CN105144853B - 导电性高精细图案的形成方法、导电性高精细图案及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过印刷工艺与镀敷工艺的复合技术而形成图案剖面形状优异的导电性高精细图案的方法,并且,本发明提供一种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电路的导电性高精细图案、以及其制造方法。本发明提供下述导电性高精细图案的形成方法,该方法具有:(1)在基板上涂布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镀核粒子的墨液并在受理层上形成镀核图案的工序、以及(3)利用电解镀法使金属析出到工序(2)的镀核图案上的工序。本发明还提供利用该方法而制得的导电性高精细图案、及含有该导电性高精细图案的电路。
Description
技术领域
本发明涉及包含镀核墨液印刷工艺和对镀核图案的电解镀工艺的导电性高精细图案的形成方法、该图案以及包含该图案的电路。
背景技术
迄今为止,在导电性微细图案的形成中,通常使用的是能够实现高精细的图案化的光刻法。但是,对于光刻法来说,由于经过金属蒸镀、抗蚀剂涂布、借助掩模的曝光、除去不需要的抗蚀剂、金属蚀刻、除去残存抗蚀剂的工序,所以存在下述诸多问题:设备大型且需要巨额投资,生产工序复杂而并不能够说生产率充分,因在整个面形成金属膜后将不需要的部分除去这样的步骤而导致材料成本增加且环境负荷较大等。
近年来,为了解决光刻法的设备成本、材料成本、以及生产率的问题而尝试了基于印刷法来形成高精细的导电性图案,但是,利用印刷法而形成的导电性图案与利用光刻法而形成的导电性图案相比,存在导电性等变差这样的问题,尚未实现实用化。
另外,为了解决光刻法的设备成本、材料成本、与生产率相关的课题、与印刷法的低导电性相关的课题,印刷工艺与镀敷工艺的融合化技术(例如,通过在支承体的表面涂布包含银等导电性物质的导电性墨液、镀核剂并进行烧成,从此形成镀核图案,接着通过对前述镀核图案的表面进行镀敷处理,从而在前述镀核图案表面设置了镀敷层的导电性图案形成技术)受到了关注(例如参照专利文献1、2及3。)。
对于前述导电性图案的剖面形状来说,为了反映前述镀核图案的剖面形状,例如在具有凹凸的镀核图案上实施镀敷处理时,导电性图案表面也成为与前述镀核图案的凹凸相对应的剖面形状。
例如,在利用因网眼而会产生起伏的丝网印刷形成镀核图案时,在导电性图案表面也产生起伏,成为半圆状、或咖啡渍(coffee stain)状的剖面形状。在利用IJ印刷而形成镀核图案时,导电性图案也成为半圆状、或咖啡渍状的剖面形状。与此相伴,有时会引起导电性图案中的导电性不匀、因向导电性图案薄膜部的电解集中而导致的由导电性图案薄膜部着火等。
另外,作为以镀核图案为代表的层叠体,虽然需要被印刷体、镀核图案、以及镀核图案的各界面中的密合性优异的层叠体,但是尚未发现能够满足上述各个要求的层叠体。
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,本发明所要解决的课题在于,提供一种利用印刷工艺与镀敷工艺的复合技术来形成图案剖面形状优异的导电性高精细图案的方法,以及提供一种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路的导电性高精细图案、及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人等鉴于上述实际情况而进行了深入的研究,结果发现,通过过在利用凸版反转印刷法将镀核图案印刷在树脂层上而形成图案后,对其实施电解镀,由此得到以镀核图案为代表的层叠体的层间密合性得以改善,并且具有与光刻法相媲美的良好的图案剖面形状、精细度的导电性高精细图案,至此完成了本发明。
即,本发明提供下述导电性高精细图案的形成方法,其特征在于,具有:(1)在基板上涂布树脂组合物(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)而在受理层(A)上形成镀核图案(B)的工序、(3)利用电解镀法使金属析出至在工序(2)中形成的镀核图案上的工序;本发明还提供利用该方法而制得的导电性高精细图案、及包含导电性高精细图案的电路。
发明效果
根据本发明的方法,通过利用凸版反转印刷的镀核墨液的图案化、基于镀敷处理而使金属向镀核图案析出,从而能够简便且高生产率地得到具有与光刻法相媲美的良好的图案剖面形状、精细度的导电性高精细图案。
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导电性图案的剖面形状而得的结果。
具体实施方式
以下,对于本发明的导电性高精细图案的形成方法详细地进行记载。
本发明的第一工序是在基板上涂布树脂组合物(a)而形成受理层(A)的工序。通过该工序,能够得到后面的基于凸版反转印刷的第二工序中的被转印体。
作为用于第一工序的基板,没有特别限定,可使用例如包含聚酰亚胺树脂、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类树脂、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、聚聚氨酯树脂、纤维素纳米纤维、硅、陶瓷、玻璃等的绝缘性支承体、由它们构成的多孔的绝缘性支承体等。
另外,作为前述基板,还可使用例如包含聚酯纤维、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。也可以对前述纤维实施预先加工。
作为前述基板,通常在形成电路等导电性图案时用作支承体的情况居多,优选使用包含聚酰亚胺树脂、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。
作为前述基板,从对导电性图案赋予柔软性、且得到能够弯曲的最终制品的方面考虑,优选使用比较柔软且能够弯曲等的基板。具体来说,优选使用通过单轴拉伸等而形成的膜或片状的基板。
作为前述膜或片状的基板,例如优选使用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。
作为前述基板,从实现所得的导电性高精细图案及使用该图案而得到的电路等最终制品的轻质化及薄型化的观点出发,优选使用1μm~200μm左右的厚度的基板。
在本发明的第一工序中,在前述的基板上涂布树脂组合物(a)而形成受理层(A)是必须的。通过在基板上设置该受理层(A),从而利用在后面的工序、特别是电解镀工序中所使的药剂等而能够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导电性图案。
对于通过在基板上涂布该树脂组合物(a)而得到的涂膜(受理层)来说,后述的含有成为镀核的粒子(b1)的墨液接触上述涂膜的表面时,吸收前述介质,在该表面担载成为镀核的粒子。
然后,通过经过加热等工序,从而形成包含镀核图案和受理层的层叠结构。由此,能够得到具备在前述镀核图案与受理层的界面处不引起经时的剥离这种水平的优异的密合性的导电性图案。
<树脂组合物(a)>
作为本发明中使用的树脂组合物(a),只要能够具有前述的功能,就没有特别限定,例如可举出天然橡胶、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、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、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系树脂、纤维素系树脂、天然多糖类等。其中,从与基材的密合性、与成为镀核的粒子的密合性等优异的方面出发,优选使用含有重均分子量5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2),以及含有用于分散或溶解上述树脂的介质(a3)的树脂组合物。
作为前述聚氨酯树脂(a1),可举出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等,作为乙烯基树脂(a2),可举出丙烯酸类树脂。
还可组合前述聚氨酯树脂(a1)与前述乙烯基树脂(a2)来使用。在通过所述组合来使用的情况下,优选前述聚氨酯树脂(a1)与前述乙烯基树脂(a2)以[(a1)/(a2)]=90/10~10/90的范围来含有,优选以成为70/30~10/90的范围来使用。另外,若含有由包含聚氨酯树脂(a1)的壳层与包含乙烯基树脂(a2)的核层而构成的复合树脂粒子,则从进一步提高合性等的观点出发而优选。
从维持易于涂布等的方面考虑,优选使用聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)的总质量在组合物(a)中以10质量%~70质量%的范围而含有的聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2),更优选使用以10质量%~50质量%的范围而含有的聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)。
另外,作为介质(a3),可使用各种有机溶剂、水性介质。
作为前述有机溶剂,例如可使用甲苯、乙酸乙酯、甲乙酮等。另外,作为前述水性介质,可举出水、与水混和的有机溶剂、及它们的混合物。
作为与水混和的有机溶剂,可举出例如甲醇、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。
本发明中使用的介质(a3)可以仅使用水,另外也可以使用水和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。从安全性和对环境的负荷的观点出发,优选仅为水,或者为水及与水混和的有机溶剂的混合物,特别优选仅为水。
在作为前述介质(a3)而使用水性介质的情况下,从提高前述组合物(a)的水分散稳定性及保存稳定性的方面考虑。优选在前述聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)中使用具有亲水性基团的树脂。
作为前述亲水性基团,可举出例如阴离子性基团、阳离子性基团、非离子性基团,更优选为阴离子性基团。
作为前述阴离子性基团,可使用例如羧基、羧酸酯基、磺酸基、磺酸酯基等,其中,从对前述树脂赋予良好的水分散性的方面考虑,优选使用一部分或全部被碱性化合物中和而形成了羧酸酯基或磺酸酯基。
作为能够用于中和前述阴离子性基团的碱性化合物,可举出例如氨;三乙胺、吡啶、吗啉等有机胺;单乙醇胺等烷醇胺;钠、钾、锂、钙等金属碱性化合物。在形成镀核图案时,由于存在前述金属盐化合物会妨碍镀敷析出性的情况,所以作为前述碱性化合物,优选使用前述氨、有机胺或烷醇胺。
在作为前述阴离子性基团而使用前述羧酸酯基或磺酸酯基的情况下,从对前述树脂赋予良好的水分散稳定性的方面考虑,它们优选相对于前述树脂全体在50mmol/kg~2,000mmol/kg的范围内存在。
另外,作为前述阳离子性基团,可使用例如叔氨基。
作为能够在中和前述叔氨基的一部分或全部时使用的酸,可使用例如乙酸、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、正亚磷酸等无机酸等。在形成镀核图案等时,由于氯、硫存在会妨碍镀敷析出性等的情况,所以优选使用乙酸、丙酸、乳酸或马来酸等。
另外,作为前述非离子性基团,可使用例如聚氧乙烯基、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,从进一步使亲水性得到提高的方面考虑,优选使用具有氧化乙烯单元的聚氧化烯基。
作为前述聚氨酯树脂(a1),能够使用通过使多元醇和聚异氰酸酯、以及根据需要使用的链延长剂反应而得到的聚氨酯树脂。其中,从进一步提高密合性的方面考虑,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。
前述聚醚结构、聚碳酸酯结构及脂肪族聚酯结构优选为来自在前述聚氨酯树脂的制造中使用的多元醇的结构。具体来说,具有前述聚醚结构的聚氨酯树脂优选使用包含后述的聚醚多元醇的多元醇作为其制造中所使用的多元醇。另外,具有前述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的多元醇作为前述多元醇。另外,具有前述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前述多元醇。
作为能够用于制造前述聚氨酯树脂(a1)的多元醇,如前所述,可使用聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇等。另外,作为前述多元醇,可根据需要与其他多元醇组合使用。
作为前述聚醚多元醇,可使用例如将具有2个以上活性氢原子的化合物中的1种或2种以上作为引发剂而使环氧烷加成聚合而得的聚醚多元醇。
作为前述引发剂,可使用例如乙二醇、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、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。
作为前述环氧烷,可使用例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯、表氯醇、四氢呋喃等。
另外,作为前述聚碳酸酯多元醇,可使用例如使碳酸酯与多元醇反应而得的物质、使碳酰氯与双酚A等反应而得的物质。
作为前述碳酸酯,可使用碳酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸乙酯、碳酸二乙酯、环碳酸酯、碳酸二苯酯等。
作为能够与前述碳酸酯反应的多元醇,可使用例如乙二醇、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’-联苯酚等较低分子量的二羟基化合物等。
另外,作为前述脂肪族聚酯多元醇,可使用例如使低分子量的多元醇与聚羧酸进行酯化反应而得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、及它们的共聚聚酯。
作为能够用于制造前述聚酯多元醇的低分子量的多元醇,可单独或并用2种以上例如乙二醇、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、丙三醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己烷二甲醇等,优选组合使用乙二醇、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。
作为前述聚羧酸,可使用例如琥珀酸、己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、壬二酸、它们的酸酐或酯化物等,优选使用己二酸等脂肪族聚羧酸。
作为前述聚醚多元醇、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500~4,000的聚醚多元醇,更优选使用数均分子量为500~2,000的聚醚多元醇。
另外,作为能够用于制造前述聚氨酯树脂(a1)的多元醇,除了上述多元醇以外,还可以根据需要并用其他多元醇。
作为前述其他多元醇,可适当地使用例如乙二醇、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、丙三醇、三羟甲基丙烷、在丙烯酸类共聚物中导入羟基而得的丙烯酸类多元醇、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,在制造具有亲水性基团的聚氨酯树脂作为前述聚氨酯树脂(a1)的情况下,作为前述其他多元醇,优选使用具有亲水性基团的多元醇。
作为前述具有亲水性基团的多元醇,可使用例如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。另外,作为前述具有亲水性基团的多元醇,还可使用使前述的低分子量的具有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。
前述具有亲水性基团的多元醇优选相对于前述聚氨酯树脂(a1)的制造中所使用的多元醇的总量在0.1质量%~10质量%的范围内使用。
作为能够在与前述多元醇的反应中使用的聚异氰酸酯,可使用例如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、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具有脂肪族聚异氰酸酯或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。
另外,作为能够在制造前述聚氨酯树脂时使用的链延长剂,可使用多胺、肼化合物、其他具有活性氢原子的化合物。
作为前述多胺,可使用例如乙二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、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-羟基丙基氨基丙胺、N-乙基氨基乙基胺、N-甲基氨基丙胺、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。
作为前述肼化合物,可使用例如肼、N,N’-二甲基肼、1,6-六亚甲基二肼、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-氨基脲丙酸肼、3-氨基脲-丙基-氨基甲酸酯、氨基脲-3-氨基脲甲基-3,5,5-三甲基环己烷。
作为前述具有其他活性氢的化合物,可使用例如乙二醇、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、甲二醇、丙三醇、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。
前述链延长剂例如优选在前述多胺所具有的氨基与异氰酸酯基的当量比成为1.9以下(当量比)的范围内使用,更优选在0.3~1(当量比)的范围内使用。
前述聚氨酯树脂(a1)能够例如通过在无溶剂下或有机溶剂的存在下使前述多元醇和前述聚异氰酸酯以及根据需要使用的前述链延长剂利用以往已知的方法发生反应而制造。
对于前述多元醇与前述聚异氰酸酯的反应来说,对急剧的放热、发泡等要十分注意并考虑其安全性,可通过优选在50℃~120℃、更优选在80℃~100℃的反应温度下,利用一次性混合或将任一方滴加到另一方中等方法逐步供给前述多元醇和前述聚异氰酸酯,使它们反应大约1小时~15小时左右的方法来进行。
对于前述聚氨酯树脂(a1)的水分散体来说,可通过利用前述的方法使前述多元醇和前述聚异氰酸酯以及根据需要使用的链延长剂发生反应,从而制造聚氨酯树脂(a1),并根据需要在将前述聚氨酯树脂(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之后,将其与用作前述组合物(a)的溶剂的水性介质混合,由此来制造。
更具体来说,可通过使前述多元醇和前述聚异氰酸酯利用前述的方法反应,从而制造在末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物,根据需要将前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以后,将其与前述水性介质混合,并根据需要使用前述链延长剂进行链延长,由此制造出能够用作前述组合物(a)的、聚氨酯树脂(a1)分散或溶解在水性介质中而得的聚氨酯树脂水分散体。
前述聚异氰酸酯与前述多元醇的反应例如优选在前述聚异氰酸酯所具有的异氰酸酯基与前述多元醇所具有的羟基的当量比例〔异氰酸酯基/羟基〕成为0.9~2的范围内进行。
制造前述聚氨酯树脂(a1)时,还可使用有机溶剂作为溶剂。
作为前述有机溶剂,可单独使用或使用2种以上例如丙酮、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。
前述有机溶剂优选在前述聚氨酯树脂(a1)的制造后通过蒸馏法等除去。但是,在使用含有聚氨酯树脂(a1)和有机溶剂的组合物作为前述组合物(a)的情况下,可以使用制造前述聚氨酯树脂(a1)时所使用的有机溶剂作为前述组合物(a)的溶剂。
作为前述聚氨酯树脂(a1),从形成前述密合性优异的镀核图案的方面考虑,优选使用重均分子量为5,000以上且500,000以下的聚氨酯树脂(a1),更优选使用重均分子量为20,000~100,000的聚氨酯树脂(a1)。
若在前述聚氨酯树脂(a1)中预先导入与在后述含有成为镀核的粒子的墨液(b)中用作该粒子的保护剂的有机化合物具有反应性的官能团,则受理层(A)与镀核图案(B)的层间密合性变得更优异。因而,导入到聚氨酯树脂(a1)中的官能团根据所使用的墨液中所含的保护剂的官能团来加以选择,一般来说,作为导入反应性的官能团的方法,作为在制造前述聚氨酯树脂(a1)时能够使用的多元醇,可举出使用具有该官能团的多元醇的方法。例如,如果为导入酮基作为官能团的情况,则可举出使用具有酮基的多元醇作为前述多元醇的方法。
另外,如果为导入环氧基作为前述官能团的情况,则可举出使用具有环氧基的多元醇作为在制造前述聚氨酯树脂(a1)时使用的多元醇的方法。
另外,如果为导入羧酸基作为前述官能团的情况,则可举出使用具有前述羧基的多元醇作为制造前述聚氨酯树脂(a1)时使用的多元醇的方法。
另外,如果为导入异氰酸酯基或封端异氰酸酯基作为前述官能团的情况,则例如在使前述多元醇与前述聚异氰酸酯反应来制造聚氨酯树脂(a1)时,可举出调整残存的异氰酸酯基的方法、或使用甲乙酮肟等封端化剂对该异氰酸酯基进行封端的方法。
前述聚氨酯树脂(a1)优选相对于前述聚氨酯树脂(a1)全体,在50mmol/kg~5,000mmol/kg的范围内具有能够与墨液(b)中所含的保护剂中的反应性官能团发生交联反应的官能团。
另外,前述聚氨酯树脂(a1)除了前述官能团以外,还可以具有例如烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基、羟基、氨基等交联性官能团。
前述交联性官能团在担载前述镀核墨液的受理层(A)中形成交联结构,由此从形成耐久性优异的镀核图案的方面考虑是优选的。
前述烷氧基甲硅烷基及硅烷醇基可通过在制造前述聚氨酯树脂(a1)时使用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等而导入到前述聚氨酯树脂(a1)中。
另外,作为前述聚氨酯树脂(a1),在实施后述的电解镀处理的情况下,从赋予能够防止因在镀敷处理工序中使用的包含强碱性或强酸性物质的镀敷药剂的影响而导致的底漆树脂层及前述镀核图案从支承体上的剥离这种水平的、优异的耐久性的观点出发,优选使用具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。
前述脂肪族环式结构可举出例如环丁基、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、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。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、异冰片基或金刚烷基。
如前所述的脂肪族环式结构可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制造聚氨酯树脂(a1)所使用的聚异氰酸酯或多元醇,从而导入到聚氨酯树脂(a1)中。其中,优选使用具有来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,从大幅地提高受理层(A)与各种前述基材的密合性的方面考虑,特别优选使用具有来自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的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂。另外,从树脂对基材的密合性、特别是在镀敷处理工序中防止受理层从前述基材上剥离且提高耐久性的方面考虑,更优选脂肪族环式结构相对于聚氨酯树脂(a1)的总量优选在2,000mmol/kg~5,500mmol/kg的范围内被包含在聚氨酯树脂中,特别优选使用具有3,000mmol/kg~5,000mmol/kg的脂肪族环式结构的聚氨酯树脂(a1)。
作为前述组合物(a)所含的乙烯基树脂(a2),可使用具有聚合性不饱和双键的单体的聚合物。具体来说,可使用聚乙烯、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、丙烯酸类树脂等。这些中,如前所述,在利用有机化合物保护成为镀核的粒子(b1)的情况下,在易于导入能够与该有机化合物发生交联反应的官能团的方面,优选使用丙烯酸类树脂。
作为前述丙烯酸类树脂,可使用将(甲基)丙烯酸类单体聚合而得的聚合物、共聚物。需要说明的是,(甲基)丙烯酸类单体是指丙烯酸类单体及甲基丙烯酸类单体中的任一方或两方。另外,(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。
作为前述(甲基)丙烯酸类单体,可使用例如(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)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸降莰烷酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(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,从所得的受理层(A)与基材的密合性、与镀核图案的密合性更优异的观点出发,优选为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的物质。
作为向前述乙烯基树脂(a2)中导入能够与后述的用作成为镀核的粒子(b1)的保护剂的有机化合物发生反应并形成键的官能团的方法,可举出使用具有官能团的单体作为具有前述聚合性不饱和双键的单体的方法。例如,如果为作为官能团而导入酮基的情况,则例如可举出使用二丙酮丙烯酰胺等具有酮基的单体的方法。
另外,如果为作为前述官能团而导入乙酰乙酰氧基的情况,则例如可举出使用(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯的方法。
另外,如果为作为前述官能团而导入环氧基的情况,则例如可举出使用(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸烯丙基烯丙基缩水甘油酯的方法。
另外,如果为作为前述官能团而导入酸基或酸酐基的情况,则例如可举出使用丙烯酸、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、柠康酸酐、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基氢化琥珀酸酯(β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネ一ト)、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。
另外,如果为作为前述官能团而导入异氰酸酯基或封端异氰酸酯基的情况,则例如可举出使用(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封端化物的方法。
另外,如果为作为前述官能团而导入N-烷基醇基的情况,则可举出使用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。
另外,作为前述丙烯酸类树脂,根据需要,可使用具有酰胺基、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团的丙烯酸类树脂。
作为将前述交联性官能团导入到前述丙烯酸类树脂等乙烯基树脂(a2)中时能够使用的单体,可使用例如(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)丙烯酸聚乙二醇酯、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)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-单烷基氨基烷酯、(甲基)丙烯酸N,N-二烷基氨基烷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-吖丙啶基乙酯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。
另外,在制造前述乙烯基树脂(a2)时,与前述(甲基)丙烯酸类单体等一起,还可组合使用乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、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、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、丙三醇单(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-磺乙酯、(甲基)丙烯酸2-磺丙酯、“ADEKA REASOAP PP-70、PPE-710”(株式会社ADEKA制)等或者它们的盐等来使用。
前述丙烯酸类树脂等的乙烯基树脂(a2)可通过利用以往已知的方法使前述的具有聚合性不饱和双键的单体的混合物发生聚合而制造,从制造密合性优异的镀核图案的方面考虑,优选适用乳化聚合法。
作为前述乳化聚合法,例如可以适用:将水、具有聚合性不饱和双键的单体的混合物和聚合引发剂、以及根据需要使用的链转移剂、乳化剂、分散稳定剂等一次性供给至反应容器中并进行混合而聚合的方法;将具有聚合性不饱和双键的单体的混合物滴加至反应容器中来进行聚合的单体滴加法;将具有聚合性不饱和双键的单体的混合物、乳化剂等和水预先混合,将所得物滴加至反应容器中来进行聚合的预制乳剂法等。
前述乳化聚合法的反应温度根据所使用的(甲基)丙烯酸类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而异,但优选例如为30℃~90℃左右、1小时~10小时左右。
作为前述聚合引发剂,可使用例如过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐、过氧化苯甲酰、氢过氧化异丙苯、叔丁基过氧化氢等过氧化物、过氧化氢素等。可以仅使用上述的过氧化物来进行自由基聚合,也可以将上述过氧化物与抗坏血酸、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠、甲醛次硫酸氢盐等金属盐、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、氯化铁等还原剂并用来使用。另外,作为上述聚合引发剂,还可以使用4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐等偶氮引发剂。
作为能够用于制造前述丙烯酸类树脂等乙烯基树脂(a2)的乳化剂,可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。
作为前述阴离子性表面活性剂,可使用例如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)。作为前述非离子性表面活性剂,可使用例如聚氧乙烯烷基醚、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。
作为前述阳离子性表面活性剂,可使用例如烷基铵盐等。作为两性离子性表面活性剂,可使用例如烷基(酰胺)甜菜碱、烷基二甲基氧化胺等。
作为前述乳化剂,除了上述的表面活性剂以外,还可使用氟表面活性剂、硅酮表面活性剂、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。
作为前述反应性乳化剂,可使用例如“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)、“ADEKA REASOAP 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。
作为能够用于制造前述丙烯酸类树脂等乙烯基树脂(a2)的链转移剂,可使用月桂基硫醇等,优选相对于含有前述(甲基)丙烯酸类单体的具有聚合性不饱和双键的单体的混合物的总量而在0质量%~1质量%的范围内使用,更优选为0质量%~0.5质量%的范围。
作为前述组合物(a)中的树脂,在不使用聚氨酯树脂(a1)而使用乙烯基树脂(a2)的情况下,优选使用使重均分子量10万以上且酸值10~80的乙烯基树脂分散在水性介质而成的物质,根据需要可以含有从水溶性树脂及填充材料中选择的1种以上的成分(z),优选制成相对于前述乙烯基树脂(a2)的总量而言的前述成分(z)的含量配合至0质量%~15质量%而得的组合物。
作为前述酸值,从进一步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。
作为利用如上所述的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,没有特别限定,优选为大约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将前述乙烯基树脂80mg和四氢呋喃20ml混合并搅拌12小时,将由此而得的物质作为测定试样,利用凝胶渗透色谱法(GPC法)来进行。作为测定装置,可使用东曹株式会社制高速液相色谱HLC-8220型、作为色谱柱,可使用东曹株式会社制TSKgelGMH XL×4柱子,作为洗脱液,可使用四氢呋喃,作为检测器,可使用RI检测器。
但是,在前述乙烯基树脂的分子量大约超过100万的情况下,利用使用前述GPC法等的一般的分子量测定方法来测定乙烯基树脂的分子量有时存在困难。
具体来说,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,前述乙烯基树脂也不会完全溶解,再将前述混合液利用1μm的膜过滤器进行过滤的情况下,在前述膜过滤器上有时能够确认到包含乙烯基树脂的残渣。
由于该残渣来自具有大约超过100万的分子量的乙烯基树脂,所以即使使用通过前述过滤而得的滤液并利用前述GPC法测定分子量,有时也难以测定出适当的重均分子量。
因此,在本发明中,基于前述过滤的结果,对于能够在前述膜过滤器上确认到残渣的情况,判断为重均分子量超过100万的乙烯基树脂。
另外,前述乙烯基树脂为能够分散在水性介质中的乙烯基树脂,但是也可以是其一部分溶解在水性介质中。
前述具有酸基的乙烯基树脂可通过相对于乙烯基单体混合物的总量在0.2质量%~15质量%的范围内使用具有酸基的乙烯基单体而容易地得到,优选在1.5质量%~12质量%的范围内使用,更优选在3.5质量%~11质量%的范围内使用,进一步优选在超过5质量%且为11质量%以下的范围内使用。通过使用规定量具有酸基的乙烯基单体,从而能够对所得的乙烯基树脂赋予良好的水分散稳定性、耐湿热性等。
另外,在将具有酸基的乙烯基单体、特别是前述具有羧基的乙烯基单体与具有酰胺基的烯基单体组合使用的情况下,在优选相对于前述乙烯基树脂的制造中所使用的乙烯基单体混合物的总量,前述具有酸基的乙烯基单体与具有酰胺基的乙烯基单体的总计质量比例优选为超过5质量%且为40质量%以下、更优选为6质量%以上且35质量%以下的范围内使用。
另外,前述组合物(a)可使用聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2)形成复合树脂粒子并分散在水性介质中而得的组合物。
作为前述复合树脂粒子,具体而言,可举出在聚氨酯树脂(a1)所形成的树脂粒子内内包有乙烯基树脂(a2)的一部分或全部而得的复合树脂粒子。作为前述复合树脂粒子,优选由作为核层的前述乙烯基树脂、和作为壳层的前述具有亲水性基团的聚氨酯树脂构成的核·壳型复合树脂粒子。特别是在形成镀核图案时,优选使用无需使用可能使镀敷析出性降低的表面活性剂的前述核·壳型复合树脂粒子。
另外,作为前述复合树脂粒子,在乙烯基树脂(a2)与聚氨酯树脂(a1)相比而更亲水性时,可以是在前述乙烯基树脂(a2)所形成的树脂粒子内内包前述聚氨酯树脂(a1)的一部分或全部而得的复合树脂粒子。
另外,前述聚氨酯树脂(a1)与前述乙烯基树脂(a2)可以形成共价键,也可以不形成键。
另外,作为前述核·壳型复合树脂粒子,优选使用前述乙烯基树脂(a2)为丙烯酸类树脂的氨基甲酸酯-丙烯酸类复合树脂。
另外,前述复合树脂粒子从维持良好的水分散稳定性的观点出发,优选为5nm~100nm的范围的平均粒径。在此所谓的平均粒径也如后述的实施例所述,是指通过动态光散乱法测得的体积基准的平均粒径。
作为前述复合树脂粒子,优选在[聚氨酯树脂(a1)/乙烯基树脂(a2)]=90/10~10/90的范围内含有聚氨酯树脂(a1)与乙烯基树脂(a2),更优选在70/30~10/90的范围内含有。
作为前述构成复合树脂粒子的聚氨酯树脂,可使用与前述聚氨酯树脂(a1)相同的树脂。具体来说,作为能够在前述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的多元醇、聚异氰酸酯、链延长剂,可使用与作为在制造前述聚氨酯树脂(a1)时能够使用的物质所例示出的多元醇、聚异氰酸酯、链延长剂相同的物质。另外,在前述复合树脂粒子中导入各种官能团,且与作为粒子(b)的保护剂的有机化合物发生交联反应的情况下,也可采用与在前述聚氨酯树脂(a1)中导入官能团的方法相同的方法。
需要说明的是,在作为构成复合树脂粒子的聚氨酯树脂而使用具有脂肪族环式结构的聚氨酯树脂的情况下,作为前述多元醇,优选使用具有脂肪族环式结构的多元醇,作为前述聚异氰酸酯,优选使用具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯。通过使用它们,可在聚氨酯树脂中导入脂肪族环式结构。
作为前述具有脂肪族环式结构的多元醇,可使用例如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〕十二烷二乙醇、螺〔3,4〕辛二醇、丁基环己二醇、1,1’-双环己叉基二醇、环己三醇、氢化双酚A、1,3-金刚烷二醇等、较低分子量的含有脂肪族环式结构的多元醇。
作为前述具有脂肪族环式结构的多元醇,除了前述多元醇以外,还可使用脂肪族环式结构含有聚羧酸与脂肪族多元醇反应而得的多元醇。
作为前述脂肪族环式结构聚羧酸,可使用例如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、它们的酸酐或酯化物,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。
作为能够用于与前述脂肪族环式结构聚羧酸的酯化反应中的多元醇,可以使用以前述的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。对于前述脂肪族多元醇来说,在使前述具有脂肪族环式结构的多元醇与前述聚羧酸进行酯化反应时,可以与它们组合使用。
作为前述具有脂肪族环式结构的多元醇,可使用例如具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇。作为前述具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,可使用例如使前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。
作为前述具有脂肪族环式结构的聚碳酸酯多元醇,优选使用具有800~3,000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800~2,000的数均分子量的聚碳酸酯多元醇。
作为前述具有脂肪族环式结构的多元醇,可使用例如脂肪族环式结构聚醚多元醇。作为前述具有脂肪族环式结构的聚醚多元醇,可使用例如将前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,例如使环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷发生加成聚合而得的聚醚多元醇。
另外,作为能够在构成前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,可使用与作为能够在前述聚氨酯树脂(a1)的制造中使用的聚异氰酸酯而例示出的具有脂肪族环式结构的聚异氰酸酯相同的聚异氰酸酯。
另外,在向构成前述复合树脂粒子的聚氨酯树脂中导入前述亲水性基团的情况下,可使用与作为能够在制造前述聚氨酯树脂(a1)时所使用的多元醇而例示出的具有亲水性基团的多元醇相同的多元醇。
作为构成前述复合树脂粒子的乙烯基树脂,从进一步提高与墨液(b)中所含的成为镀核的粒子(b1)的密合性,并且进一步提高所得的镀核图案的镀敷析出性的方面考虑,优选使用具有10℃~70℃的玻璃化转变温度的乙烯基树脂。需要说明的是,前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所使用的乙烯基单体的组成并通过计算而确定的值。
另外,作为构成前述复合树脂粒子的乙烯基树脂,从可形成作为前述受理层的前体的涂膜,能够提高与成为镀核的粒子(b1)的密合性,实现所得的镀核图案的细线化的方面考虑,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。
作为构成前述复合树脂粒子的乙烯基树脂的重均分子量的上限值,没有特别限定,优选为大约1,000万以下,更优选500万以下。
另外,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团,作为前述官能团,可举出例如酰胺基、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。
作为构成前述复合树脂粒子的乙烯基树脂,可使用与前述乙烯基树脂(a2)相同的乙烯基树脂。具体来说,作为能够用于制造前述乙烯基树脂(a2)的具有聚合性不饱和双键的单体,可使用与作为能够用于前述乙烯基树脂(a2)的制造中的乙烯基单体而例示出的乙烯基单体,优选使用与(甲基)丙烯酸类单体相同的乙烯基单体。另外,在向构成前述复合树脂粒子的乙烯基树脂中导入官能团的情况下,也可采用与向前述乙烯基树脂(a2)中导入官能团的方法相同的方法。
前述复合树脂粒子可通过例如通过使前述聚异氰酸酯和多元醇以及根据需要使用的链延长剂发生反应并进行水分散化而制造聚氨酯树脂的水分散体的工序、以及在前述水分散体中使(甲基)丙烯酸类单体等单体聚合而制造乙烯基树脂的工序来制造。
具体来说,在无溶剂下或有机溶剂下或(甲基)丙烯酸类单体等反应性稀释剂的存在下,通过使前述聚异氰酸酯与多元醇反应而得到聚氨酯树脂,接着将前述聚氨酯树脂所具有的亲水性基团的一部分或全部根据需要使用碱性化合物进行中和,并根据需要进一步与链延长剂反应,从而使其分散在水性介质中,由此制造出聚氨酯树脂的水分散体。
接下来,在前述中得到的聚氨酯树脂的水分散体中供给前述(甲基)丙烯酸类单体等前述单体,在前述聚氨酯树脂粒子内使前述乙烯基单体进行自由基聚合而制造乙烯基树脂。另外,在乙烯基单体的存在下制造前述聚氨酯树脂时,在前述聚氨酯树脂的制造后,通过供给聚合引发剂等而使前述(甲基)丙烯酸类单体等的单体发生自由基聚合而制造乙烯基树脂。
由此,能够制造出使可用作前述组合物(a)中所含的树脂的、在聚氨酯树脂粒子中内包乙烯基树脂的一部分或全部而得的复合树脂粒子,分散在水性介质而得的树脂组合物。
在制造前述复合树脂粒子时,由于聚氨酯树脂为高粘度,因此在作业性不良的情况下,可使用甲乙酮、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。特别是作为前述反应性稀释剂,使用能够用于前述乙烯基树脂的制造中的(甲基)丙烯酸类单体等单体从因为能够省略脱溶剂工序,所以实现生产效率的提高的方面考虑而优选。
另外,在前述组合物(a)中可以含有其他各种化合物、树脂等。特别是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团的化合物或树脂。
例如如果为前述官能团为异氰酸酯基,则可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、使用它们而得的尿酸酯(ヌレ一ト)型聚异氰酸酯、包含它们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尿酸酯、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。
另外,作为前述官能团为异氰酸酯基的化合物,可使用其异氰酸酯基的一部分或全部被封端化剂封端而得的化合物。
作为前述封端化剂,可使用例如苯酚、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、乙酰苯胺、乙酰胺、ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺、琥珀酰亚胺、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、乙撑亚胺、聚乙烯亚胺等。
作为前述封端异氰酸酯化合物,作为水分散型市售品,可使用ERASTRON BN-69(第一工业制药株式会社制)等。
另外,作为前述官能团为环氧基的化合物,可使用例如乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、六亚甲基二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、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;聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚等聚亚烷基二醇的聚缩水甘油醚;1,3-双(N,N’-二缩水甘油基氨基乙基)环己烷等聚缩水甘油胺;多元羧酸[草酸、己二酸、丁烷三甲酸、马来酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯三甲酸等]聚缩水甘油酯类;双酚A与表氯醇的缩聚物、双酚A与表氯醇的缩聚物的环氧乙烷加成物等双酚A环氧树脂;苯酚酚醛清漆树脂;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胺、丙三醇二缩水甘油醚等脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚。
另外,作为前述官能团为环氧基的化合物,除了前述的化合物以外,还可使用例如γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧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-环氧丙氧丙基三异丙烯氧基硅烷等具有缩水甘油基的硅烷化合物。
另外,作为前述官能团为乙烯基的化合物,可使用例如(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、丙三醇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、双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。还可以根据需要使用任意的表面活性剂而与水分散体一起使用。
另外,作为前述官能团为羧基或酸酐基(無水カルボキシル基)的化合物,可使用例如选自如下物质中的至少1种以上的单体,所述物质包括: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)丙烯酰氧基乙基氢化琥珀酸酯、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酸酐基的乙烯基单体。
另外,作为前述官能团为N-烷基醇基的化合物,可使用例如相对于三聚氰胺1摩尔而加成了1~6摩尔的甲醛而得的单羟甲基三聚氰胺或多羟甲基三聚氰胺、以及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(多)羟甲基三聚氰胺的醚化物(醚化度任意)、脲-甲醛-甲醇缩聚物、脲-三聚氰胺-甲醛-甲醇缩聚物、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。
前述组合物(a)根据需要可以含有交联剂(a4)、pH调节剂、被膜形成助剂、流平剂、增稠剂、疏水剂、消泡剂、颜料、有机填充剂、无机填充剂等。
作为前述交联剂(a4),是与树脂中的交联性官能团反应的交联剂,可单独使用或者与前述的聚氨酯树脂或乙烯基树脂等其他的树脂混合使用:金属螯合化合物、多胺化合物、氮丙啶化合物、金属盐化合物、上述异氰酸酯化合物等能够在约25℃~100℃的较低温度下进行反应而形成交联结构的热交联剂(a4-1);以及选自三聚氰胺系化合物、前述环氧系化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物、及前述封端异氰酸酯化合物中的1种以上等能够在约100℃以上的较高温下进行反应而形成交联结构的热交联剂(a4-2)。对于前述交联剂(a4)来说,在为能够与前述的聚氨酯树脂(a1)、乙烯基树脂(a2)及复合树脂粒子进行反应的交联剂时,可以与它们的一部分进行反应。
在作为前述组合物(a)而使用含有前述热交联剂(a4-1)的组合物的情况下,例如将其涂布于基板表面,在较低的温度下进行干燥,接着,将含有前述成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)进行凸版反转印刷,然后在低于100℃的温度下进行加热而形成交联结构,由此可以形成长期具备不受热或外力的影响而能够防止镀核粒子(b1)脱落这种水平的、极为优异的耐久性的镀核图案(B)。
另一方面,在作为前述组合物(a)而使用含有前述热交联剂(a4-2)的组合物的情况下,例如将其涂布于基板表面,并在常温(25℃)~约低于100℃的低温下干燥,由此制造未形成交联结构的涂膜,接着,在其表面将墨液(b)凸版反转印刷,然后例如在150℃以上、优选200℃以上的温度下进行加热而形成交联结构,由此能够得到长期具备不受热或外力的影响而能够防止镀核粒子(b1)剥离等这种水平的、极为优异的耐久性的镀核图案(B)。但是,在作为基板而使用含有耐热较弱的聚对苯二甲酸乙二醇酯等的基板的情况下,从防止上述基板的变形等的观点考虑,优选在约150℃以下、更优选120℃以下的温度下进行加热。在这种情况下,作为上述交联剂,优选不使用上述热交联剂(a4-2)而使用上述热交联剂(a4-1)。
作为能够用于前述热交联剂(a4-1)的金属螯合化合物,可使用例如铝、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。
另外,作为能够用于前述热交联剂(a4-1)的多胺化合物,还可使用例如三乙二胺等叔胺、Polyment NK-100PM、NK-200PM(日本催化剂株式会社制的氨基乙基化丙烯酸类聚合物)。
另外,作为能够用于前述热交联剂(a4-1)的氮丙啶化合物,可使用例如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。
另外,作为能够用作前述交联剂(a4-1)的金属盐化合物,可使用例如硫酸铝、铝明矾、亚硫酸铝、硫代硫酸铝、多氯化铝、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。
另外,作为能够用作前述热交联剂(a4-2)的三聚氰胺化合物,可使用例如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组合它们中的2种而得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,可使用BECKMINE M-3、APM、J-101(DIC株式会社制)等。前述三聚氰胺化合物可通过自交联反应而形成交联结构。
在使用前述三聚氰胺化合物的情况下,从促进其自交联反应的观点出发,可以使用有机胺盐等催化剂。作为市售品,可使用Catalyst ACX、376等。前述催化剂优选相对于前述三聚氰胺化合物的总量为约0.01质量%~10质量%的范围。
另外,作为能够用于前述热交联剂(a4-2)的噁唑啉化合物,可使用例如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)硫化物、双-(2-噁唑啉基降冰片烷)硫化物等。
另外,作为前述噁唑啉化合物,例如也可以使用将下述加成聚合性噁唑啉根据需要和其他单体组合并进行聚合而得的含有噁唑啉基的聚合物。
作为前述加成聚合性噁唑啉,可单独使用或组合使用例如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,使用2-异丙烯基-2-噁唑啉因在工业上容易获得而优选。
另外,作为能够用于前述热交联剂(a4-2)的碳二亚胺化合物,可使用例如聚[亚苯基双(二甲基亚甲基)碳二亚胺]、聚(甲基-1,3-亚苯基碳二亚胺)等。市售品中,可使用CARBODILITE V-01、V-02、V-03、V-04、V-05、V-06(日清纺控股(ホ一ルデイングス)株式会社制)、UCARLINK XL-29SE、XL-29MP(Union Carbide株式会社制)等。
前述交联剂(a4)根据种类而不同,但通常优选在相对于前述组合物(a)所含的树脂成分的总质量100质量份为0.01质量%~60质量%的范围内使用,更优选在0.1质量%~10质量%的范围内使用,在0.1质量%~5质量%的范围内使用因能够形成密合性优异、且前述耐久性优异的镀核图案(B)而优选。
以水溶性树脂为代表的聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等出于专门赋予相对于水系涂布液而言的涂布性的目的而被使用。但是,前述针对水系涂布液的树脂层通常对于溶剂系涂布液的适应性并不充分,因而引起“漏涂”或不均而在涂布性方面产生问题。
作为在本发明这种使用的树脂组合物(a),在单独或混合使用前述的聚氨酯树脂或乙烯基树脂的情况下,即使不使用聚乙烯醇等水溶性树脂、或为最小限的使用量,也能够使适用于水系涂布液及溶剂系涂布液中的任一种涂布液,并且在后述的含有成为镀核的粒子(b1)的墨液(b)中,在墨液(b)中所含的溶剂使用了水、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溶剂的情况下,均能够使用显示出优异的涂布性的受理层(A)。
即使在聚氨酯树脂(a1)、乙烯基树脂(a2)中组合使用水溶性树脂的情况下,也优选相对于前述聚氨酯树脂(a1)和乙烯基树脂(a2)的总量在15质量%以下的范围内使用,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%。
另外,二氧化硅、氧化铝、淀粉等填充材料通常在形成微多孔型的受理层时大量使用。另外,在形成溶胀型的受理层时也有为了对该受理层赋予耐粘连性而少量使用上述填充材料的情况。
在本发明中使用的树脂组合物(a)中,即使不使用前述二氧化硅等填充材料或为最小限的使用量,也可形成在溶剂使用了水、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墨液(b)的情况下均不产生“漏涂”或不均而能够确保优异的涂布性的受理层。
因而,假设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,优选相对于组合物(a)中的树脂成分的总量而在15质量%以下的范围内使用填充剂,更优选为0质量%~10质量%,特别优选为0质量%~0.5质量%。特别是从防止与膜等柔性基板的密合性降低的观点出发,优选前述填充材料的使用量在前述范围内。
作为在前述基材表面涂布前述树脂组合物(a)的方法,只要能够适当地形成受理层(A),就没有特别限制,可根据需要根据所使用的基材的形状、尺寸、刚柔程度等而适当地选择各种印刷·涂布手法,具体来说,可举出凹版法、胶版法、凸版法、凸版反转法、丝网法、微接触法、反向法、气动涂布法、刮刀涂布法、气刀涂布法、挤压涂布法、含浸涂布法、转印辊涂布法、吻涂法、流延涂布法、喷涂法、喷墨法、模涂法、旋涂法、棒涂法、浸涂法等。
另外,将树脂组合物(a)涂布在前述基板上后对涂布膜进行干燥的方法没有特别限定,在前述基材为成片的膜、片材、板的情况下,除了在涂布场所的自然干燥以外,还可以通过送风、在恒温干燥器等干燥器内进行。另外,在前述基材为辊式片材的情况下,可通过接着前述印刷·涂布工序而在所设置的非加热或加热空间内使辊式片材连续地移动而进行干燥。
作为干燥温度,设定为能够使构成树脂组合物(a)的前述介质(a3)挥发,并且不会对作为支承体的基材带来不良影响的范围的温度即可。具体来说,在使用前述热交联剂(a4-1)的情况下,优选在约25℃~低于100℃的温度下干燥,在使用热交联剂(a4-2)的情况下,优选为约100℃以上、更优选为120℃~300℃左右的温度。另一方面,在使用前述热交联剂(a4-2)并且在制造墨液(b)后想要形成交联结构的情况下,优选在常温(25℃)~100℃左右的较低的温度下进行干燥,并且在印刷前以不会形成交联结构方式进行调整。
作为形成于前述基材表面的受理层(A)的层厚,根据基材的种类、厚度进行调整即可,从考虑到后述的墨液(b)中所含的溶剂量以及维持前述基材的各种特性的观点出发,干燥后的膜厚优选为300μm以下,更优选为20μm以下。进而,在前述基材为50μm以下的厚度的膜状基材的情况下,优选为1μm以下,更优选形成为10nm~500nm。
前述中所得的受理层(A)通过被后述的墨液(b)中所含的溶剂适度地溶解且吸收前述溶剂,从而为能够高精度地固定墨液(b)中所含的成为镀核的粒子(b1)的溶胀型的受理层,因此可有助于得到无渗出的镀核图案(B)。另外,通过使用前述受理层(A),从而与以往已知的多孔类型的受理层相比,能够形成更透明的树脂层。
<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)(以下简略记为镀核墨液。)是在后述的凸版反转印刷法中将前述中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,体积平均粒径(Mv=Mean VolumeDiameter)优选为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,从而能够得到推测为因墨液(b)的半干燥状态下的粒子间凝聚力的提高而带来的优异的转印印刷特性。另外,通过形成微粒,从而能够形成微细的图案。
作为成为这些镀核的粒子(b1),可含有例如金(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,除此以外,还可根据需要含有羧酸银盐、氨基羧酸银盐等金属络合物、氧化银(Ag2O)等在200℃以下的烧成下发生热分解而赋予导电性金属的热分解性化合物;聚乙二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等导电性高分子粒子。
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、将银及/或铜作为核的核壳粒子可获得良好的导电性、镀敷析出性,因而优选。
成为镀核的粒子(b1)从其大小优选为纳米级的观点出发,优选利用有机化合物保护该粒子(b1)并使其稳定化。
能够用作成为镀核的粒子(b1)的保护剂的有机化合物可使用作为各种分散剂、表面活性剂所已知的化合物,可使用例如聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮等胺系高分子分散剂、以及聚丙烯酸、羧甲基纤维素等在分子中具有羧酸基的烃系高分子分散剂、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团的高分子分散剂等。通常使用它们的混合物、共聚物,但是在该树脂组合物(a)含有重均分子量5千以上的聚氨酯树脂(a1)或乙烯基树脂(a2)、和将其分散或溶解的介质(a3)的情况下,若考虑到与受理层(A)的密合性,则优选为含有与受理层(A)中的聚氨酯树脂(a1)、乙烯基树脂(a2)、它们的复合树脂粒子中所含的官能团具有反应性的官能团的有机化合物,从墨液(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、仲氨基等含有碱性氮原子的有机化合物。
镀核墨液中可以含有各种粘合剂树脂,作为具体例,可举出天然橡胶、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、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、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。
对于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来说,从利用电解镀而从镀核图案(B)上良好地析出金属的观点出发,相对于镀核墨液中所含的成为镀核的粒子(b1)的总全质量优选为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。
另外,为了使基于凸版反转印刷法的印刷良好,优选在镀核墨液中含有表面能量调节剂。作为表面能量调节剂,可适当地使用氟系表面能量调节剂及/或硅酮系表面能量调节剂。作为氟系表面能量调节剂,可适当地使用例如DIC株式会社的MEGAFAC系列、3M公司的NOVEC系列。其中,可适当地使用DIC株式会社制的包含氟化(甲基)丙烯酸类聚合物的氟系表面能量调节剂。作为硅酮系表面能量调节剂,可适当地使用BYK-Chemie Japan的BYK系列。进而优选氟系表面能量调节剂与水相溶性的硅酮系表面能量调节剂的并用。通过两者并用,从而能够在墨液中以更少的添加量来抑制橡皮布的脱模面上的墨液微细的凹坑(ハジキ)。氟系表面能量调节剂与硅酮系表面能量调节剂的混合比例没有特别限制,若氟系表面能量调节剂/硅酮系表面能量调节剂的混合比例为1/1~1/0.1,则可获得有效的效果。
对于这些表面能量调节剂的添加来说,从防止橡皮布上的墨液凹坑、涂膜的均匀性、与烧成后的墨液涂膜的导电性、镀敷析出性的平衡的观点出发,在全部墨液(b)中在0.05~5.0质量%的范围内、优选在0.1~0.5质量%的范围内使用。
对于镀核墨液来说,优选添加上述的表面能量调节剂而将镀核墨液在25℃下的表面能量调整为25mN/m以下。由此,能够提高涂布在橡皮布的疏液性的脱模面上的墨液涂膜的平滑性,得到均匀的皮膜。
另外,为了抑制橡皮布的脱模面上的墨液的微小凹坑,可以对脱模面进行臭氧UV、臭氧等离子体处理。
在本发明的镀核墨液中国,为了提高画线图案的形成性、图案转印性,可根据需要添加脱模剂。作为脱模剂,可适当地举出信越化学制KF96系列、东丽·道康宁制SH28(均为商品名)等硅油。特别是作为硅酮的2~30聚体的低分子硅酮(分子量为148~2220左右)对墨液图案化、烧成后的涂膜的导电性、镀敷析出性的影响小而优选。作为这样的硅油,可举出信越化学制KF96系列的25℃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,从而即使通过溶剂或表面能量的调整而使墨液对橡皮布的润湿性增大,也能够确保从橡皮布上的剥离性。由此,能够改善凸版反转印刷法中的转印性。
在本发明中的镀核墨液中,根据需要为了成为镀核的粒子(b1)的进一步的分散性稳定化、促进低温烧成,可以添加例如二乙胺、三乙胺、二异丙胺等烷基胺类;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。
作为可应用于镀核墨液中的分散溶剂,只要为能够使所使用的粒子(b1)单独地或以混合体的形式稳定地分散的分散溶剂,就可没有特别限制地应用。作为这些溶剂,可适当使用例如从水、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、丙三醇等多元醇类;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、乳酸乙酯等酯类以及碳酸二甲酯、碳酸二甲酯、碳酸丙二醇酯等碳酸酯类;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、丙二醇单乙基醚等的二醇醚类;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;单乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、单乙二醇二乙醚等二醇二醚类;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、邻二氯苯等氯化芳香族烃类;二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烯、三氯乙烯等氯化脂肪族烃类中选择的单独或混合溶剂。其中,优选为将醇系溶剂作为主体的混合形溶剂。
另外,为了形成不存在墨液(b)的微小凹坑且无缺陷的均匀的墨液膜,可以使溶剂中含有橡皮布脱模面溶胀性的溶剂。凸版反转印刷首先要求在橡皮布的平滑表面疏液性的脱模面上形成无缺陷的均匀的墨液薄膜。此时,若发生微小的凹坑,则成为图案缺陷。在全部溶剂中的橡皮布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%。这里所说的橡皮布溶胀性液体是指,例如在橡皮布脱模面使用了硅酮橡胶的情况下,能够适当地使用将硅酮橡胶浸渍在溶剂中15分钟时的橡胶重量增加率为10%以上、进一步优选为20%以上的溶剂。作为这些溶剂,可适合使用例如碳酸二甲酯、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、单乙二醇二甲醚、单乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇正丁基醚、丙二醇正丙醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯等。
<基于凸版反转印刷的、镀核图案(B)的形成>
以下,利用图1表示利用凸版反转印刷形成镀核图案的基本工序。
(涂墨步骤)图1(a)
在橡皮布(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),在利用凸版而能够形成图案的状态下适度地干燥。优选控制此时的气氛温度、湿度而控制干燥条件。进而,为了缩短干燥时间,可以对墨液膜面吹付干燥空气。若墨液干燥不足,则在下一工序(基于移除版(原文:拔き版)的图案形成工序)中,发生画线的渗出、弯曲、尺寸变化(收缩),无法准确地再现移除版的形状。反之,在实施了过度的墨液干燥的情况下,画线直线性降低,最差的情况下墨液牢固地密合于橡皮布,难以除掉因移除版所带来的不需要的图案。当然,对于其后的无法从橡皮布向被转印体转印画线图案的在橡皮布上形成墨液膜的方法并没有限制,例如可利用狭缝涂布、棒涂、旋涂来形成规定膜厚的墨液膜。所涂布的墨液的湿膜厚度在0.1μm~1μm内调整从其后的微细图案形成性、干燥性的观点出发而优选。形成橡皮布脱模面的材质一边使用疏液性的橡胶。例如可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,硅酮系弹性体和氟系弹性体的疏液性优异,图案的脱模性优异,由此可优选使用。特别是硅酮系弹性体具有适度的疏液性、耐溶剂性、溶剂溶胀性,作为橡皮布的脱模面用橡胶而言特别优异。橡皮布的结构也没有特别限定,为了印刷面的压力的均匀化,可优选使用聚氨酯泡沫等用海绵衬里而得的橡皮布。
(基于移除版的图案形成工序)图1(b)
接下来,将具有所需的镀核图案的负图案的凸版(图1-3)轻轻地抵压于上述墨液膜,然后离开,由此将与移除版的凸部接触的图案除掉。由此,将镀核图案形成在橡皮布脱模面上。关键在于使移除版与橡皮布上的墨液膜面的接触尽可能轻。过度的接触压力会引起形成橡皮布的脱模面的橡胶的过度的变形,引起因墨液膜与移除版的凹部的接触而导致的图案缺陷(触底)、因橡皮布变形而导致的图案位置精度降低,因而不优选。
移除版的材质只要是能够将墨液膜的墨液从橡皮布脱模面上除去,就没有特别限定,可使用例如玻璃、硅、不锈钢等各种金属、各种树脂(光致抗蚀剂材料)。对这些凸版的加工方法也没有特别限制,可根据材质、图案精度、凸版深度等选择最佳的方法。例如在将玻璃、硅作为材质的情况下,可应用湿式蚀刻、干式蚀刻等加工方法。在为金属的情况下,可应用湿式蚀刻、电铸加工、喷砂等。另外,在将树脂作为材质的情况下,可适合应用光刻、激光描绘、聚焦离子束描绘等加工方法。
(转印工序)图1(c)
轻轻地抵压于在前述中作出了形成在橡皮布脱模面上的镀核图案的、形成有受理层(A)的基板即被转印体(图1-4),将该图案完全转印。
所形成的镀核图案通过一般的的墨液烧成方法来进行干燥和/或烧结。作为一般的墨液加热烧成方法,可应用例如热风烘箱烧成、红外辐射烧成、利用氙气灯等的光烧成、等离子体烧成、电磁波烧成等。
本发明中的凸版反转印刷法的图案转印装置没有特别限制,可应用例如利用平行平版方式使移除版与橡皮布接触的方法、将缠绕成辊的橡皮布在平板的移除版上滚动而接触的方法、在辊侧形成移除版而使其在平板的橡皮布上滚动而接触的方法、将橡皮布及移除版形成在辊上而使两者接触的方法等。
<金属析出的工艺:电解镀>
在本发明中,在通过前述方法形成的镀核图案(B)的表面,通过电解镀法而使金属析出,形成导电性高精细图案。
作为用于电解镀的电解镀液,可使用含有铜、镍、铬、钴、锡等金属、它们的硫化物等;和硫酸等;以及水性介质的电解镀液。具体来说,可使用含有硫酸铜和硫酸以及水性介质的电解镀液等。
使用前述电解镀液时的前述电解镀液的温度优选约为20℃~98℃的范围。
对于上述电解镀处理法而言,无使用毒性高的物质,作业性良好,因此优选通过电解镀法形成包含铜的层。
在本发明中,通过经过如上所述的工序,可获得具有镀敷层的导电性高精细图案,能够赋予在不引起各层间的剥离等的情况下可维持良好的通电性这种水平的、极其优异的耐久性,能够用于各种电路。具体来说,能够适合用于使用了银墨液等的电子电路或集成电路等所使用的电路形成用基板的形成;构成有机太阳能电池或电子书籍终端、有机EL、有机晶体管、挠性印制基板、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物的配线等中尤其要求耐久性的用途中。特别是,对于实施了前述镀敷处理的导电性图案而言,能够长期不引起断线等地形成可维持良好的通电性的高可靠性的配线图案,因此,例如通常能够用于被称为覆铜层叠板(CCL:Copper Clad Laminate),挠性印制基板(FPC)、载带自动键合(TAB)、覆晶薄膜(COF)及印制电路布线板(PWB)等用途。
实施例
以下,利用实施例来具体说明本发明。另外,在没有特别指出的情况下,“%”表示基于质量基准。
<用有机化合物保护而成的银纳米粒子的分散体的合成>
[甲苯磺酰基化聚乙二醇的合成]
分别制备在氯仿150ml中将单末端甲氧基化聚乙二醇(以下,PEGM)〔数均分子量(Mn)5000〕(Aldrich公司制)150g〔30mmol〕和吡啶24g(300mmol)混合而得的溶液、与将甲苯磺酰氯29g(150mmol)和氯仿30ml均匀地混合而得的溶液。
一边于20℃搅拌PEGM与吡啶的混合溶液,一边向其中滴加甲苯磺酰氯的甲苯溶液。滴加结束后、在40℃使其反应2小时。反应结束后,加入氯仿150ml进行稀释,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,然后,蒸发器将溶剂蒸馏除去,进一步进行干燥。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),确认为甲苯磺酰基化聚乙二醇。
[具有PEG-支链PEI结构的化合物的合成]
将上述1-1中得到的甲苯磺酰基化聚乙二醇23.2g(4.5mmol)和支链状聚乙烯业胺(日本催化剂株式会社制、EPOMIN SP200)15.0g(1.5mmol)溶解在二甲基乙酰胺(以下、DMA)180ml中后,加入碳酸钾0.12g,在氮气氛下在100℃下反应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。将该沉淀物溶解在氯仿100ml中,再度加入乙酸乙酯150ml和己烷450ml的混合溶剂而进行再沉淀。将其过滤,在减压下干燥。通过1H-NMR光谱进行各峰的归属(2.3~2.7ppm:支链PEI的亚乙基、3.3ppm:PEG末端的甲基、3.6ppm:PEG的EG链),确认出为具有PEG-支链PEI结构的化合物。收率为99%。
在含有上述中得到的化合物0.592g的水溶液138.8g中加入氧化银10.0g并在25℃下搅拌30分钟。接着,一边搅拌一边缓慢地加入二甲基乙醇胺46.0g,结果,反应溶液变为黑红色,些许放热,在该状态下放置并在25℃下搅拌30分钟。然后,一边搅拌一边缓慢地加入10%抗坏血酸水溶液15.2g。保持该温度并进一步继续搅拌20小时,得到黑红色的分散体。
在上述所得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,在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分钟离心浓缩。除去上清液后,在沉淀物中进一步加入水20g并搅拌2分钟,在减压下除去有机溶剂,从而得到银纳米粒子的糊剂。向其中加入水,得到固体成分约70%水分散体。
将所得的分散体取样,通过稀释液的可见吸收光谱测定在400nm处发现等离激元(プラズモン)吸收光谱的峰,确认出生成了银纳米粒子。另外,通过TEM观察确认出为球形的银纳米粒子(平均粒径17.5nm)。利用TG-DTA测定固体中的银含有率,结果显示为97.2%。
<反转印刷用镀核墨液(b-1)的制备)
配合前述中得到的固体成分约70%水分散体24%、F-555(DIC株式会社社制氟系表面能量调节剂)0.5%、BYK333(BYK-Chemie公司制硅酮系表面能量调节剂)0.1%、乙醇74.6%、丙三醇0.8%,从而制备出将银纳米粒子作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)
配合前述中得到的固体成分约70%的用有机化合物进行了保护的银纳米粒子的水分散体43%、KF-351A(信越有机硅公司制硅酮系表面能量调节剂)0.1%、乙醇18%、1,3-丁二醇27%、丙三醇10%、蒸馏水2%,从而制备出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Nippon Paint(株)制纳米银分散体Fine Sphere SVE102(固体成分约30%)48%、MEGAFACF-555(DIC株式会社制氟系表面能量调节剂1.1%、KF96-1cs(信越有机硅公司制硅酮系脱模剂)0.2%、乙醇30.2%、乙酸异丙酯20%、碳酸丙二醇酯0.5%,从而制备出将银纳米粒子作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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前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,使前述氨基甲酸酯预聚物和季戊四醇三丙烯酸酯进行反应,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。接下来,在前述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺14.8质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和。进一步加入水380质量份并充分地搅拌,由此得到聚氨酯树脂的水分散液。接着,在前述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8.8质量份并进行搅拌,使粒子状的聚氨酯树脂发生链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(a1-1)的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂(a1-1)的酸值为30、重均分子量为82,000。
合成例2<聚氨酯树脂(a1-2)的合成>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进一步加入水277质量份并充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接下来,在前述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂发生链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(a1-2)的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂(a1-2)的酸值为30、重均分子量为55,000。
合成例3<聚氨酯树脂(a1-3)的合成>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使对双酚A加成环氧丙烷而得的聚醚多元醇(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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前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,使前述氨基甲酸酯预聚物和甲乙酮肟进行反应,由此得到具有封端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、回流冷却管、氮导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中投入去离子水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,一边吹送氮,一边升温至75℃。在搅拌下,在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质量份和去离子水15质量份混合而得的单体预制乳剂的一部(5质量份),接着添加过硫酸钾0.1质量份,一边将反应容器内温度保持于75℃,一边使其聚合60分钟。接下来,一边将反应容器内的温度保持为75℃,一边分别使用各自的滴液漏斗用180分钟加入剩余的单体预制乳剂(114质量份)、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、在同一温度下搅拌60分钟。将前述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分10质量%)以使得反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%后,用200目滤布过滤,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、回流冷却管、氮导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中投入去离子水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,一边吹送氮,一边升温至75℃。在搅拌下,在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、和Aqualon KH-1025(第一工业制药株式会社制:有效成分25质量%)4质量份以及去离子水15质量份混合而得的单体预制乳剂的一部分(5质量份),接着添加过硫酸钾0.1质量份,一边将反应容器内温度保持为75℃,一边聚合60分钟。接下来,一边将反应容器内的温度保持为75℃,一边分别使用各自的滴液漏斗用180分钟滴加剩余的单体预制乳剂(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,在同一温度下搅拌60分钟。将前述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分10质量%)以使得反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,然后利用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、回流冷却管、氮导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器投入去离子水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,一边吹送氮,一边升温至75℃。在搅拌下,在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、和Aqualon KH-1025(第一工业制药株式会社制:有效成分25质量%)4质量份以及去离子水15质量份混合而得的单体预制乳剂的一部分(5质量份),接着添加过硫酸钾0.1质量份,将反应容器内温度保持为75℃,并使其聚合60分钟。接下来,一边将反应容器内的温度保持为75℃,一边分别使用各自的滴液漏斗用180分钟滴加剩余的单体预制乳剂(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,在同一温度下搅拌60分钟。将前述反应容器内的温度冷却至40℃,使用氨水(有效成分10质量%)以使得反应容器中的水分散体的pH达到8.5。接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,然后利用200目滤布进行过滤,从而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、回流冷却管、氮导入管、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、含有封端异氰酸酯基的乙烯基单体)4质量份的乙烯基单体混合物、和乙酸乙酯400质量份混合,在氮气氛下一边搅拌一边升温至50℃,然后,投入2、2’-偶氮二(2-甲基丁腈)2质量份,使其反应24小时,由此得到含有具有封端异氰酸酯基的重均分子量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(a2-4)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、回流冷却管、氮导入管、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、和乙酸乙酯400质量份混合,在氮气氛下一边搅拌一边升温至50℃,然后,投入2、2’-偶氮二(2-甲基丁腈)2质量份,使其反应24小时,由此得到含有具有缩水甘油基的重均分子量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、回流冷却管、氮导入管、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、和乙酸乙酯400质量份混合,一边在氮气氛下搅拌一边升温至50℃,然后投入2、2’-偶氮二(2-甲基丁腈)2质量份,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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进而加入水277质量份并充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接下来,在前述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份,并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂发生链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55,000。
在具备搅拌机、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280质量份、前述中所得的聚氨酯树脂的水分散液333质量份,一边吹送氮,一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内,在搅拌下一边将反应容器内温度保持为80±2℃,一边从各自的滴液漏斗中用120分钟滴加包含甲基丙烯酸甲酯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、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟,然后将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,然后通过200目滤布进行过滤,由此得到由包含前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所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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,将聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进一步加入水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。接下来,在前述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份,并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55,000。
在具备搅拌机、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280质量份、前述中所得的聚氨酯树脂的水分散液333质量份,一边吹送氮,一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内中,在搅拌下,一边将反应容器内温度保持为80±2℃,一边用各自的滴液漏斗用120分钟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、和Aqualon KH-1025(第一工业制药株式会社制:有效成分25质量%)4质量份以及去离子水15质量份混合而得的单体预制乳剂、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟后,将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,然后利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含前述聚氨酯树脂的壳层、与包含具有羧基及N-正丁氧基甲基丙烯酰胺基的乙烯基聚合物的核层所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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进而加入水277质量份并充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接下来,在前述水分散液加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份,并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55,000。
在具备搅拌机、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投入去离子水280质量份、前述中得到的聚氨酯树脂的水分散液400质量份,一边吹送氮,一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内,在搅拌下,一边将反应容器内温度保持为80±2℃,一边用各自的滴液漏斗用120分钟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、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟搅拌,然后将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接下来,使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,利用200目滤布进行过滤,由此得到由包含前述聚氨酯树脂的壳层与包含具有羧基及酮基的乙烯基聚合物的核层所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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇100质量份(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及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质量份中混合并进行反应,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。接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进一步加入水277质量份并充分搅拌,由此得到具有羧基的聚氨酯树脂的水分散液。接下来,在前述水分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8质量份并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、重均分子量为55,000。
在具备搅拌机、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280质量份、前述中得到的聚氨酯树脂的水分散液400质量份,一边吹送氮气,一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内,在搅拌下,一边将反应容器内温度保持为80±2℃,一边利用各自的滴液漏斗用120分钟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、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟,然后,将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接着使用去离子水以使得不挥发成分达到20质量%,然后用200目滤布进行过滤,由此得到由包含前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所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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及己二酸反应而得的聚酯多元醇、前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进行反应,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。接下来,在前述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液中加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进而加入水380质量份并充分搅拌,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。接下来,在前述水性分散液加入25质量%的乙二胺水溶液8.8质量份并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,接着进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水性分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、由投料原料比所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、前述中得到的聚氨酯树脂的水分散体100质量份,一边吹送氮一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内,在搅拌下,一边将反应容器内温度保持为80±2℃,一边从各自的滴液漏斗中用120分钟滴加包含甲基丙烯酸甲酯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、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟,由此得到由包含前述聚氨酯树脂的壳层、和包含前述乙烯基聚合物的核层所构成的复合树脂粒子的水分散体。
将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接着使用去离子水以使得不挥发成分达到20.0质量%,然后用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>
在带有温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换后的容器中,使聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇以及己二酸反应而得的聚酯多元醇、前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进行反应,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。接下来,在前述聚氨酯树脂的有机溶剂溶液加入三乙胺13.3质量份,由此将前述聚氨酯树脂所具有的羧基的一部分或全部中和,进而加入水380质量份并充分进行搅拌,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。接下来,在前述水性分散液中加入25质量%的乙二胺水溶液8.8质量份并进行搅拌,由此使粒子状的聚氨酯树脂进行链延长,然后进行老化、脱溶剂,由此得到固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂的水性分散液。在此所得的聚氨酯树脂的酸值为30、由投料原料比所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投入去离子水140质量份、前述中得到的聚氨酯树脂的水分散体100质量份,一边吹送氮,一边升温至80℃。为了得到构成核层的乙烯基聚合物,在升温至80℃的反应容器内,在搅拌下,一边保持反应容器内温度为80±2℃,一边从各自的滴液漏斗中用120分钟滴加包含甲基丙烯酸甲酯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、和过硫酸铵水溶液(浓度:0.5质量%)20质量份并进行聚合。滴加结束后,在同一温度下搅拌60分钟搅拌,由此得到由包含前述聚氨酯树脂的壳层、和包含前述乙烯基聚合物的核层所构成的复合树脂粒子的水分散体。将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接着使用去离子水以使得不挥发成分达到20.0质量%,然后用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
在由聚酰亚胺膜(东丽·杜邦株式会社制Kapton200H)形成的被印刷体(基材)表面,使用旋涂机涂布前述合成例1~15中得到的组合物以使得其干燥膜厚达到0.1μm,接下来,使用热风干燥机进行干燥,由此在前述被印刷体(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(负图案)的玻璃制的移除版,依照以下示出的凸版反转印刷顺序,在带有受理层的聚酰亚胺膜上制作出线宽约20μm的线状镀核图案。
在气氛温度25℃、相对湿度48%的气氛下,在橡皮布的成为脱模面的硅酮平滑面通过狭缝涂布机均匀地涂布墨液以使得湿膜厚达到约2μm,放置1分钟(待机时间)自然干燥后,将作为移除版的负图案的玻璃凸版向橡皮布上的墨液涂布面轻轻触碰,然后离开,从而将墨液除去,在橡皮布上形成线宽约20μm的线状画线。利用移除版进行的墨液的切割良好,可形成具有锐利的边缘的画线。接着,将形成在橡皮布上的墨液图案按压转印于作为被印刷体的带有受理层的聚酰亚胺膜,在150℃的条件下干燥1小时,由此得到镀核墨液图案。
接下来,对于镀核图案表面,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(氧浓度约21质量%)、流量;20升/分钟、输出功率;150W、处理时间5秒)进行电晕放电处理。
接下来,将经处理的镀核图案表面设定为阴极,将含磷铜设定为阳极,使用包含硫酸铜的电解镀液以电流密度2A/dm2进行15分钟电解镀,由此在前述经等离子体放电处理后的层的表面层叠了铜镀敷层。作为前述电解镀液,使用硫酸铜70g/升、硫酸200g/升、氯离子50mg/升、Top Lucina SF(奥野制药工业株式会社制的光泽剂)5g/升。通过以上的方法,得到将基材、受理层、镀核图案和相当于镀敷层的层层叠而得的导电性高精细图案。
实施例16~17
使用旋涂机将合成例14及15中得到的组合物与实施例1~15同样地涂布以使得其干燥膜厚达到0.1μm,接下来,使用热风干燥机进行干燥,由此在前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同样地操作而得到导电性图案。
比较例1~15
在由聚酰亚胺膜(东丽·杜邦株式会社制Kapton200H)形成的被印刷体表面,利用旋涂机涂布前述合成例1~15中得到的组合物以使其干燥膜厚达到0.1μm,接下来,使用热风干燥机进行干燥,由此在前述被印刷体表面形成受理层。
使用喷墨打印机(Konica Minolta IJ(株)制喷墨试验机EB150、评价用打印头KM512M)来印刷IJ印刷用镀核墨液(b’),接着在150℃的条件下干燥1小时,由此在带有受理层的聚酰亚胺膜上制作出线宽约100μm的线状镀核图案。
接下来,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。
接下来,将处理后的镀核图案表面设定为阴极,将含磷铜设定为阳极,使用包含硫酸铜的电解镀液以电流密度2A/dm2进行15分钟电解镀,由此在前述经等离子体放电处理后的层的表面层叠了厚8μm的铜镀敷层。作为前述电解镀液,使用了硫酸铜70g/升、硫酸200g/升、氯离子50mg/升、Top Lucina SF(奥野制药工业株式会社制的光泽剂)5g/升。利用以上的方法,得到将被印刷体、受理层、镀核图案、和与镀敷层相当的层层叠而得的导电性图案。
比较例16
除了不使用受理层以外,通过与实施例1~15相同的方法来尝试形成导电性图案。
比较例17
除了不使用受理层以外,通过与实施例16~17相同的方法来尝试形成导电性图案。
[镀核图案的密合性的评价方法]
用手指将玻璃纸粘合带(Nichiban(株)制,CT405AP-24,24mm)压接于镀核图案的表面后,使上述玻璃纸粘合带在相对于上述镀核图案的表面为90度的方向上剥离。目视观察剥离后的玻璃纸粘合带的粘合面,基于其附着物的有无来评价上述密合性。
将在上述剥离后的玻璃纸粘合带的粘合面上完全没有附着镀核图案的情形评价为“A”;将相对于上述镀核图案和粘合带相接触的面积而小于3%的范围的镀核图案从受理层剥离,并附着于粘合带的粘合面的情形评价为“B”;将相对于上述镀核图案和粘合带相接触的面积而为3%以上且小于30%的范围的镀核图案从受理层剥离,并附着于粘合带的粘合面的情形评价为“C”;将相对于上述镀核图案和粘合带相接触的面积而为30%以上的范围的镀核图案从受理层剥离、并附着于粘合带的情形评价为“D”。
[导电性高精细图案的剖面形状的评价方法]
利用光干涉显微镜(RYOKA SYSTEM(株)制、MICROMAP)观察所得的导电性图案的剖面形状。将导电性图案的剖面形状平坦的情形评价为“○”,将前述导电性图案的剖面形状为凹型(咖啡渍圈(coffee ring)状)或凸型(半圆锥型)的情形评价为“×”。
[导电性高精细图案的密合性的评价方法]
以构成前述中所得的导电性高精细图案的镀敷层成为外侧的方式弯折180度后,返回原来的状态。此时,将目视无法确认出导电性高精细图案的剥离的情形评价为剥離“A”、将导电性高精细图案的极少一部分发生剥离的情形评价为“B”、将导电性高精细图案的一部分发生剥离的情形评价为“C”,将在前述镀敷工序的途中镀核图案的一部分从受理层上剥离的情形评价为“D”。
上述的结果示于表1~2。
[表1]
[表2]
产业上的可利用性
通过本发明的图案形成法所形成的导电性高精细图案能够用于电路或集成电路等所使用的电路形成用基板、构成有机太阳能电池或电子书籍终端、有机EL、有机晶体管、挠性印制基板、RFID、电磁波屏蔽物等的配线、挠性印制基板(FPC)、载带自动键合(TAB)、覆晶薄膜(C○F)及印制电路布线板(PWB)等用途。
符号说明
1:墨液膜
2:橡皮布
3:移除版
4:被转印体
Claims (8)
1.一种导电性高精细图案的形成方法,其特征在于,其具有:
(1)在基板上涂布树脂组合物(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)、并在受理层(A)上形成镀核图案(B)的工序;以及
(3)利用电解镀法使金属析出到工序(2)中形成的镀核图案(B)上的工序,
所述树脂组合物(a)包含重均分子量为5千以上的聚氨酯树脂(a1)或重均分子量为10万以上且酸值为10~80的乙烯基树脂(a2),还包含介质(a3),
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,且该金属纳米粒子被含有碱性氮原子的有机化合物保护并分散在所述墨液(b)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团。
2.根据权利要求1所述的导电性高精细图案的形成方法,其中,
所述聚氨酯树脂(a1)具有相对于总量为2,000mmol/kg~5,500mmol/kg的脂肪族环式结构、和亲水基团。
3.根据权利要求1或2所述的导电性高精细图案的形成方法,其中,
所述乙烯基树脂(a2)是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到的。
4.根据权利要求1或2所述的导电性高精细图案的形成方法,其中,所述树脂组合物(a)含有复合树脂粒子,所述复合树脂粒子由包含聚氨酯树脂(a1)的壳层和包含乙烯基树脂(a2)的核层构成。
5.根据权利要求1或2所述的导电性高精细图案的形成方法,其中,
在所述墨液(b)中还含有氟系表面能量调节剂、和/或硅系表面能量调节剂。
6.根据权利要求1或2所述的导电性高精细图案的形成方法,
其中,
所述凸版反转印刷法是如下的印刷法,即
(i)在橡皮布的疏液表面上形成均匀的墨液膜,
(ii)将凸版按压至该墨液膜面而将与该凸版接触的部分的墨液从橡皮布上除去,然后
(iii)将残留在橡皮布上的墨液转印至被印刷体,形成目标图案。
7.一种导电性高精细图案,其通过权利要求1~6中任一项所述的图案形成方法而形成。
8.一种电路,其包含权利要求7所述的导电性高精细图案。
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