酯;三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
其中,从使所得的受理层(A)与基材的密合性以及与镀核图案的密合性更优异的观点出发,优选将含有甲基丙烯酸甲酯10~70质量%和具有碳原子数2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯10~50质量%的乙烯基单体混合物聚合而得的(甲基)丙烯酸单体。
作为向上述乙烯基树脂(a2)中导入能够与用作后述的成为镀核的粒子(b1)的保护剂的有机化合物反应而形成键的官能基的方法,可列举使用具有官能基的单体作为上述具有聚合性不饱和双键的单体的方法。例如若为导入酮基作为官能基的情况,例如可列举使用二丙酮丙烯酰胺等具有酮基的单体的方法。
此外,若为导入乙酰乙酰氧基作为上述官能基的情况,则可列举例如使用(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯的方法。
此外,若为导入环氧基作为上述官能基的情况,则可列举例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸烯丙基缩水甘油酯的方法。
此外,若为导入酸基或酸酐基作为上述官能基的情况,则可列举例如使用丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、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、柠康酸酐、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基氢琥珀酸酯、柠康酸、柠康酸半酯、柠康酸酐等具有羧基的单体或其酸酐的方法。
此外,若为导入异氰酸酯基或嵌段异氰酸酯基作为上述官能基的情况,则可列举例如使用(甲基)丙烯酰基异氰酸酯、(甲基)丙烯酰基异氰酸乙酯、或者它们的酚或甲乙酮肟加成物等具有异氰酸酯基的单体或其嵌段化物的方法。
此外,若为导入N-烷醇基作为上述官能基的情况,则可列举使用N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-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-乙醇丙烯酰胺、N-丙醇丙烯酰胺等的方法。
此外,作为上述丙烯酸系树脂,可以根据需要使用具有酰胺、羟基、氨基、甲硅烷基、吖丙啶基、噁唑啉基、环戊烯基等交联性官能基的丙烯酸系树脂。
作为能够在向上述丙烯酸系树脂等乙烯基树脂(a2)中导入上述交联性官能基时使用的单体,例如可以使用(甲基)丙烯酰胺、(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)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(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乙烯基单体;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-吖丙啶基乙基等具有吖丙啶基的聚合性单体;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)丙烯酸二环戊烯酯等具有环戊烯基的聚合性单体;丙烯醛、二丙酮(甲基)丙烯酰胺等具有羰基的聚合性单体等。
此外,在制造上述乙烯基树脂(a2)时,也可以与上述(甲基)丙烯酸单体等-起组合使用乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、新癸酸(versatic acid)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、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、“Adekaria Soap PP-70、PPE-710”(株式会社ADEKA制)等或它们的盐等。
上述丙烯酸系树脂等的乙烯基树脂(a2)可以通过将上述具有聚合性不饱和双键的单体的混合物利用一直以来已知的方法进行聚合来制造,但是从制造密合性优异的镀核图案的方面出发,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、具有聚合性不饱和双键的单体的混合物、聚合引发剂和根据需要添加的链转移剂、乳化剂、分散稳定剂等一并供给到反应容器中并混合来进行聚合的方法;将具有聚合性不饱和双键的单体的混合物滴加到反应容器中来进行聚合的单体滴加法;将预先混合有具有聚合性不饱和双键的单体的混合物、乳化剂等和水的混合物滴入到反应容器中来进行聚合的预乳化法等。
上述乳液聚合法的反应温度根据所使用的(甲基)丙烯酸单体等具有聚合性不饱和双键的单体及聚合引发剂的种类的不同而不同,例如优选在30℃~90℃左右进行1小时~10小时左右。
作为上述聚合引发剂,例如可以使用:过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐;过氧化苯甲酰、枯烯过氧化氢、叔丁基过氧化氢等过氧化物、过氧化氢等。此外,可以仅使用上述过氧化物来进行自由基聚合,也可以同时使用上述过氧化物与如抗坏血酸、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠、甲醛次硫酸盐等的金属盐、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化铁等之类的还原剂。此外,作为上述聚合引发剂,也可以使用4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐等偶氮引发剂。
作为能够在上述丙烯酸系树脂等乙烯基树脂(a2)的制造中使用的乳化剂,可列举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。
作为上述阴离子性表面活性剂,例如可以使用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、琥珀酸二烷基酯磺酸盐等,具体而言,可以使用“LATEMUL E-118B”(花王株式会社制的聚氧乙烯烷基醚的硫酸钠盐)。作为上述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、炔二醇系表面活性剂等。
作为上述阳离子性表面活性剂,例如可以使用烷基铵盐等。作为性离子性表面活性剂,例如可以使用烷基(酰胺)甜菜碱、烷基二甲基胺氧化物等。
作为上述乳化剂,除了上述的表面活性剂以外,还可以使用氟表面活性剂、硅酮表面活性剂、通常被称作“反应性乳化剂”的分子内具有聚合性不饱和基团的乳化剂。
作为上述反应性乳化剂,例如可以使用“LATEMUL S-180”(花王株式会社制、具有磺酸基及其盐的反应性表面活性剂)、“Eleminol JS-2、RS-30”(三洋化成工业株式会社制)、“Aqualon HS-10、HS-20、KH-1025”(第一工业制药株式会社制、具有硫酸基或其盐的反应性表面活性剂)、“Adekaria Soap SE-10、SE-20”(株式会社ADEKA制);“New Frontier A-229E”(第一工业制药株式会社制、具有磷酸基的反应性表面活性剂);“Aqualon RN-10、RN-20、RN-30、RN-50”(第一工业制药株式会社制、具有非离子性亲水基团的反应性表面活性剂)等。
作为能够在上述丙烯酸系树脂等乙烯基树脂(a2)的制造中使用的链转移剂,可以使用月桂基硫醇等,优选以相对于含有上述(甲基)丙烯酸单体的具有聚合性不饱和双键的单体的混合物的总量为0质量%~1质量%的范围的量来使用,更优选为0质量%~0.5质量%的范围。
在使用乙烯基树脂(a2)而不使用聚氨酯树脂(a1)作为上述组合物(a)中的树脂的情况下,优选使用使重均分子量为10万以上且酸值为10~80的乙烯基树脂分散到水性介质而成的物质,也可以根据需要含有选自水溶性树脂及填充材料中的1种以上的成分(z),优选制成以使上述成分(z)相对于上述乙烯基树脂(a2)的总量的含量达到0质量%~15质量%的方式配合成的组合物。
作为上述酸值,从赋予更优异的耐湿热性的观点出发,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。
作为以此种方法进行调整时所使用的乙烯基树脂的重均分子量的上限值,并无特别限定,优选为大致1000万以下,从确保后述的墨液(b)的印刷适应性的观点出发,优选为500万以下。
乙烯基树脂的重均分子量的测定通常可以使用将上述乙烯基树脂80mg和四氢呋喃20ml混合并搅拌12小时后的混合物作为测定试样、并且利用凝胶渗透色谱法(GPC法)来进行。作为测定装置,可以使用东曹株式会社制高效液相色谱仪HLC-8220型,作为色谱柱,可以使用东曹株式会社制TSKgelGMH XL×4色谱柱,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,在上述乙烯基树脂的分子量超过大致100万时,有时难以利用采用了上述GPC法等的通常的分子量测定方法来测定乙烯基树脂的分子量。
具体而言,即使将重均分子量超过100万的乙烯基树脂80mg与四氢呋喃20ml混合并搅拌12小时,也不会完全溶解上述乙烯基树脂,在使用1μm的膜滤器过滤上述混合液的情况下,有时能够在上述膜滤器上确认到包含乙烯基树脂的残渣。
此种残渣是源自具有超过大致100万的分子量的乙烯基树脂的残渣,因此即使使用通过上述过滤得到的滤液并利用上述GPC法来测定分子量,有时也难以测定适当的重均分子量。
为此,本发明中上述过滤的结果判断为能够在上述膜滤器上确认到的残渣为重均分子量超过100万的乙烯基树脂。
此外,上述乙烯基树脂是能够分散到水性介质中的树脂,其一部分可以溶解于水性介质。
上述具有酸基的乙烯基树脂可以通过以相对于乙烯基单体混合物的总量为0.2质量%~15质量%的范围的量使用具有酸基的乙烯基单体而容易地得到,优选以1.5质量%~12质量%的范围的量来使用,更优选以3.5质量%~11质量%的范围的量来使用,进一步优选以超过5质量%且11质量%以下的范围的量来使用。通过使用规定量的具有酸基的乙烯基单体,可以对所得的乙烯基树脂赋予良好的水分散稳定性或耐湿热性等。
此外,在将具有酸基的乙烯基单体、尤其上述具有羧基的乙烯基单体与具有酰胺的乙烯基单体组合使用的情况下,按照相对于在上述乙烯基树脂的制造中使用的乙烯基单体混合物的总量,上述具有酸基的乙烯基单体与具有酰胺的乙烯基单体的总质量比例优选超过5质量%且40质量%以下、更优选为6质量%以上且35质量%以下的范围来使用。
此外,在上述组合物(a)中可以使用的是聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)形成复合树脂粒子并分散到水性介质中而成的物质。
作为上述复合树脂粒子,具体而言,可列举在聚氨酯树脂(a1)所形成的树脂粒子内包含部分或全部的乙烯基树脂(a2)的复合树脂粒子。作为上述复合树脂粒子,优选为由作为核层的上述乙烯基树脂和作为壳层的上述具有亲水性基的聚氨酯树脂构成的核·壳型的复合树脂粒子。尤其在形成镀核图案时,优选采用无需使用能够降低镀敷析出性的表面活性剂的上述核·壳型的复合树脂粒子。
此外,作为上述复合树脂粒子,在乙烯基树脂(a2)比聚氨酯树脂(a1)更具亲水性时,可以为在上述乙烯基树脂(a2)形成的树脂粒子内包含部分或全部的上述聚氨酯树脂(a1)而形成的复合树脂粒子。
此外,上述聚氨酯树脂(a1)与上述乙烯基树脂(a2)可以形成共价键,优选不形成键。
此外,作为上述核·壳型的复合树脂粒子,优选使用上述乙烯基树脂(a2)为丙烯酸系树脂的聚氨酯-丙烯酸复合树脂。
此外,从维持良好的水分散稳定性的观点出发,上述复合树脂粒子优选为5nm~100nm的范围的平均粒径。在此所说的平均粒径是指利用动态光散射法测定的体积基准下的平均粒径,这将在后述的实施例中也会进行描述。
作为上述复合树脂粒子,优选以[聚氨酯树脂(a1)/乙烯基树脂(a2)]=90/10~10/90的范围包含聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2),更优选以70/30~10/90的范围包含聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2)。
作为构成上述复合树脂粒子的聚氨酯树脂,可以使用与上述聚氨酯树脂(a1)同样的聚氨酯树脂。具体而言,作为能够在上述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的多元醇、聚异氰酸酯、链延长剂,可以使用与作为能够在制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用的例子所例示的多元醇、聚异氰酸酯、链延长剂同样的物质。此外,当在上述复合树脂粒子导入各种官能基、并使其与作为粒子(b)的保护剂的有机化合物发生交联反应的情况下,可以采用与向上述聚氨酯树脂(a1)中导入官能基的方法同样的方法。
另外,在使用具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂作为构成复合树脂粒子的聚氨酯树脂的情况下,优选使用具有脂肪族环式结构的多元醇作为上述多元醇,并且优选使用具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯作为上述聚异氰酸酯。通过使用这些物质,可以在聚氨酯树脂中导入脂肪族环式结构。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇,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、双环〔4,3,0〕-壬二醇、二环己二醇、三环〔5,3,1,1〕十二烷二醇、双环〔4,3,0〕壬烷二甲醇、三环〔5,3,1,1〕癸烷二乙醇、螺〔3,4〕辛二醇、丁基环己二醇、1,1’-双环亚己基二醇、环己烷三醇、氢化双酚A、1,3-金刚烷二醇等较低分子量的含脂肪族环式结构的多元醇。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇,除了上述的多元醇以外,还可以使用使含脂肪族环式结构的聚羧酸与脂肪族多元醇反应而得的多元醇。
作为上述脂肪族环式结构聚羧酸,例如可以使用1,3-环戊烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、这些酸的酸酐或酯化物,其中,优选使用1,2-环己烷二甲酸或1,4-环己烷二甲酸等具有脂肪族环式结构的聚羧酸。
作为能够在与上述脂肪族环式结构聚羧酸的酯化反应中使用的多元醇,可以使用以上述的1,6-己二醇为代表的、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、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。在使上述具有脂肪族环式结构的多元醇与上述聚羧酸进行酯化反应时,上述脂肪族多元醇可以这些多元醇组合使用。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇,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与碳酸二甲酯或碳酰氯等反应而得的聚碳酸酯多元醇。
作为上述具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,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的数均分子量的聚碳酸酯多元醇。
作为上述具有脂肪族环式结构的多元醇,例如可以使用脂肪族环式结构聚醚多元醇。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作为引发剂并加成聚合例如环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷而成的聚醚多元醇。
此外,作为能够在构成上述复合树脂粒子的聚氨酯树脂的制造中使用的具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯,可以使用与作为能够制造上述聚氨酯树脂(a1)的例子所例示的具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯同样的聚异氰酸酯。
此外,当在构成上述复合树脂粒子的聚氨酯树脂中导入上述亲水性基的情况下,可以使用与作为能够在制造上述聚氨酯树脂(a1)时使用的例子所例示的具有亲水性基的多元醇同样的多元醇。
作为构成上述复合树脂粒子的乙烯基树脂,从进一步提高与墨液(b)所含的成为镀核的粒子(b1)的密合性、并且进一步提高所得镀核图案的镀敷析出性的方面出发,优选使用具有10℃~70℃的玻璃化转变温度的乙烯基树脂。另外,上述乙烯基树脂的玻璃化转变温度主要是基于该乙烯基树脂的制造中使用的乙烯基单体的组成并通过计算而确定的值。
此外,作为构成上述复合树脂粒子的乙烯基树脂,从能够形成作为上述受理层的前体的涂膜、可以提高与成为镀核的粒子(b1)的密合性、并且实现所得镀核图案的细线化的方面出发,优选使用具有80万以上的重均分子量的乙烯基树脂,更优选使用具有100万以上的重均分子量的乙烯基树脂。
作为构成上述复合树脂粒子的乙烯基树脂的重均分子量的上限值,并无特别限定,优选为大致1000万以下,更优选为500万以下。
此外,作为构成复合树脂粒子的乙烯基树脂,可以根据需要具有各种官能基,作为上述官能基,例如可列举酰胺、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基。
作为构成上述复合树脂粒子的乙烯基树脂,可以使用与上述乙烯基树脂(a2)同样的乙烯基树脂。具体而言,作为能够在上述乙烯基树脂(a2)的制造中使用的具有聚合性不饱和双键的单体,可以使用与作为能够在上述乙烯基树脂(a2)的制造中使用的例子所例示的乙烯基单体、优选(甲基)丙烯酸单体同样的单体。此外,在向构成上述复合树脂粒子的乙烯基树脂中导入官能基的情况下,也可以采用与向上述乙烯基树脂(a2)中导入官能基的方法同样的方法。
上述复合树脂粒子例如可以通过使上述聚异氰酸酯、多元醇和根据需要的链延长剂反应并进行水分散化来制造聚氨酯树脂的水分散体的工序、以及在上述水分散体中使(甲基)丙烯酸单体等单体聚合而制造乙烯基树脂的工序来制造。
具体而言,在无溶剂下、或者有机溶剂下或(甲基)丙烯酸单体等的反应性稀释剂的存在下,使上述聚异氰酸酯与多元醇反应而得到聚氨酯树脂,接着,根据需要使用碱性化合物将上述聚氨酯树脂所具有的亲水性基的一部分或全部中和,再使其与链延长剂反应,将其分散到水性介质中,由此制造聚氨酯树脂的水分散体。
接着,向上述得到的聚氨酯树脂的水分散体中供给上述(甲基)丙烯酸单体等上述单体,在上述聚氨酯树脂粒子内使上述乙烯基单体进行自由基聚合,制造乙烯基树脂。此外,当在乙烯基单体的存在下制造上述聚氨酯树脂时,在上述聚氨酯树脂的制造后供给聚合引发剂等,由此使上述(甲基)丙烯酸单体等单体进行自由基聚合,制造乙烯基树脂。
由此,可以制造将能够作为上述组合物(a)中所含的树脂使用的、在聚氨酯树脂粒子中包含部分或全部的乙烯基树脂的复合树脂粒子分散于水性介质而成的树脂组合物。
当在制造上述复合树脂粒子时因聚氨酯树脂为高粘度而使操作性不优异的情况下,可以使用甲乙酮、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、二丙二醇二甲基醚等通常的有机溶剂、反应性稀释剂。尤其,作为上述反应性稀释剂,使用能够在上述乙烯基树脂的制造中使用的(甲基)丙烯酸单体等单体时,能够省略脱溶剂工序,因此在实现生产效率的提高的方面是优选的。
此外,在上述组合物(a)中可以包含其他各种化合物、树脂等。尤其在后述的成为镀核的粒子(b1)被有机化合物保护的情况下,从有助于提高受理层(A)与镀核图案(B)的密合性的观点出发,优选并用具有能够与该有机化合物发生交联反应的官能基的化合物或树脂。
例如若上述官能基为异氰酸酯基,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、苯二亚甲基二异氰酸酯等聚异氰酸酯、使用这些物质而得的脲酸酯(nurate)型聚异氰酸酯、包含这些物质和三羟甲基丙烷等的加合物等。其中,优选使用六亚甲基二异氰酸酯的脲酸酯、六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加合物、甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加合物、苯二亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加合物。
此外,作为上述官能基为异氰酸酯基的化合物,可以使用该异氰酸酯基的一部分或全部被嵌段化剂密封而成的化合物。
作为上述嵌段化剂,例如可以使用苯酚、甲酚、2-羟基吡啶、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚、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、琥珀酸酰亚胺、马来酸酰亚胺、咪唑、2-甲基咪唑、尿素、硫脲、乙撑脲、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、吖丙啶、聚乙烯亚胺等。
作为上述嵌段异氰酸酯化合物,可以使用作为水分散型的市售品的Elastron BN-69(第一工业制药株式会社制)等。
此外,作为上述官能基为环氧基的化合物,例如可以使用:乙二醇二缩水甘油基醚、丙二醇二缩水甘油基醚、六亚甲基二醇二缩水甘油基醚、环己二醇二缩水甘油基醚、甘油二缩水甘油基醚、甘油三缩水甘油基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、季戊四醇四缩水甘油基醚等脂肪族多元醇的聚缩水甘油基醚;聚乙二醇二缩水甘油基醚、聚丙二醇二缩水甘油基醚、聚四亚甲基二醇二缩水甘油基醚等聚亚烷基二醇的聚缩水甘油基醚;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;多元羧酸[草酸、己二酸、丁二酸、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环氧树脂;苯酚线型酚醛树脂;在侧链具有环氧基的各种乙烯基聚合物等。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、甘油二缩水甘油基醚等脂肪族多元醇的聚缩水甘油基醚。
此外,作为上述官能基为环氧基的化合物,除了上述的化合物以外,例如可以使用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-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷或γ-环氧丙氧基丙基三异丙烯氧基硅烷等具有缩水甘油基的硅烷化合物。
此外,作为上述官能基为乙烯基的化合物,例如可以使用(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三丙烯酸酯、甘油PO加成三丙烯酸酯、三丙烯酰氧基乙基磷酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能乙烯基单体。也可以根据需要使用任意的表面活性剂制成水分散体来使用。
此外,作为上述官能基为羧基或羧酸酐基的化合物,例如可以使用选自草酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸、异二十二碳二烯二酸、异二十二烷二酸、异二十碳二烯二酸、丁基辛二酸、二烷氧基羰基异二十二碳二烯二酸等二元酸及其部分中和盐、柠檬酸、乌头酸等三元酸及其部分中和盐、丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、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、马来酸半酯等具有羧酸基的乙烯基单体、马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、β-(甲基)丙烯酰基氧基乙基氢琥珀酸酯、柠康酸、柠康酸半酯、柠康酸酐等含羧基的乙烯基单体等具有羧酸酐基的乙烯基单体中的至少1种以上的单体。
此外,作为上述官能基为N-烷醇基的化合物,例如可以使用以对三聚氰胺1摩尔加成了1~6摩尔甲醛的单或多羟甲基三聚氰胺为代表的、三甲氧基羟甲基三聚氰胺、三丁氧基羟甲基三聚氰胺、六甲氧基羟甲基三聚氰胺等(聚)羟甲基三聚氰胺的醚化物(醚化度为任意)、脲-甲醛-甲醇缩合物、脲-三聚氰胺-甲醛-甲醇缩合物、聚N-(烷氧基)羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酰胺的甲醛加成物。
上述组合物(a)可以根据需要在不损害本发明效果的范围内含有以交联剂(a4)为代表的、pH调节剂、被膜形成助剂、流平剂、增粘剂、斥水剂、消泡剂、颜料、有机、无机充填剂等。
作为上述交联剂(a4),为能够与上述树脂中的交联性官能基发生反应的交联剂,例如可以使用以金属螯合化合物、聚胺化合物、吖丙啶化合物、金属盐化合物、上述异氰酸酯化合物等能够在大致25℃~100℃的较低温下反应而形成交联结构的热交联剂(a4-1)为代表的、选自三聚氰胺系化合物、上述环氧系化合物、噁唑啉化合物、碳二酰亚胺化合物及上述嵌段异氰酸酯化合物中的1种以上化合物等能够在大致100℃以上的较高温下反应而形成交联结构的热交联剂(a4-2)。在上述交联剂(a4)能够与上述的聚氨酯树脂(a1)、乙烯基树脂(a2)及复合树脂粒子反应的情况下,可以与这些物质的一部分发生反应。
若为使用含有上述热交联剂(a4-1)的组合物作为上述组合物(a)情况,则例如将其涂布于基板表面,在较低温下进行干燥,接着,凸版反转印刷上述含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)后,在低于100℃的温度下进行加热,形成交联结构,由此可以形成具备在长时间内能够不受热或外力影响而防止镀核粒子(b1)脱落的水平的、特别优异耐久性的镀核图案(B)。
另一方面,若为使用含有上述热交联剂(a4-2)的组合物作为上述组合物(a)的情况,则例如将其涂布于基板表面,在常温(25℃)~大致低于100℃的低温下进行干燥,由此制造不形成交联结构的涂膜,接着,在其表面凸版反转印刷墨液(b)后,在例如150℃以上、优选200℃以上的温度下进行加热,形成交联结构,由此可以得到具备在长时间内能够不受热或外力等影响而不引起成为镀核的粒子(b1)的剥离等的水平的、特别优异的耐久性的镀核图案(B)。但是,在使用比较不耐热的由聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的基板作为基板时,从防止该基板的变形等的观点出发,优选的是在大致150℃以下、优选120℃以下的温度进行加热。在此种情况下,作为上述交联剂,优选使用上述热交联剂(a4-1)而不使用上述热交联剂(a4-2)。
作为能够在上述热交联剂(a4-1)中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,优选使用铝的乙酰丙酮配位化合物即乙酰丙酮铝。
此外,作为能够在上述热交联剂(a4-1)中使用的聚胺化合物,例如也可以使用三乙二胺等叔胺、POLYMENT NK-100PM、NK-200PM(日本触媒株式会社制的氨基乙基化丙烯酸聚合物)。
此外,作为能够在上述热交联剂(a4-1)中使用的吖丙啶化合物,例如可以使用2,2-双羟基甲基丁醇-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-双-4,4’-N,N’-二亚乙基脲等。
此外,作为能够用作上述交联剂(a4-1)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铝化合物,四氯化钛、钛酸四异丙酯、乙酰丙酮钛、乳酸钛等水溶性金属盐。
此外,作为能够在上述热交联剂(a4-2)中使用的三聚氰胺化合物,例如可以使用六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺、六戊氧基甲基三聚氰胺、六己氧基甲基三聚氰胺或将它们中的2种组合而成的混合醚化三聚氰胺等。其中,优选使用三甲氧基甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺。作为市售品,可以使用Beckamine M-3、APM、J-101(DIC株式会社制)等。上述三聚氰胺化合物可以通过自交联反应而形成交联结构。
在使用上述三聚氰胺化合物的情况下,从促进其自交联反应的方面出发,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。上述催化剂优选相对于上述三聚氰胺化合物的总量为大致0.01质量%~10质量%的范围。
此外,作为能够在上述热交联剂(a4-2)中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’-三亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2’-四亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2’-六亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2’-八亚甲基-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。
此外,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的其他单体组合并聚合而得的含噁唑啉基的聚合物。
作为上述加成聚合性噁唑啉,例如可以单独或组合两种以上地使用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,为了在工业上容易获得,优选使用2-异丙烯基-2-噁唑啉。
此外,作为能够在上述热交联剂(a4-2)中使用的碳二酰亚胺化合物,例如可以使用聚[亚苯基双(二甲基亚甲基)碳二酰亚胺]、聚(甲基-1,3-亚苯基碳二酰亚胺)等。在市售品中,可以使用CARBODILITEV-01、V-02、V-03、V-04、V-05、V-06(日清纺Holdings株式会社制)、UCARLINK XL-29SE、XL-29MP(Union Carbide株式会社制)等。
上述交联剂(a4)根据种类等的不同而不同,但是通常优选以相对于上述组合物(a)所含的树脂的总质量100质量份为0.01质量%~60质量%的范围的量来使用,更优选以0.1质量%~10质量%的范围的量来使用,在以0.1质量%~5质量%的范围的量来使用时,能够形成密合性优异且上述耐久性优异的镀核图案(B),故优选。
代表水溶性树脂的聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮等是专门出于赋予对水系涂布液的涂敷性的目的而使用的。但是,面向上述水系涂布液的树脂层对溶剂系涂布液的适应性不充分,通常引起“飞白”或不均而产生涂布性的问题。
对于本发明中使用的树脂组合物(a)而言,即使不使用上述聚乙烯醇等水溶性树脂或以最小限的使用量使用该树脂,也能够适用于水系涂布液及溶剂系涂布液中的任一种,后述的含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)即使在墨液(b)中所含的溶剂使用水、水与水溶性的有机溶剂的混合溶剂、不含水的有机溶剂中的任一种的情况下也能形成显示优异涂布性的受理层(A)。
因此,即使在使用水溶性树脂的情况下,优选以相对于上述聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)的总量为15质量%以下的量来使用,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%。
此外,二氧化硅、氧化铝、淀粉等填充材料通常被大量使用在形成微多孔的受理层时。此外,在形成溶胀型的受理层时也会出于对该受理层赋予耐阻挡性的目的而少量使用这些填充材料。
即使在本发明所使用的树脂组合物(a)中不使用上述二氧化硅等填充材料或以最小限的使用量使用这些填充材料,在用于水、水与水溶性的有机溶剂的混合溶剂、不含水的有机溶剂的任一溶剂的墨液(b)的情况下,也可以形成能够确保优异涂布性的受理层而不产生“飞白”或不均。
因此,即使在使用填充剂的情况下,从形成能够确保优异的涂布性的受理层(A)的观点出发,填充材料的含量优选以相对于上述聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)的总量为15质量%以下的量来使用,优选为0质量%~10质量%,特别优选为0质量%~0.5质量%。尤其从防止对膜等挠性基板的密合性降低的观点出发,上述填充材料的使用量优选为上述范围内。
作为在上述基材表面涂布上述树脂组合物(a)的方法,只要可以适当形成受理层(A),则并无特别限制,可以根据需要并依据所使用的基材的形状、尺寸、刚柔程度等适当选择各种印刷·涂敷方法,具体而言,可列举凹版法、胶版法、凸版法、凸版反转法、丝网法、微接触法、反转法、气刮刀涂布法、刮板涂布法、气刀涂布法、挤压涂布法、含浸涂布法、反转辊涂布法、吻合涂布法、流延涂布法、喷雾涂布法、喷墨法、模涂法、旋涂法、棒涂法、浸涂法等。
此外,在将树脂组合物(a)涂布到上述基板上后对涂布膜进行干燥的方法并无特别限定,在上述基材为单片的膜、片、板的情况下,除了在涂敷场所的自然干燥以外,还可以在送风、定温干燥器等的干燥器内进行。此外,在上述基材为辊片的情况下,可以继上述印刷·涂布工序后使辊片在所设置的非加热或加热空间内连续地移动来进行干燥。
作为干燥温度,只要设定成能够使构成树脂组合物(a)的上述介质(a3)挥发、且对作为支撑体的基材不产生不良影响的范围的温度即可。具体而言,在使用上述热交联剂(a4-1)的情况下,优选在大致25℃~不足100℃的温度下进行干燥,在使用热交联剂(a4-2)的情况下,优选的是大致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(a4-2)、且在印刷墨液(b)后形成交联结构的情况下,优选在常温(25℃)~100℃左右的较低温下干燥、并在印刷前以不形成交联结构的方式进行调整。
作为形成在上述基材表面的受理层(A)的层厚,只要根据基材的种类、厚度进行调整即可,从斟酌后述的墨液(b)中所含的溶剂量、且维持上述基材的各种特性的观点出发,理想的是使干燥后的膜厚为300μm以下,更优选为20μm以下。进而,在上述基材为厚度50μm以下的膜状基材的情况下,优选为1μm以下,更优选为10nm~500nm。
上述得到的受理层(A)是通过被后述的墨液(b)中所含的溶剂所适度地溶解、并吸收上述溶剂而能够精度良好地固着墨液(b)中所含的成为镀核的粒子(b1)的溶胀型的受理层,能够有助于得到无渗晕的镀核图案(B)。此外,通过使用上述受理层(A),能够形成比以往已知的多孔型的受理层更透明的树脂层。
<含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)>
本发明中使用的含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)(以下简称为镀核墨液)是利用后述的凸版反转印刷法将上述所形成的基板上的受理层(A)用作被转印体的墨液。
对于成为镀核的粒子(b1)的粒径而言,优选使体积平均粒径(Mv=Mean Volume Diameter)达到2~150nm,更优选为5~100nm的范围。通过使用这些具有纳米级的粒径的粒子,可以得到由墨液(b)的半干燥状态下的粒子间凝聚力的提高所推定的优异转印印刷特性。此外,通过形成微粒,可以形成微细的图案。
作为这些成为镀核的粒子(b1),例如可以包含:金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、铝(Al)、铁(Fe)、铂(Pt)、钯(Pd)、锡(Sn)、铬(Cr)、铅(Pb)等金属粒子及钯合金(Ag/Pd)等这些金属的合金以及核壳粒子;氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟氧化锌(IZO)等导电性金属氧化物粒子;以及根据需要的羧酸银盐、氨基羧酸银盐等金属络合物、氧化银(Ag2O)等会因200℃以下的烧成发生热分解而提供导电性金属的热分解性化合物;聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等导电性高分子粒子。
在这些粒子中,银和/或铜的粒子、即纳米银粒子、纳米铜银粒子、银与铜的合金纳米粒子、以银和/或铜作为核的核壳粒子能够得到良好的镀敷析出性,故优选。
成为镀核的粒子(b1)的大小优选为纳米级,基于这一观点,优选将该粒子(b1)用有机化合物进行保护而使其稳定化。
能够用作成为镀核的粒子(b1)的保护剂的有机化合物可以使用作为各种分散剂、表面活性剂而已知的化合物,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;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;聚乙二醇、烷基硫醇、聚乙烯醇、苯乙烯-马来酸共聚物、烯烃-马来酸共聚物或1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。通常使用的是这些物质的混合物、共聚物,若考虑与上述的受理层(A)的密合性,则优选为上述的受理层(A)中的聚氨酯树脂(a1)、乙烯基树脂(a2)、含有与这些复合树脂粒子中所含的官能基具有反应性的官能基的有机化合物,从使墨液(b)的保存稳定性、与受理层(A)的密合性等性能平衡优异的方面出发,优选为含有亚氨基、伯氨基、仲氨基等碱性氮原子的有机化合物。
在镀核墨液中可以包含各种粘合剂树脂,作为具体例,可列举:天然橡胶、烯烃系树脂、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等聚醚类;不饱和聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基聚酯系树脂、石油系树脂、松香系树脂、硅酮系树脂、聚乙烯醇、氯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯基系树脂、纤维素系树脂、天然多糖类等。
基于利用非电解镀从镀核图案(B)良好析出金属的观点,被用作成为镀核的粒子(b1)的保护剂的有机化合物、任意添加的粘合剂成分优选相对于镀核墨液中所含的成为镀核的粒子(b1)的总质量为15质量%以下、更优选为10质量%以下、进一步优选为5质量%以下。
此外,为了使采用凸版反转印刷法的印刷良好,优选使镀核墨液中包含表面能调节剂。作为表面能调节剂,可以适合使用氟系表面能调节剂和/或硅酮系表面能调节剂。作为氟系表面能调节剂,例如可以应用DIC株式会社的Megfac Series或3M社的Novac Series。其中,可以适合应用DIC株式会社制的包含氟代(甲基)丙烯酸聚合物的氟系表面能调节剂。作为硅酮系表面能调节剂,可以适合使用BYK-Chemie·JAPAN的BYKSeries。进一步优选并用氟系表面能调节剂与水相溶性的硅酮系表面能调节剂。通过两者的并用,能够以对墨液的较少添加量抑制橡皮滚筒的脱模面上的墨液微细缩孔。对于氟系表面能调节剂和硅酮系表面能调节剂的混合比例并无特别限制,在氟系表面能调节剂/硅酮系表面能调节剂的混合比例为1/1~1/0.1时,可以得到有效的效果。
关于这些表面能调节剂的添加,基于橡皮滚筒上的墨液缩孔的防止、涂膜的均匀性和烧成后的墨液涂膜的镀敷析出性的观点,优选以全部墨液(b)中为0.05~5.0质量%、优选0.1~0.5质量%的范围的量来使用。
镀核墨液优选通过添加上述的表面能调节剂来将镀核墨液在25℃的表面能调整为25mN/m以下。由此提高涂布于橡皮滚筒的斥液性的脱模面的墨液涂膜的平滑性,可以得到更均匀的皮膜。
此外,出于抑制橡皮滚筒在脱模面上的墨液的微小缩孔的目的,可以对脱模面进行臭氧UV或臭氧等离子体处理。
出于提高画线图案的形成性、图案转印性的目的,在本发明的镀核墨液中可以根据需要添加脱模剂。作为脱模剂,可优选列举信越化学制KF96Series或东丽道康宁制SH28(均为商品名)等硅油。尤其是硅酮的2~30聚物即低分子硅酮(分子量为148~2220左右)对墨液图案化、烧成后的涂膜的镀敷析出性的影响较少,故优选。作为此种硅油,可列举信越化学制KF96 Series在25℃下的动态粘度为20mm2/s以下的硅酮。该脱模剂的含有率在全部墨液(b)中为0.05~5.0质量%,优选为0.1~1.0质量%。通过添加该脱模剂,即使通过溶剂或表面能的调整来增大墨液对橡皮滚筒的润湿性,也能够确保从橡皮滚筒的剥离性。由此,可以改善凸版反转印刷法的转印性。
出于促进成为镀核的粒子(b1)的进一步的分散性稳定化或低温烧成的目的,在本发明的镀核墨液中可以根据需要添加例如:二乙基胺、三乙基胺、二异丙基胺等烷基胺类;单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等乙醇胺类;各种碳酸铵、各种氨基甲酸铵类、甲酸、乙酸、丙酸、硝酸、磷酸、过氧化氢、硝酸胺等胺化合物;无机酸、有机酸等。
作为能够应用于镀核墨液的分散溶剂,能够将所应用的粒子(b1)单独或以混合体的形式稳定地分散的溶剂,则均匀可无特别限制地使用。作为这些溶剂,例如可以适合应用选自以下溶剂中的单独的溶剂或混合溶剂:水、甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、甲氧基丁醇、叔丁醇等醇类;乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油等多元醇类;乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乳酸乙酯等酯类及碳酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯类;异丙基醚、二噁烷、甲基叔丁基醚、四氢呋喃等醚类;丙酮、甲乙酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、环己酮、二丙酮醇等酮类;甲基溶纤剂、溶纤剂、丁基溶纤剂、二乙二醇单甲基醚、丙二醇正丙基醚、二丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等二醇醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯等二醇乙酸酯类;甲基单乙二醇二甲醚、甲基二乙二醇二甲醚、甲基三乙二醇二甲醚、乙基单乙二醇二甲醚等二醇二醚类;环己酮、甲基环己酮、环己醇、甲基环己醇等脂环式烃类;正己烷等脂肪族烃类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;氯苯、邻二氯苯等氯代芳香族烃类;二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烯、三氯乙烯等氯代脂肪族烃类。其中,优选以醇系溶剂为主体的混合型溶剂。
此外,出于无墨液(b)的微小缩孔而形成无缺陷的均质的墨液膜的目的,可以使溶剂中含有橡皮滚筒脱模面溶胀性的溶剂。凸版反转印刷首先要求在橡皮滚筒的平滑表面斥液性的脱模面上形成无缺陷的均匀的墨液薄膜。此时,若产生微小的缩孔,则形成图案缺陷。全部溶剂中的橡皮滚筒脱模面溶胀性溶剂含有率以质量基准计优选为5~70%,进一步优选为20~50%。在此所说的橡皮滚筒溶胀性液体可以适合应用:例如在橡皮滚筒脱模面使用硅酮橡胶的情况下,将硅酮橡胶在溶剂中浸渍15分钟时的橡胶重量增加率为10%以上、进一步优选20%以上的溶剂。作为这些溶剂,例如可以适合使用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丁酯、二噁烷、异丙醇、甲基单乙二醇二甲醚、乙基单乙二醇二甲醚、甲基二乙二醇二甲醚、乙基二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲基醚、丙二醇正丁基醚、丙二醇正丙基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯等。
<利用凸版反转印刷的镀核图案(B)的形成>
以下,使用图1示出利用凸版反转印刷形成镀核图案的基本工序。
(墨液的形成)图1(a)
在橡皮滚筒(图1-2)的脱模面上涂布镀核墨液而形成均匀的墨液膜(图1-1),并使其适度干燥至能够利用凸版形成图案的状态。此时优选控制环境温度、湿度并控制干燥条件。进而,为了缩短干燥时间,可以对墨液膜面吹送干燥空气。若墨液的干燥不充分,则在后续工序(利用切版(cutting plate)形成图案的工序)产生画线的渗晕、弯曲、尺寸变化(收缩),无法准确地重现切版的形状。相反,在实施过度的墨液干燥的情况下,画线直线性降低,在最差的情况下,墨液牢固地密合于橡皮滚筒上,难以利用切版除去不需要的图案。当然,对于利用之后的橡皮滚筒不会将画线图案转印到被转印体的、在橡皮滚筒上形成墨液膜的方法并无限制,例如可以利用狭缝涂布、棒涂布、旋转涂布形成规定膜厚的墨液膜。从之后的微细图案形成性、干燥性的观点出发,优选将涂布的墨液的湿膜厚调整为0.1μm~1μm。形成橡皮滚筒脱模面的材质通常使用斥液性的橡胶。例如可以使用乙烯基硅酮橡胶、氟化硅酮橡胶等硅酮系弹性体、各种氟树脂系弹性体、乙烯-丙烯橡胶、烯烃系弹性体等。其中,硅酮系弹性体及氟系弹性体的斥液性优异、且图案的脱模性也优异,因此可以适合使用。尤其是硅酮系弹性体具有适度的斥液性、耐溶剂性、溶剂溶胀性,作为橡皮滚筒的脱模面用橡胶特别优异。对于橡皮滚筒的结构也并无特别限制,但是为了印刷面的压力的均匀化而可以适合采用由聚氨酯泡沫等的海绵形成衬里的结构。
(利用切版形成图案的工序)图1(b)
接着,将具有所需镀核图案的负图案的凸版(图1-3)轻轻地按压于上述墨液膜,接着将其剥离而除去与切版的凸部接触的图案。由此在橡皮滚筒脱模面上形成镀核图案。其中,至关重要的是使切版与橡皮滚筒上的墨液膜面的接触尽可能轻。过剩的接触压会引起橡皮滚筒的形成脱模面的橡胶的过度变形,引起由墨液膜与切版的凹部的接触所致的图案缺陷(触底)、由橡皮滚筒变形所致的图案位置精度降低,故不优选。
切版的材质只要是能够将墨液膜从橡皮滚筒脱模面除去墨液的材质,则并无特别限定,例如可以使用玻璃、硅、不锈钢等各种金属、各种树脂(光致抗蚀剂材料)。这些切版对凸版的加工方法也并无限制,可以根据材质、图案精度、凸版深度等选择最佳的方法。例如在以玻璃、硅为材质的情况下,可以应用湿蚀刻、干蚀刻等加工方法。在金属的情况下,可以应用湿蚀刻、电铸加工、喷砂等。此外,在以树脂为材质的情况下,可以适合应用光刻(photolitho eching)、激光描绘、成束离子束描绘等的加工方法。
(转印工序)图1(c)
将形成于橡皮滚筒脱模面上的镀核图案轻轻地按压到按照上述方式制成的、形成有受理层(A)的基板即被转印体(图1-4)上,将该图案进行全部转印。
将所形成的镀核图案利用通常的墨液烧成方法进行干燥和/或烧结。作为通常的墨液加热烧成方法,例如可以应用热风烘箱烧成、红外輻射烧成、利用氙灯等的光烧成、等离子体烧成、电磁波烧成等。
对于本发明的凸版反转印刷法的图案转印机制并无特别限制,例如可以应用:利用平行平版方式使切版与橡皮滚筒接触的方法、使卷绕成辊的橡皮滚筒旋转接触平板的切版上的方法、在辊侧形成切版并使其旋转接触平板的橡皮滚筒上的方法、在辊上形成橡皮滚筒及切版并使两者接触的方法等。
<金属析出的工艺:非电解镀>
本发明中,利用非电解镀在通过上述方法所形成的镀核图案(B)的表面析出金属,形成金属图案。
非电解镀处理法是例如以下方法:使非电解镀液与构成上述镀核图案的成为镀核的粒子(b1)接触,由此析出上述非电解镀液中所含的铜等金属,形成包含金属皮膜的非电解镀层(被膜)。
作为上述非电解镀液,例如可以使用包含铜、镍、铬、钴、锡等金属的导电性物质、还原剂和水性介质或有机溶剂等溶剂的非电解镀液。
作为上述还原剂,例如可以使用二甲基氨基硼烷、次磷酸、次磷酸钠、二甲基胺硼烷、肼、甲醛、硼氢化钠、酚类等。
此外,作为上述非电解镀液,可以为根据需要含有以下物质的非电解镀液:乙酸、甲酸等单羧酸;丙二酸、琥珀酸、己二酸、马来酸、富马酸等二羧酸;苹果酸、乳酸、乙醇酸、葡糖酸、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、次氮基三乙酸、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的有机酸类,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的络合剂。
使用上述非电解镀液时的上述非电解镀液的温度优选为大致20℃~98℃的范围。
利用上述方法得到的金属图案可以赋予特别优异的耐久性而不会引起各层间的剥离等,因此可以适合用于层叠陶瓷电容器(MLCC)的层间电极、覆晶膜(COF)的接合等的微泵等要求耐久性的用途。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行具体地说明。此外,在无特别说明的情况下,“%”为基于质量基准的百分数。
<被有机化合物保护的银纳米粒子的分散体的合成>
[甲苯磺酰化聚乙二醇的合成]
分别制备在氯仿150ml中混合单末端甲氧基化聚乙二醇(以下称作PEGM)〔数均分子量(Mn)5000〕(Aldrich公司制)150g〔30mmol〕和吡啶24g(300mmol)而成的溶液、以及将甲苯磺酰氯29g(150mmol)和氯仿30ml均匀混合而成的溶液。
边将PEGM与吡啶的混合溶液在20℃下搅拌,边向其中滴加甲苯磺酰氯的甲苯溶液。滴加结束后,使其在40℃反应2小时。反应结束后,加入氯仿150ml进行稀释,利用5%HCl水溶液250ml(340mmol)进行洗涤后,用饱和食盐水和水进行洗涤。将所得的氯仿溶液用硫酸钠干燥后,利用蒸发皿蒸馏除去溶剂,再进行干燥。收率为100%。利用1H-NMR光谱进行各峰的归属(2.4ppm:甲苯磺酰基中的甲基、3.3ppm:PEGM末端的甲基、3.6ppm:PEG的EG链、7.3~7.8ppm:甲苯磺酰基中的苯环),确认到甲苯磺酰化聚乙二醇。
[具有PEG-支化PEI结构的化合物的合成]
将上述1-1得到的甲苯磺酰化聚乙二醇23.2g(4.5mmol)和分支状聚乙烯亚胺(日本触媒株式会社制、EPOMIN SP200)15.0g(1.5mmol)溶解于二甲基乙酰胺(以下称作DMA)180ml后,加入碳酸钾0.12g,使其在氮气气氛下以100℃反应6小时。反应结束后,除去固体残渣,加入乙酸乙酯150ml和己烷450ml的混合溶剂,得到沉淀物。将该沉淀物溶解于氯仿100ml,再度加入乙酸乙酯150ml和己烷450ml的混合溶剂,使其再沉淀。将其过滤,并在减压下干燥。利用1H-NMR光谱进行各峰的归属(2.3~2.7ppm:支化PEI的乙烯、3.3ppm:PEG末端的甲基、3.6ppm:PEG的EG链),确认为具有PEG-支化PEI结构的化合物。收率为99%。
在含有上述得到的化合物0.592g的水溶液138.8g中加入氧化银10.0g,在25℃下搅拌30分钟。接着,边搅拌边缓缓加入二甲基乙醇胺46.0g,结果反应溶液变成黑红色,并发生些许发热,在该状态下进行放置,并在25℃下搅拌30分钟。然后,边搅拌边缓缓加入10%抗坏血酸水溶液15.2g。边保持该温度边继续搅拌20小时,得到黑红色的分散体。
向上述得到的反应结束后的分散液中加入异丙醇200ml和己烷200ml的混合溶剂,搅拌2分钟后,以3000rpm进行5分钟的离心浓缩。除去上清液后,向沉淀物中加入异丙醇50ml和己烷50ml的混合溶剂,搅拌2分钟后,以3000rpm进行5分钟的离心浓缩。除去上清液后,向沉淀物中进一步加入水20g,搅拌2分钟,在减压下除去有机溶剂,得到银纳米粒子的糊剂。向其中加入水,得到固体成分为约70%的水分散体。
对所得的分散体进行取样,通过稀释液的可见光吸收光谱测定确认到在400nm出现等离激元(plasmon)吸收光谱的峰,并且确认到银纳米粒子的生成。此外,通过TEM观察确认到球形的银纳米粒子(平均粒径17.5nm)。使用TG-DTA测定固体中的银含有率的结果显示为97.2%。
<反转印刷用镀核墨液(b-1)的制备)
配合上述得到的固体成分为约70%水分散体24%、F-555(DIC株式会社社制氟系表面能调节剂)0.5%、BYK333(BYK-Chemie公司制硅酮系表面能调节剂)0.1%、乙醇74.6%及甘油0.8%,由此制备以银纳米粒子为成为镀核的粒子的凸版反转印刷用的墨液(b-1)。
<IJ印刷用镀核墨液(b’)的制备)
配合上述得到的被固体成分为约70%的有机化合物保护的银纳米粒子的水分散体43%、KF-351A(信越硅酮社制硅酮系表面能调节剂)0.1%、乙醇18%、1,3-丁二醇27%、甘油10%及蒸馏水2%,由此制备IJ印刷用镀核墨液(b’)。
<反转印刷用镀核墨液(b-2)的制备)
配合日本PAINT株式会社制纳米银分散体Fine Sphere SVE102(固体成分约30%)48%、Megfac F-555(DIC株式会社制氟系表面能调节剂)1.1%、KF96-1cs(信越硅酮社制硅酮系脱模剂)0.2%、乙醇30.2%、乙酸异丙酯20%及碳酸亚丙酯0.5%,由此制备以银纳米粒子为成为镀核的粒子的凸版反转印刷用的墨液(b-2)。
合成例1<聚氨酯树脂(a1-1)的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此得到在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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中混合季戊四醇三丙烯酸酯44.7质量份,使上述氨基甲酸酯预聚物与季戊四醇三丙烯酸酯反应,由此得到具有乙烯基和羧基的聚氨酯树脂的有机溶剂溶液。接着,在上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入14.8质量份的三乙基胺,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水380质量份,并充分搅拌,由此得到聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8.8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂(a1-1)的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂(a1-1)的酸值为30、重均分子量为82000。
合成例2<聚氨酯树脂(a1-2)的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水277质量份,并充分地搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂(a1-2)的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂(a1-2)的酸值为30、重均分子量为55000。
合成例3<聚氨酯树脂(a1-3)的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将对双酚A加成了环氧丙烷的聚醚多元醇(羟基当量1000g/当量)100质量份、1,4-环己烷二甲醇21.6质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯66.8质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此得到在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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中混合甲乙酮肟9.6质量份,使上述氨基甲酸酯预聚物与甲乙酮肟反应,由此得到具有嵌段异氰酸酯基的聚氨酯树脂(a1-3)的有机溶剂溶液。
合成例4<乙烯基树脂(a2-1)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水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,边吹入氮气边升温至75℃。在搅拌下向反应容器中添加将含有甲基丙烯酸甲酯48质量份、丙烯酸正丁酯45质量份、甲基丙烯酸2质量份及甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份的乙烯基单体混合物与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、脱离子水15质量份混合而得的单体预制乳状液的一部分(5质量份),接着,添加过硫酸钾0.1质量份,边将反应容器内温度保持在75℃边以60分钟使其聚合。接着,边将反应容器内的温度保持在75℃边使用各个滴液漏斗以180分钟滴加剩余的单体预制乳状液(114质量份)和过硫酸钾的水溶液(有效成分1.0质量%)30质量份。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟。将上述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分10质量%)使反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目的滤布进行过滤,由此得到具有羧基的乙烯基树脂(a2-1)的水分散体。
合成例5<乙烯基树脂(a2-2)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水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,边吹入氮气边升温至75℃。在搅拌下向反应容器中添加将含有甲基丙烯酸甲酯46质量份、丙烯酸正丁酯45质量份、甲基丙烯酸2质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份及N-羟甲基丙烯酰胺2质量份的乙烯基单体混合物与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、脱离子水15质量份混合而得的单体预制乳状液的一部分(5质量份),接着,添加过硫酸钾0.1质量份,边将反应容器内温度保持在75℃边以60分钟使其聚合。接着,边将反应容器内的温度保持在75℃边使各个滴液漏斗以180分钟滴加剩余的单体预制乳状液(114质量份)和过硫酸钾的水溶液(有效成分1.0质量%)30质量份。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟。将上述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分为10质量%)使反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到具有羧基及N-羟甲基丙烯酰胺基的乙烯基树脂(a2-2)的水分散体。
合成例6<乙烯基树脂(a2-3)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水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,边吹入氮气边升温至75℃。在搅拌下向反应容器中添加将含有甲基丙烯酸甲酯46质量份、丙烯酸正丁酯43质量份、甲基丙烯酸2质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份及二丙酮丙烯酰胺4质量份的乙烯基单体混合物与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、脱离子水15质量份混合而得的单体预制乳状液的一部分(5质量份),接着,添加过硫酸钾0.1质量份,边将反应容器内温度保持在75℃边以60分钟使其聚合。接着,边将反应容器内的温度保持在75℃,边使用各个滴液漏斗以180分钟滴加剩余的单体预制乳状液(114质量份)和过硫酸钾的水溶液(有效成分1.0质量%)30质量份。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟。将上述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分10质量%)使反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到具有羧基和酮基的乙烯基树脂(a2-3)的水分散体。
合成例7<乙烯基树脂(a2-4)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中,将含有甲基丙烯酸甲酯48质量份、丙烯酸正丁酯43质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份及“Karenz MOI-BM”(昭和电工株式会社制、含嵌段异氰酸酯基的乙烯基单体)4质量份的乙烯基单体混合物与乙酸乙酯400质量份混合,边在氮气气氛下搅拌边升温至50℃,之后,加入2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)2质量份,使其反应24小时,由此得到含有具有嵌段异氰酸酯基的重均分子量为40万的乙烯基聚合物与乙酸乙酯的混合物500质量份(不挥发成分20质量%)的乙烯基树脂(a2-4)的乙酸乙酯溶液。
合成例8<乙烯基树脂(a2-5)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中,将含有甲基丙烯酸甲酯48质量份、丙烯酸正丁酯43质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份及甲基丙烯酸缩水甘油酯4质量份的乙烯基单体混合物与乙酸乙酯400质量份混合,边在氮气气氛下搅拌边升温至50℃,之后加入2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)2质量份,使其反应24小时,得到含有具有缩水甘油基的重均分子量为40万的乙烯基聚合物和乙酸乙酯的混合物500质量份(不挥发成分20质量%)的乙烯基树脂(a2-5)的乙酸乙酯溶液。
合成例9<乙烯基树脂(a2-6)的合成>
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中,将含有甲基丙烯酸甲酯48质量份、丙烯酸正丁酯45质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯5质量份及马来酸酐2质量份的乙烯基单体混合物与乙酸乙酯400质量份混合,边在氮气气氛下搅拌边升温至50℃,之后,加入2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)2质量份,并使其反应24小时,由此得到含有具有羧酸酐基的重均分子量为40万的乙烯基聚合物和乙酸乙酯的混合物500质量份(不挥发成分20质量%)的乙烯基树脂(a2-6)的乙酸乙酯溶液。
合成例10<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子1的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水277质量份,充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30,重均分子量为55000。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、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脱离子水280质量份和上述得到的聚氨酯树脂的水分散液333质量份,边吹入氮气边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加含有甲基丙烯酸甲酯48质量份、丙烯酸正丁酯44质量份及甲基丙烯酸2-羟基乙酯8质量份的单体混合物与过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟后,将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含具有羧基的乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子1的水分散体。
合成例11<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子2的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水277质量份,充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55000。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合触媒滴加用滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水280质量份、上述得到的聚氨酯树脂的水分散液333质量份,边吹入氮气边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加将含有甲基丙烯酸甲酯46质量份、丙烯酸正丁酯45质量份、甲基丙烯酸2质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯4质量份及N-正丁氧基甲基丙烯酰胺4质量份的乙烯基单体混合物与Aqualon KH-1025(第一工业制药株式会社制:有效成分25质量%)4质量份与脱离子水15质量份混合而得的单体预制乳状液、以及过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟后,将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含具有羧基及N-正丁氧基甲基丙烯酰胺基的乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子2的水分散体。
合成例12<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子3的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合并使其反应,由此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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水277质量份,充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55000。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、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脱离子水280质量份、上述得到的聚氨酯树脂的水分散液400质量份,边吹入氮气边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加含有甲基丙烯酸甲酯34质量份、丙烯酸正丁酯30质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯6质量份及二丙酮丙烯酰胺10质量份的单体混合物以及过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟后,将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含具有羧基及酮基的乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子3的水分散体。
合成例13<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子4的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与己二酸反应而得的聚酯多元醇、羟基当量1000g/当量)、2,2-二羟甲基丙酸17.4质量份、1,4-环己烷二甲醇21.7质量份和二环己基甲烷二异氰酸酯106.2质量份在甲乙酮178质量份中混合,并使其反应,由此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。接着,在上述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水277质量份,充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接着,在上述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55000。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合触媒滴加用滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水280质量份、上述得到的聚氨酯树脂的水分散液400质量份,边吹入氮气升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加含有甲基丙烯酸甲酯36质量份、丙烯酸正丁酯34质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯6质量份及甲基丙烯酸缩水甘油酯4质量份的单体混合物以及过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟后,将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含具有缩水甘油基的乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子4的水分散体。
合成例14<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子5的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与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,由此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。接着,在上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水380质量份,充分搅拌,由此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。接着,在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,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水性分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30,从投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。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合触媒滴加用滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水140质量份、上述得到的聚氨酯树脂的水分散体100质量份,边吹入氮气边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加含有甲基丙烯酸甲酯50.0质量份、丙烯酸正丁酯30.0质量份、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺20.0质量份的单体混合物以及过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟,由此得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含上述乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子的水分散体。
将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20.0质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到本发明中使用的复合树脂粒子5的水分散体。
合成例15<聚氨酯树脂与乙烯基树脂的复合树脂粒子6的合成>
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经过氮气置换的容器中,使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇与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,由此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。接着,在上述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙基胺13.3质量份,由此将上述聚氨酯树脂具有的羧基的一部分或全部中和,再加入水380质量份,充分搅拌,由此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。接着,在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,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着,进行熟化·脱溶剂,由此得到固体成分浓度为30质量%的聚氨酯树脂的水性分散液。在此得到的聚氨酯树脂的酸值为30,从投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。
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮气导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合触媒滴加用滴液漏斗的反应容器中加入脱离子水140质量份、上述得到的聚氨酯树脂的水分散体100质量份,边吹入氮气边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,边在搅拌下使反应容器内温度保持在80±2℃,边以120分钟自各个滴液漏斗向升温至80℃的反应容器内滴加含有甲基丙烯酸甲酯40.0质量份、丙烯酸正丁酯30.0质量份、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺20.0质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯10.0质量份的单体混合物以及过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份,并使其聚合。滴加结束后,在该温度下搅拌60分钟,得到由包含上述聚氨酯树脂的壳层和包含上述乙烯基聚合物的核层构成的复合树脂粒子的水分散体。将上述反应容器内的温度冷却至40℃,接着,使用脱离子水使不挥发成分达到20.0质量%后,利用200目滤布进行过滤,由此得到本发明中使用的复合树脂粒子6的水分散体。
实施例1~15
使用旋涂机在包含聚酰亚胺膜(东丽·杜邦株式会社制Kapton 200H)的被印刷体(基材)表面涂布上述合成例1~15中得到的组合物,使其干燥膜厚达到0.1μm,接着,使用热风干燥机进行干燥,由此在上述被印刷体(基材)表面形成受理层(A)。
使用反转印刷用镀核墨液(b-1)、具有约20μm的线状凹部(负型图案)的玻璃制切版,按照以下所示凸版反转印刷步骤在带受理层的聚酰亚胺膜上制作线宽为约20μm的线状镀核图案。
在环境温度25℃、相对湿度48%的环境中,利用狭缝涂布机在橡皮滚筒的成为脱模面的硅酮平滑面涂布墨液,使湿膜厚达到约2μm,放置1分钟(待机时间),使其自然干燥后,使成为切版的负型图案的玻璃凸版轻轻地触碰到橡皮滚筒上的墨液涂布面,接着,使其分离而除去墨液,在橡皮滚筒上形成线宽为约20μm的线状画线。能够利用切版良好地除去墨液而形成具有清晰边缘的画线。接着,将形成于橡皮滚筒上的墨液图案按压到作为被印刷体的带受理层的聚酰亚胺膜,并在150℃的条件下干燥1小时,由此得到镀核墨液图案。
接着,使用AP-T01(积水化学工业株式会社制、常压等离子体处理装置、气体:空气(氧浓度为约21质量%)、流量:20升/分钟、输出功率:150W、处理时间5秒)对镀核图案表面进行电晕放电处理。
接着,进行非电解镀处理。首先,将上述经过电晕放电处理的层在Catalyst浴(奥野制药工业株式会社制OPCSALM/OPC-80)中浸渍5分钟,接着,进行水洗。接着,将其在调整为25℃的加速浴(奥野制药工业株式会社制OPC-555)中浸渍5分钟,进行水洗后,将其浸渍在调整为30℃的非电解镀铜浴(奥野制药工业株式会社制ATS ad Copper)中,并进行水洗,由此形成镀层。
实施例16~17
使用旋涂机与实施例1~15同样地涂布合成例14及15中得到的组合物,使其干燥膜厚达到0.1μm,接着,使用热风干燥机进行干燥,由此在上述被印刷体表面形成受理层。
代替反转印刷用镀核墨液(b-1)而使用反转印刷用镀核墨液(b-2),除此以外与实施例1~15同样地得到金属图案。
比较例1~15
使用旋涂机在包含聚酰亚胺膜(东丽·杜邦株式会社制Kapton 200H)的被印刷体表面涂布上述合成例1~15中得到的组合物,使其干燥膜厚达到0.1μm,接着,使用热风干燥机进行干燥,由此在上述被印刷体表面形成受理层。
使用喷墨印刷机(KONICAMINOLTA IJ(株)制喷墨试验机EB150、评价用印刷头KM512M)印刷IJ印刷用镀核墨液(b’),接着,在150℃的条件下干燥1小时,由此在带受理层的聚酰亚胺膜上制作线宽为约100μm的线状镀核图案。
接着,使用AP-T01(积水化学工业株式会社制、常压等离子体处理装置、气体:空气(氧浓度为约21质量%)、流量:20升/分钟、输出功率:150W、处理时间5秒)对镀核图案表面进行电晕放电处理。
接着,进行非电解镀处理。首先,将上述经过电晕放电处理的层在Catalyst浴(奥野制药工业株式会社制OPCSALM/OPC-80)中浸渍5分钟,接着,进行水洗。接着,将其在调整为25℃的加速浴(奥野制药工业株式会社制OPC-555)中浸渍5分钟,进行水洗后,将其浸渍在调整为30℃的非电解镀铜浴(奥野制药工业株式会社制ATS ad Copper)中,并进行水洗,由此形成镀层。
比较例16
除了不使用受理层以外,利用与实施例1~15同样的方法尝试形成金属图案。
比较例17
除了不使用受理层以外,利用与实施例16~17同样的方法尝试形成金属图案。
[镀核图案的密合性的评价方法]
用手指使cellophane粘胶带(米其邦株式会社制,CT405AP-24,24mm)压接于镀核图案的表面后,将上述cellophane粘胶带沿着相对于上述镀核图案的表面为90度的方向剥离。以目视观测剥离后的cellophane粘胶带的粘合面,根据其有无附着物来评价上述密合性。
将在上述剥离后的cellophane粘胶带的粘合面完全没有附着镀核图案的情况评价为“A”,将相对于上述镀核图案与粘胶带接触的面积为不足3%的范围的镀核图案从受理层剥离且附着于粘胶带的粘合面的情况评价为“B”,将相对于上述镀核图案与粘胶带接触的面积为3%以上且不足30%的范围的镀核图案从受理层剥离且附着于粘胶带的粘合面的情况评价为“C”,将相对于上述镀核图案与粘胶带接触的面积为30%以上的范围的镀核图案从受理层剥离且附着于粘胶带的情况评价为“D”。
[金属图案的剖面形状的评价方法]
利用光干涉显微镜(菱化系统(株)制、Micromap)观察所得的金属图案的剖面形状。将金属图案的剖面形状平坦的情况评价为“○”,将上述金属图案的剖面形状为凹型(咖啡环状)、或凸型(鱼糕型)的情况评价为“×”。
[金属图案的密合性的评价方法]
按照使构成上述得到的金属图案的镀层成为外侧的方式弯曲180度后,回到原来的状态。此时,将以目视未能确认到金属图案的剥离的情况评价为“A”,将金属图案的极少的一部分剥离的情况评价为“B”,将金属图案的一部分发生剥离的情况评价为“C”,将在上述镀敷工序的过程中镀核图案的一部分从受理层剥离的情况评价为“D”。
将上述的结果示于表1~2中。
[表1]
[表2]
产业上的可利用性
利用本发明的图案形成法所形成的高精细金属图案能够使用在层叠陶瓷电容器(MLCC)的层间电极、覆晶膜(COF)的接合等中使用的微泵等的用途中。
符号说明
1:墨液膜
2:橡皮滚筒
3:切版
4:被转印体
Claims (10)
1.一种高精细金属图案形成方法,其包括:
(1)在基板上涂布包含重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和介质(a3)的树脂组合物(a)而形成受理层(A)的工序;
(2)利用凸版反转印刷法印刷含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b),在受理层(A)上形成镀核图案(B)的工序;和
(3)利用非电解镀使金属向工序(2)中形成的镀核图案(B)上析出的工序。
2.根据权利要求1所述的高精细金属图案形成方法,其中,所述聚氨酯树脂(a1)是具有亲水基和相对于总量为2000mmol/kg~5500mmol/kg的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的高精细金属图案形成方法,其中,所述乙烯基树脂(a2)是使含有甲基丙烯酸甲酯10~70质量%和具有碳原子数2~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯10~50质量%的乙烯基单体混合物聚合而得的树脂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的高精细金属图案形成方法,其中,所述树脂组合物(a)是含有由包含聚氨酯树脂(a1)的壳层和包含乙烯基树脂(a2)的核层构成的复合树脂粒子的树脂组合物。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的高精细金属图案形成方法,其中,成为镀核的粒子(b1)是体积平均粒径(Mv)为2~100nm的金属纳米粒子,该金属纳米粒子是被含有碱性氮原子的有机化合物保护且分散到所述墨液(b)中的粒子。
6.根据权利要求5所述的高精细金属图案形成方法,其中,在所述树脂组合物(a)中的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)中具有能够与保护金属纳米粒子的、含有碱性氮原子的有机化合物发生交联反应的官能基。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的高精细金属图案形成方法,其中,所述墨液(b)中还含有氟系表面能调节剂和/或硅系表面能调节剂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的高精细金属图案形成方法,其中,所述凸版反转印刷法为包括以下步骤的印刷法:
(i)在橡皮滚筒的斥液表面上形成均匀的墨液膜;
(ii)将凸版按压到该墨液膜面而将与该凸版接触的部分的墨液从橡皮滚筒上除去,之后
(iii)将残留在橡皮滚筒上的墨液转印到被印刷体,形成目标图案。
9.一种高精细金属图案,其特征在于,其是利用权利要求1~8中任一项所述的图案形成方法来形成的。
10.一种电子构件,其特征在于,其包含权利要求9所述的高精细金属图案。
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