CN116601246A - 油墨组、层叠体及层叠体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油墨组及其应用,所述油墨组含有:绝缘油墨,包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体;及导电油墨,包含金属络合物及金属盐中的至少一者。
Description
技术领域
本发明涉及一种油墨组、层叠体及层叠体的制造方法。
背景技术
印刷电路板有时会存在电磁波噪音、静电噪音等噪音问题。以往,已知有一种通过使用银粒子油墨的热烧结而形成导电层的方法。
例如,在日本特开2003-183401公报中记载有一种固化性树脂组合物,其特征为包含在一分子中具有2个以上羧基的聚羧酸树脂(A)、固化成分(B)、固化剂(C)及pH超过7.0的导电性填料(D)。并且,在美国专利第10597547号说明书中记载有一种包含银络合物的油墨组合物。
发明内容
发明要解决的技术课题
要求设置于绝缘层上的导电层提高导电性。为了在绝缘层上设置导电性更优异的导电层,重要的是用于形成绝缘层的绝缘油墨与用于形成导电层的导电油墨的组合。
本发明鉴于这样的情况而完成,根据本发明的一实施方式,可提供一种能够获得导电性优异的层叠体的油墨组。
并且,根据本发明的另一实施方式,可提供一种导电性优异的层叠体及层叠体的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种油墨组,其含有:
绝缘油墨,包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体;及
导电油墨,包含金属络合物及金属盐中的至少一者。
<2>根据<1>所述的油墨组,其中,
聚合引发剂为烷基苯酮化合物。
<3>根据<1>或<2>所述的油墨组,其中,
聚合引发剂为选自由α-氨基烷基苯酮化合物及苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物组成的组中的至少1种。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的油墨组,其中,
聚合引发剂的含量相对于绝缘油墨的总量为2质量%~10质量%。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的油墨组,其中,
多官能聚合性单体在聚合性单体中所占的比例为50质量%以下。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的油墨组,其中,
绝缘油墨包含N-乙烯基化合物。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的油墨组,其中,
由绝缘油墨形成的绝缘层上的导电油墨的接触角为60°以下。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的油墨组,其中,
金属络合物是具有源自选自由氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物、胺及碳原子数8~20的羧酸组成的组中的至少1种的结构的金属络合物,金属盐是金属羧酸盐。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的油墨组,其中,
在将绝缘油墨和导电油墨设定为相同质量时,绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量与导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比为0.06~0.5。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的油墨组,其用于印刷电路板。
<11>一种层叠体的制造方法,该制造方法中使用<1>至<10>中任一项所述的油墨组,且包括:
在基材上赋予绝缘油墨而获得绝缘层的工序;及
在绝缘层上赋予导电油墨而获得导电层的工序。
<12>根据<11>所述的层叠体的制造方法,其中,
将导电层的厚度与绝缘层的厚度之比设定为小于0.5。
<13>根据<11>或<12>所述的层叠体的制造方法,其中,
在获得导电层的工序中,赋予导电油墨之后,使用热或光来固化所述导电油墨。
<14>根据<11>至<13>中任一项所述的层叠体的制造方法,其中,
在获得导电层的工序中,重复2次以上赋予导电油墨的工序。
<15>一种层叠体,其使用<1>至<10>中任一项所述的油墨组,层叠体包含基材、设置于基材上的绝缘油墨的固化物即绝缘层、及设置于绝缘层上的导电油墨的固化物即导电层。
发明效果
根据本发明的一实施方式,可提供一种能够获得导电性优异的层叠体的油墨组。
并且,根据本发明的另一实施方式,可提供一种导电性优异的层叠体及层叠体的制造方法。
具体实施方式
以下,对本发明的油墨组、层叠体及层叠体的制造方法进行详细说明。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。
在本说明书中阶段性地记载的数值范围中,在某一数值范围内记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性地记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本说明书中记载的数值范围中,在某个数值范围中记载的上限值或下限值也可以替换为在实施例中所示的值。
在本说明书中,在组合物中存在多种与各成分对应的物质的情况下,只要没有特别说明,则组合物中的各成分的量是指组合物中存在的多种物质的总量。
在本说明书中,两个以上的优选方式的组合为更优选的方式。
在本说明书中,“工序”一词不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要可实现该工序的预期目的,则也包括在本术语中。
在本说明书中,“图像”是指膜整体,“图像记录”是指图像(即,膜)的形成。并且,本发明中的“图像”的概念还包括实心图像(solid image)。
[油墨组]
本发明的油墨组含有包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体的绝缘油墨、及包含金属络合物及金属盐中的至少一者的导电油墨。通过使用本发明的油墨组,能够获得导电性优异的层叠体。该理由推测为如下。
在本发明的油墨组中,绝缘油墨包含聚合引发剂及聚合性单体,例如,通过照射活性能量射线,利用产生自聚合引发剂的自由基进行聚合性单体的聚合。通过聚合性单体的聚合而固化绝缘油墨,由此形成绝缘层。并且,通过在绝缘层上赋予导电油墨并加热而形成导电层。本发明人等发现,在绝缘层的形成中,通过抑制绝缘层中的未固化成分转移到导电性油墨而导电性提高。尤其,作为绝缘层中的未固化成分,着眼于聚合引发剂的分解物。发现抑制聚合引发剂的分解物转移到导电性油墨,有助于提高导电性。认为在本发明的油墨组中,绝缘油墨中包含的选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂即使分解也不易转移到导电性油墨或即使分解并转移到导电性油墨也不易降低导电性。
而且,在本发明的油墨组中,导电油墨包含金属络合物及金属盐中的至少一者。与由包含金属粒子的导电油墨形成的导电层相比,由包含金属络合物及金属盐中的至少一者的导电油墨形成的导电层的孔隙少。因此,能够获得导电性优异的层叠体。
例如,在日本特开2003-183401公报中记载有一种包含导电性填料的固化性树脂组合物。认为由包含导电性填料的固化性树脂组合物形成的导电层由于存在孔隙而无法获得高导电性。并且,在日本特开2003-183401公报中未记载有着眼于绝缘油墨与导电油墨的组合的内容。
另一方面,在美国专利第10597547号说明书中记载有一种包含银络合物的油墨组合物。然而,在美国专利第10597547号说明书中,也未记载有着眼于绝缘油墨与导电油墨的组合的内容。
<绝缘油墨>
在本发明的油墨组中,绝缘油墨包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体。
在本发明中,绝缘油墨是指用于形成具有绝缘性的绝缘层的油墨。绝缘性是指体积电阻率为1010Ωcm以上的性质。
(聚合引发剂)
绝缘油墨包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂。
作为肟化合物,例如,可举出1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)、3-苯甲酰氧基亚氨基丁-2-酮、3-乙酰氧基亚氨基丁-2-酮、3-丙酰氧基亚氨基丁-2-酮、2-乙酰氧基亚氨基戊-3-酮、2-乙酰氧基亚氨基-1-苯基丙-1-酮、2-苯甲酰氧基亚氨基-1-苯基丙-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚氨基丁-2-酮及2-乙氧基羰氧基亚氨基-1-苯基丙-1-酮。
并且,肟化合物可以是在咔唑环的N位连结有肟的日本特表2009-519904号公报中记载的化合物、在二苯甲酮部位导入有杂(hetero)取代基的美国专利第7626957号说明书中记载的化合物、在色素部位导入有硝基的日本特开2010-15025号公报及美国专利公开第2009-292039号说明书中记载的化合物、在国际公开第2009/131189号说明书中记载的酮肟化合物、在同一分子内含有三嗪骨架和肟骨架的美国专利第7556910号说明书中记载的化合物;或在405nm处具有吸收极大且对g射线光源具有良好的灵敏度的日本特开2009-221114号公报中记载的化合物。
并且,肟化合物可以是具有芴环的肟化合物。作为具有芴环的肟化合物,例如,可举出日本特开2014-137466号公报中记载的化合物。
并且,肟化合物可以是具有苯并呋喃骨架的肟化合物。作为具有苯并呋喃骨架的肟化合物,例如,可举出国际公开第2015/036910号中记载的化合物OE-01~OE-75。
并且,肟化合物可以是具有咔唑环的至少1个苯环成为萘环的骨架的肟化合物。作为此类肟化合物,例如,可举出国际公开第2013/083505号中记载的化合物。
并且,肟化合物可以是具有氟原子的肟化合物。作为具有氟原子的肟化合物,例如,可举出日本特开2010-262028号公报中记载的化合物;日本特表2014-500852号公报中记载的化合物24、36~40;及日本特开2013-164471号公报中记载的化合物(C-3)。
并且,肟化合物可以是具有硝基的肟化合物。具有硝基的肟化合物可以是二聚体。作为具有硝基的肟化合物,例如,可举出日本特开2013-114249号公报的0031~0047段、日本特开2014-137466号公报的0008~0012、0070~0079段中记载的化合物;日本专利第4223071号公报的0007~0025段中记载的化合物;及ADEKAARKLS NCI-831(ADEKACORPORATION制)。
作为肟化合物的市售品,例如,可举出IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE OXE03及IRGACURE OXE04(BASF Japan Ltd.制);TR-PBG-304、TR-PBG-309及TR-PBG-305(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD制);以及ADEKAARKLSNCI-930及ADEKAOPTOMER N-1919(ADEKACORPORATION制)。
作为烷基苯酮化合物,例如,可举出α-羟烷基苯酮化合物、α-氨基烷基苯酮化合物及苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物。
作为α-羟烷基苯酮化合物,例如,可举出2,2’-二羟基-2,2’-二甲基-1,1’-[亚甲基双(4,1-亚苯基)]双(丙-1-酮)、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-2-羟基-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮及1-羟基环己基苯酮。
作为α-氨基烷基苯酮化合物,例如,可举出2-甲基-1-苯基-2-吗啉基丙-1-酮、2-甲基-1-[4-(己基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮、2-乙基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮)、2-(二甲基氨基)-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮及2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-丁-1-酮。
作为苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物,例如,烷基苯酮化合物可举出2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
作为烷基苯酮化合物的市售品,例如,可举出Omnirad 651、Omnirad184、Omnirad1173、Omnirad 2959、Omnirad 127、Omnirad 907、Omnirad369、Omnirad 369E(IGM ResinsB.V.制)。
作为二茂钛化合物,例如,可举出二-η(5)-环戊二烯基双[2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)苯基]钛(IV)、二环戊二烯基-二氯化物钛、二环戊二烯基-双苯基钛、二环戊二烯基-双-2,3,4,5,6-五氟苯-1-基钛、二环戊二烯基-双-2,3,5,6-四氟苯-1-基钛、二环戊二烯基-双-2,4,6-三氟苯-1-基钛、二环戊二烯基-2,6-二氟苯-1-基钛、二环戊二烯基-双-2,4-二氟苯-1-基钛、二甲基环戊二烯基-双-2,3,4,5,6-五氟苯-1-基钛、二甲基环戊二烯基-双-2,3,5,6-四氟苯-1-基钛、二甲基环戊二烯基-双-2,4-二氟苯-1-基钛、双(环戊二烯基)-双(2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)苯基)钛、双(环戊二烯基)双〔2,6-二氟-3-(甲基磺酰胺基)苯基〕钛及双(环戊二烯基)双〔2,6-二氟-3-(N-丁基联芳酰基-氨基)苯基〕钛。
其中,从进一步提高导电性的观点考虑,绝缘油墨中包含的聚合引发剂优选为烷基苯酮化合物,更优选为选自由α-氨基烷基苯酮化合物及苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物组成的组中的至少1种。认为烷基苯酮化合物即使分解,分解物也不易转移到导电性油墨。并且,认为烷基苯酮化合物的分解物即使转移到导电性油墨,也不易降低导电性。
选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂的含量相对于绝缘油墨的总量,优选为2质量%~10质量%,更优选为3质量%~9质量%。若上述含量为2质量%以上,则绝缘层与导电层的密合性提高。另一方面,若上述含量为10质量%以下,则导电性提高且绝缘层与导电层的密合性提高。
绝缘油墨可以含有除了选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂以外的其他聚合引发剂。从导电性的观点考虑,绝缘油墨优选不包含其他聚合引发剂。
作为其他聚合引发剂,例如,可举出酰基氧化膦化合物。绝缘油墨包含其他聚合引发剂时,从导电性的观点考虑,其他聚合引发剂的含量相对于绝缘油墨的总量,优选为5质量%以下。
(聚合性单体)
绝缘油墨包含至少1种聚合性单体。
聚合性单体是指在1分子中具有至少1个聚合性基团的单体。聚合性单体中的聚合性基团可以是阳离子聚合性基团,也可以是自由基聚合性基团,从固化性的观点考虑,优选为自由基聚合性基团。并且,从固化性的观点考虑,自由基聚合性基团优选为烯属不饱和基团。
在本发明中,单体是指分子量为1000以下的化合物。分子量能够根据构成化合物的原子的种类及数量计算。
聚合性单体可以是具有1个聚合性基团的单官能聚合性单体,也可以是具有2个以上聚合性基团的多官能聚合性单体。
-单官能聚合性单体-
单官能聚合性单体只要是具有1个聚合性基团的单体,则并没有特别限定。从固化性的观点考虑,单官能聚合性单体优选为单官能自由基聚合性单体,更优选为单官能烯属不饱和单体。
作为单官能烯属不饱和单体,例如,可举出单官能(甲基)丙烯酸酯、单官能(甲基)丙烯酰胺、单官能芳香族乙烯基化合物、单官能乙烯基醚及单官能N-乙烯基化合物。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸4-正丁基环己酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、2-乙基己基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸4-溴丁酯、(甲基)丙烯酸氰基乙酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-四氟乙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟癸酯、(甲基)丙烯酸4-丁基苯酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2,4,5-四甲基苯酯、(甲基)丙烯酸4-氯苯酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基甲酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-3-羟丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、环状三羟甲基丙烷甲缩醛(甲基)丙烯酸酯、苯基缩水甘油基醚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯、聚环氧乙烷单甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯、聚环氧乙烷单烷基醚(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚环氧丙烷单烷基醚(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基六氢邻苯二甲酸、2-甲酰氧基乙基-2-羟丙基邻苯二甲酸酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸丁氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、环氧乙烷(EO)改性苯酚(甲基)丙烯酸酯、EO改性甲酚(甲基)丙烯酸酯、EO改性壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷(PO)改性壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、EO改性-(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯、及琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯。
其中,从提高耐热性的观点考虑,单官能(甲基)丙烯酸酯优选为具有芳香环或脂肪族环的单官能(甲基)丙烯酸酯,更优选为(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、或(甲基)丙烯酸二环戊酯。
作为单官能(甲基)丙烯酰胺,例如,可举出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、及(甲基)丙烯酰吗啉。
作为单官能芳香族乙烯基化合物,例如可举出苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、异丙基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、3-丙基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、3-丁基苯乙烯、4-丁基苯乙烯、3-己基苯乙烯、4-己基苯乙烯、3-辛基苯乙烯、4-辛基苯乙烯、3-(2-乙基己基)苯乙烯、4-(2-乙基己基)苯乙烯、烯丙基苯乙烯、异丙烯基苯乙烯、丁烯基苯乙烯、辛烯基苯乙烯、4-叔丁氧基羰基苯乙烯及4-叔丁氧基苯乙烯。
作为单官能乙烯基醚,例如,可举出甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、正壬基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、环己基甲基乙烯基醚、4-甲基环己基甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、二环戊烯基乙烯基醚、2-二环戊烯氧基乙基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、丁氧基乙基乙烯基醚、甲氧基乙氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙氧基乙基乙烯基醚、甲氧基聚乙二醇乙烯基醚、四氢糠基乙烯基醚、2-羟乙基乙烯基醚、2-羟丙基乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、4-羟甲基环己基甲基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、聚乙二醇乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚、氯丁基乙烯基醚、氯乙氧基乙基乙烯基醚、苯基乙基乙烯基醚及苯氧基聚乙二醇乙烯基醚。
作为单官能N-乙烯基化合物,例如,可举出N-乙烯基-ε-己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺及N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺。
其中,从提高表面固化性及密合性的观点考虑,单官能N-乙烯基化合物优选为具有杂环结构的化合物。
-多官能聚合性单体-
多官能聚合性化合物只要是具有2个以上聚合性基团的单体,则并没有特别限定。从固化性的观点考虑,多官能聚合性化合物优选为多官能自由基聚合性单体,更优选为多官能烯属不饱和单体。
作为多官能烯属不饱和单体,例如,可举出多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能乙烯基醚及多官能烯丙基化合物。
作为多官能(甲基)丙烯酸酯,例如,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、庚二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性己二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性己二醇二(甲基)丙烯酸酯、辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙氧基三羟甲基丙烷、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯及三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯。
作为多官能乙烯基醚,例如,可举出1,4-丁二醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、聚乙二醇二乙烯基醚、丙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、双酚A环氧烷二乙烯基醚、双酚F环氧烷二乙烯基醚、三羟甲基乙烷三乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、甘油三乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、二季戊四醇五乙烯基醚、二季戊四醇六乙烯基醚、EO加成三羟甲基丙烷三乙烯基醚、PO加成三羟甲基丙烷三乙烯基醚、EO加成二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、PO加成二三羟甲基丙烷四乙烯基醚、EO加成季戊四醇四乙烯基醚、PO加成季戊四醇四乙烯基醚、EO加成二季戊四醇六乙烯基醚及PO加成二季戊四醇六乙烯基醚。
作为多官能烯丙基化合物,例如,可举出异氰脲酸三烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三甲酸三烯丙酯及均苯四甲酸四烯丙酯。
其中,从固化性的观点考虑,多官能聚合性单体优选为(甲基)丙烯酰基以外的部分的碳原子数为3~11的单体。作为(甲基)丙烯酰基以外的部分的碳原子数为3~11的单体,具体而言,更优选为1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(EO链n=4)、或1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯。
多官能聚合性单体在聚合性单体中所占的比例优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下。若多官能聚合性单体在聚合性单体中所占的比例为60质量%以下,则基于固化收缩的残余应力不会变得过大,绝缘层与导电层的密合性及基材与绝缘层的密合性优异。多官能聚合性单体在聚合性单体中所占的比例的下限值优选为0质量%,更优选为20质量%。
在本发明中,绝缘油墨优选包含N-乙烯基化合物,更优选包含N-乙烯基己内酰胺。N-乙烯基化合物容易存在于空气界面,并具有提高油墨膜的表面固化性的功能。因此,若在绝缘油墨中含有N-乙烯基化合物,则抑制绝缘层中的未固化成分转移到导电油墨而导电性提高。并且,由于N-乙烯基化合物的极性高,因此与导电层的相互作用强。因此,若在绝缘油墨中含有N-乙烯基化合物,则绝缘层与导电层的密合性提高。
在本发明中,绝缘油墨可以包含聚合引发剂及聚合性单体以外的其他成分。作为其他成分,可举出增感剂、表面活性剂及添加剂。
(增感剂)
绝缘油墨可以含有至少1种增感剂。
作为增感剂,例如,可举出多核芳香族化合物(例如,芘、苝、三亚苯及2-乙基-9,10-二甲氧基蒽)、呫吨系化合物(例如,荧光素、曙红、赤藓红、罗丹明B及玫瑰红)、花青系化合物(例如,硫杂羰花青及氧杂羰花青)、部花青系化合物(例如,部花青及羰部花青)、噻嗪系化合物(例如,硫堇、亚甲基蓝及甲苯胺蓝)、吖啶系化合物(例如,吖啶橙、氯黄素及吖啶黄素)、蒽醌类(例如,蒽醌)、方酸菁系化合物(例如,方酸菁)、香豆素系化合物(例如,7-二乙基氨基-4-甲基香豆素)、噻吨酮系化合物(例如,异丙基噻吨酮)、及二氢苯并噻喃酮系化合物(例如,二氢苯并噻喃酮)。其中,增感剂优选为噻吨酮系化合物。
作为噻吨酮系化合物,例如,可举出噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-甲氧基羰基噻吨酮、2-乙氧基羰基噻吨酮、3-(2-甲氧基乙氧基羰基)噻吨酮、4-丁氧基羰基噻吨酮、3-丁氧基羰基-7-甲基噻吨酮、1-氰基-3-氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-乙氧基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氨基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-苯基磺酰基噻吨酮、3,4-二[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基羰基]噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-(1-甲基-1-吗啉基乙基)噻吨酮、2-甲基-6-二甲氧基甲基噻吨酮、2-甲基-6-(1,1-二甲氧基苄基)噻吨酮、2-吗啉基甲基噻吨酮、2-甲基-6-吗啉基甲基噻吨酮、正烯丙基噻吨酮-3,4-二羧基酰亚胺、正辛基噻吨酮-3,4-二羧基酰亚胺、N-(1,1,3,3-四甲基丁基)噻吨酮-3,4-二羧基酰亚胺、1-苯氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲基噻吨酮、噻吨酮-2-聚乙二醇酯及2-羟基-3-(3,4-二甲基-9-氧代基-9H-噻吨酮-2-基氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙烷氯化铵。
作为噻吨酮系化合物的市售品,可举出LAMBSON LIMITED制SPEEDCURE系列,例如SPEEDCURE ITX(2-异丙基噻吨酮)。
绝缘油墨含有增感剂时,增感剂的含量并没有特别限定,相对于绝缘油墨的总量,优选为1.0质量%~15.0质量%,更优选为1.5质量%~5.0质量%。
聚合引发剂的含量相对于增感剂的含量的质量比率优选为大于1,更优选为大于1.5。并且,上述质量比率的上限值并没有特别限定,例如为10。
(链转移剂)
绝缘性保护层形成用油墨可以含有至少1种链转移剂。
从提高光聚合反应的反应性的观点考虑,链转移剂优选为多官能硫醇。
作为多官能性硫醇,例如,可举出1,6-己二硫醇、1,10-癸二硫醇、二巯基二乙醚、二巯基二乙基硫醚等脂肪族硫醇类、亚二甲苯基二硫醇、4,4′-二巯基二苯基硫醚、1,4-苯二硫醇等芳香族硫醇类;
乙二醇二(巯基乙酸酯)、聚乙二醇二(巯基乙酸酯)、丙二醇二(巯基乙酸酯)、甘油三(巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、二季戊四醇六(巯基乙酸酯)等多元醇的聚(巯基乙酸酯);
乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、丙二醇二(3-巯基丙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)等多元醇的聚(3-巯基丙酸酯);及
1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)等聚(巯基丁酸酯)。
(表面活性剂)
绝缘油墨可以含有至少1种表面活性剂。
作为表面活性剂,可举出在日本特开昭62-173463号公报及日本特开昭62-183457号公报中记载的表面活性剂。并且,作为表面活性剂,例如,可举出二烷基磺基琥珀酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪酸盐等阴离子性表面活性剂;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、炔二醇、聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物等非离子性表面活性剂;及烷胺盐、季铵盐等阳离子性表面活性剂。并且,表面活性剂可以是氟系表面活性剂或硅酮系表面活性剂。
绝缘油墨含有表面活性剂时,表面活性剂的含量相对于绝缘油墨的总量,优选为3质量%以下,更优选为1质量%以下。表面活性剂的含量的下限值并没有特别限定。
(有机溶剂)
绝缘油墨可以含有至少1种有机溶剂。
作为有机溶剂,例如,可举出乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚(PGME)、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;
乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二乙醚、四乙二醇二甲醚等(聚)亚烷基二醇二烷基醚类;
二乙二醇乙酸酯等(聚)亚烷基二醇乙酸酯类;
乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等(聚)亚烷基二醇二乙酸酯类;
乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、甲基乙基酮、环己酮等酮类;
γ-丁内酯等内酯类;
乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯(MBA)、丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯类;
四氢呋喃、二噁烷等环状醚类;及
二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类。
绝缘油墨含有有机溶剂时,有机溶剂的含量相对于油墨的总量,优选为80质量%以下,更优选为60质量%以下。有机溶剂的含量的下限值并没有特别限定。
(添加剂)
绝缘油墨可以根据需要含有共增感剂(co-sensitizer)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防褪色剂、碱性化合物等添加剂。
(物性)
从利用喷墨记录方式赋予时提高喷出稳定性的观点考虑,绝缘油墨的pH优选为7~10,更优选为7.5~9.5。pH使用pH计在25℃下测定,例如,使用DKK-TOACorporation制pH计(型号“HM-31”)测定。
从控制绝缘层的膜厚的观点考虑,绝缘油墨的粘度优选为0.5mPa·s~100mPa·s,更优选为2mPa·s~80mPa·s,进一步优选为3mPa·s~60mPa·s。粘度使用粘度计在25℃下测定,例如,使用Toki Sangyo Co.,Ltd制TV-22型粘度计测定。
从控制绝缘层的膜厚的观点考虑,绝缘油墨的表面張力优选为60mN/m以下,更优选为20mN/m~50mN/m,进一步优选为25mN/m~45mN/m。表面张力使用表面张力计在25℃下测定,例如,使用Kyowa Interface Science Co.,LTD.制自动表面张力计(产品名“CBVP-Z”),通过平板法测定。
<导电油墨>
在本发明的油墨组中,导电油墨包含金属络合物及金属盐中的至少一者。
在本发明中,导电油墨是指用于形成具有导电性的导电层的油墨。导电性是指体积电阻率小于108Ωcm的性质。
(金属络合物)
作为构成金属络合物的金属,例如,可举出银、铜、金、铝、镁、钨、钼、锌、镍、铁、铂、锡、铜及铅。其中,从导电性的观点考虑,构成金属络合物的金属优选包含选自由银、金、铂、镍、钯及铜组成的组中的至少1种,更优选包含银。
金属络合物例如通过使金属盐与络合剂进行反应来获得。作为金属络合物的制造方法,例如,可举出将金属盐及络合剂添加到有机溶剂中并搅拌规定时间的方法。搅拌方法并没有特别限定,能够从使用搅拌棒、搅拌叶片或搅拌器搅拌的方法、施加超声波的方法等公知的方法中适当选择。
作为金属盐,可举出金属氧化物、硫氰酸盐、硫化物、氯化物、氰化物、氰酸盐、碳酸盐、乙酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、高氯酸盐、四氟硼酸盐、乙酰丙酮络盐及羧酸盐。
作为络合剂,可举出胺、氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物、碳酸氢铵化合物及羧酸。其中,从导电性的观点考虑,络合剂优选包含选自由氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物、胺及碳原子数8~20的羧酸组成的组中的至少1种。
金属络合物具有源自络合剂的结构,优选具有源自选自由氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物、胺及碳原子数8~20的羧酸组成的组中的至少1种的结构。
关于作为络合剂的胺,例如,可举出氨、伯胺、仲胺、叔胺及聚胺。
作为具有直链状烷基的伯胺,例如,可举出甲胺、乙胺、1-丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、庚胺、辛胺、壬胺、正癸胺、十一烷胺、十二烷胺、十三烷胺、十四烷胺、十五烷胺、十六烷胺、十七烷胺及十八烷胺。
作为具有支链状烷基的伯胺,例如,可举出异丙胺、仲丁胺、叔丁胺、异戊胺、2-乙基己胺及叔辛胺。
作为具有脂环结构的伯胺,例如,可举出环己胺及二环己胺。
作为具有羟基烷基的伯胺,例如,可举出乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、丙醇胺、异丙醇胺、二丙醇胺、二异丙醇胺、三丙醇胺及三异丙醇胺。
作为具有芳香环的伯胺,例如,可举出苄胺、N,N-二甲基苄胺、苯胺、二苯胺、三苯胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基-对甲苯胺、4-氨基吡啶及4-二甲基氨基吡啶。
作为仲胺,例如,可举出二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二苯胺、二环戊胺及甲基丁胺。
作为叔胺,例如,可举出三甲胺、三乙胺、三丙胺及三苯胺。
作为聚胺,例如,可举出乙二胺、1,3-二氨基丙烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四亚甲基五胺、六乙烯二胺、四乙烯五胺及其组合。
胺优选为烷胺,优选为碳原子数3~10的烷胺,更优选为碳原子数为4~10的伯烷胺。
构成金属络合物的胺可以是1种,也可以是2种以上。
使金属盐与胺进行反应时,胺的摩尔量与金属盐的摩尔量之比优选为1倍~15倍,更优选为1.5倍~6倍。若上述比率在上述范围内,则络合物形成反应完成而可获得透明溶液。
关于作为络合剂的氨基甲酸铵系化合物,可举出氨基甲酸铵、甲基氨基甲酸甲铵、乙基氨基甲酸乙铵、1-丙基氨基甲酸1-丙铵、异丙基氨基甲酸异丙铵、丁基氨基甲酸丁铵、异丁基氨基甲酸异丁铵、戊基氨基甲酸戊铵、己基氨基甲酸己铵、庚基氨基甲酸庚铵、辛基氨基甲酸辛铵、2-乙基己基氨基甲酸2-乙基己铵、壬基氨基甲酸壬铵及癸基氨基甲酸癸铵。
关于作为络合剂的碳酸铵系化合物,可举出碳酸铵、甲基碳酸铵、乙基碳酸铵、1-丙基碳酸铵、异丙基碳酸铵、丁基碳酸铵、异丁基碳酸铵、戊基碳酸铵、己基碳酸铵、庚基碳酸铵、辛基碳酸铵、2-乙基己基碳酸铵、壬基碳酸铵及癸基碳酸铵。
关于作为络合剂的碳酸氢铵系化合物,可举出碳酸氢铵、甲基碳酸氢铵、乙基碳酸氢铵、1-丙基碳酸氢铵、异丙基碳酸氢铵、丁基碳酸氢铵、异丁基碳酸氢铵、戊基碳酸氢铵、己基碳酸氢铵、庚基碳酸氢铵、辛基碳酸氢铵、2-乙基己基碳酸氢铵、壬基碳酸氢铵及癸基碳酸氢铵。
使金属盐与氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物或碳酸氢铵系化合物进行反应时,氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物或碳酸氢铵系化合物的摩尔量与金属盐的摩尔量之比优选为0.01倍~1倍,更优选为0.05倍~0.6倍。
关于作为络合剂的羧酸,例如,可举出己酸、辛酸、壬酸、2-乙基己酸、癸酸、新癸酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸及亚麻酸。其中,羧酸优选为碳原子数8~20的羧酸。
<金属盐>
作为构成金属盐的金属,例如,可举出银、铜、金、铝、镁、钨、钼、锌、镍、铁、铂、锡、铜及铅。其中,从导电性的观点考虑,构成金属络合物的金属优选包含选自由银、金、铂、镍、钯及铜组成的组中的至少1种,更优选包含银。
作为金属盐,例如,可举出金属的苯甲酸盐、卤化物、碳酸盐、柠檬酸盐、碘酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、乙酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硫化物、三氟乙酸盐及羧酸盐。另外,盐可以组合2种以上。
从导电性及稳定性的观点考虑,金属盐优选为金属羧酸盐。形成羧酸盐的羧酸优选为选自由甲酸及碳原子数1~30的脂肪酸组成的组中的至少1种。羧酸为碳原子数1~30的脂肪酸时,脂肪酸可以是直链状,也可以是支链状,还可以具有取代基。
作为直链脂肪酸,例如,可举出乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、山嵛酸、油酸、辛酸、壬酸、癸酸及十一烷酸。
作为支链脂肪酸,例如,可举出异丁酸、异戊酸、乙基己酸、新癸酸、特戊酸、2-甲基戊酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,2-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸及2-乙基丁酸。
作为具有取代基的羧酸,例如,可举出3-羟基丁酸、2-甲基-3-羟基丁酸、3-甲氧基丁酸、丙酮二羧酸、3-羟基戊二酸、2-甲基-3-羟基戊二酸、六氟乙酰基丙酮酸、羟基当归酸及2,2,4,4-羟基戊二酸。
金属盐可以是市售品,也可以通过公知的方法制造。银盐例如通过以下方法制造。
首先,在乙醇等有机溶剂中添加成为银供给源的银化合物(例如,乙酸银)和相对于银化合物的摩尔当量为等量的甲酸或碳原子数1~30的脂肪酸。使用超声波搅拌机搅拌规定时间,用乙醇清洗所生成的沉淀物并进行倾析。这些工序均能够在室温下进行。银化合物与甲酸或碳原子数1~30的脂肪酸的混合比以摩尔比计优选为1:2~2:1,更优选为1:1。
(溶剂)
导电油墨优选含有溶剂。溶剂只要能够溶解金属络合物、金属盐等导电油墨中包含的成分,则并没有特别限定。从易制造性的观点考虑,溶剂的沸点优选为30℃~300℃,更优选为50℃~200℃,更优选为50℃~150℃。
导电油墨包含金属络合物时,关于导电油墨中溶剂的含量,金属离子相对于金属络合物的浓度(相对于金属络合物1g,作为游离离子存在的金属的量)优选为0.01mmol/g~3.6mmol/g,更优选为0.05mmol/g~2mmol/g。若金属离子的浓度在上述范围内,则金属络合物油墨的流动性优异且能够获得导电性。
作为溶剂,例如,可举出烃、环状烃、芳香族烃、氨基甲酸酯、烯烃、酰胺、醚、酯、醇、硫醇、硫醚、膦及水。导电油墨中包含的溶剂可以是仅为1种,也可以是2种以上。
烃优选为碳原子数6~20的直链状或支链状烃。作为烃,例如,可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、十九烷及二十烷。
环状烃优选为碳原子数6~20的环状烃。作为环状烃,例如,能够包含环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷及十氢萘。
作为芳香族烃,例如,可举出苯、甲苯、二甲苯及四氢萘。
醚可以是直链状醚、支链链状醚及环状醚中的任一种。作为醚,例如,可举出二乙醚、二丙醚、二丁醚、甲基-叔丁醚、四氢呋喃、四氢吡喃、二氢吡喃及1,4-二噁烷。
醇可以是伯醇、仲醇及叔醇中的任一种。
作为醇,例如,可举出乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇、环戊醇、萜品醇、癸醇、异癸醇、月桂醇、异月桂醇、肉豆蔻醇、异肉豆蔻醇、鲸蜡醇(cetanol)、异鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇、异油醇、亚油醇、异亚油醇、棕榈醇、异棕榈醇、二十醇及异二十醇。
作为酮,例如,可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮及环己酮。
作为酯,例如,可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单丁醚乙酸酯及3-甲氧基丁基乙酸酯。
导电油墨包含金属盐时,关于导电油墨中溶剂的含量,金属离子相对于金属盐的浓度(相对于金属盐1g,作为游离离子存在的金属的量)优选为0.01mmol/g~3.6mmol/g,更优选为0.05mmol/g~2.6mmol/g。若金属离子的浓度在上述范围内,则导电油墨的流动性优异且能够获得电磁波屏蔽性。
作为溶剂,例如,可举出烃、环状烃、芳香族烃、氨基甲酸酯、烯烃、酰胺、醚、酯、醇、硫醇、硫醚、膦及水。
金属盐油墨中包含的溶剂可以是仅为1种,也可以是2种以上。
溶剂优选包含芳香族烃。
作为芳香族烃,例如,可举出苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、丁苯、异丁苯、叔丁苯、三甲苯、戊苯、己苯、四氢萘、苄醇、苯酚、甲酚、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯及苯甲酸丁酯。
从与其他成分的相溶性的观点考虑,芳香族烃中的芳香族环的数量优选为1个或2个,更优选为1个。
从易制造性的观点考虑,芳香族烃的沸点优选为50℃~300℃,更优选为60℃~250℃,更优选为80℃~200℃。
溶剂可以包含芳香族烃和除芳香族烃以外的烃。
作为芳香族烃以外的烃,可举出碳原子数6~20的直链状烃、碳原子数6~20的支链状烃、碳原子数6~20的脂环式烃。
作为芳香族烃以外的烃,例如,可举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、十九烷、十氢萘、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、癸烯、萜烯系化合物及二十烷。
芳香族烃以外的烃优选包含不饱和键。
作为包含不饱和键的除芳香族烃以外的烃,可举出萜烯系化合物。
萜烯系化合物根据构成萜烯系化合物的异戊二烯单元的数量,例如分类为半萜烯、单萜烯、倍半萜烯、二萜烯、二倍半萜烯、三萜烯、三倍半萜烯及四萜烯。
作为溶剂的萜烯系化合物可以是上述任一种,优选为单萜烯。
作为单萜烯,例如,可举出蒎烯(α-蒎烯、β-蒎烯)、萜品醇(α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇)、月桂烯、莰烯、柠烯(d-柠烯、l-柠烯、双戊烯)、罗勒烯(α-罗勒烯、β-罗勒烯)、别罗勒烯、水芹烯(α-水芹烯、β-水芹烯)、萜品烯(α-萜品烯、γ-萜品烯)、萜品油烯(α-萜品油烯、β-萜品油烯、γ-萜品油烯、δ-萜品油烯)、1,8-桉叶油醇、1,4-桉叶油醇、香桧烯、对薄荷二烯、蒈烯(δ-3-蒈烯)。
作为单萜烯,优选为环式单萜烯,更优选为蒎烯、萜品醇或蒈烯。
醚可以是直链状醚、支链链状醚及环状醚中的任一种。作为醚,例如,可举出二乙醚、二丙醚、二丁醚、甲基-叔丁醚、四氢呋喃、四氢吡喃、二氢吡喃及1,4-二噁烷。
醇可以是伯醇、仲醇及叔醇中的任一种。
作为醇,例如,可举出乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氢糠醇、环戊醇、萜品醇、癸醇、异癸醇、月桂醇、异月桂醇、肉豆蔻醇、异肉豆蔻醇、鲸蜡醇(cetanol)、异鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇、异油醇、亚油醇、异亚油醇、棕榈醇、异棕榈醇、二十醇及异二十醇。
作为酮,例如,可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮及环己酮。
作为酯,例如,可举出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单丁醚乙酸酯及3-甲氧基丁基乙酸酯。
(还原剂)
导电油墨可以含有还原剂。若导电油墨中含有还原剂,则会促进金属络合物及金属盐中的至少一种还原为金属。
作为还原剂,例如,可举出硼氢化金属盐、氢化铝盐、胺、醇、有机酸(羧酸、磺酸)、还原糖、糖醇、亚硫酸钠、肼化合物、糊精、氢醌、羟胺、乙二醇、谷胱甘肽及肟化合物。
还原剂可以是日本特表2014-516463号公报中记载的肟化合物。作为肟化合物,例如,可举出丙酮肟、环己酮肟、2-丁酮肟、2,3-丁二酮单肟、二甲基乙二肟、甲基乙酰乙酸酯单肟、甲基丙酮酸钠单肟、苯甲醛肟、1-茚满酮肟、2-金刚烷酮肟、2-甲基苯甲酰胺肟、3-甲基苯甲酰胺肟、4-甲基苯甲酰胺肟、3-氨基苯甲酰胺肟、4-氨基苯甲酰胺肟、苯乙酮肟、苯甲酰胺肟及频哪酮肟。
导电油墨中包含的还原剂可以是1种,也可以是2种以上。
导电油墨中还原剂的含量并没有特别限定,优选为0.1质量%~20质量%,更优选为0.3质量%~10质量%,进一步优选为1质量%~5质量%。
(树脂)
导电油墨可以含有树脂。若在导电油墨中包含树脂,则导电油墨对基材的密合性提高。
作为树脂,例如,可举出聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚缩醛、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、氟树脂、硅酮树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、松香、丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚砜、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯系树脂、聚丙烯腈、聚硫醚、聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚芳酯、聚醚醚酮、聚氨酯、环氧树脂、乙烯酯树脂、苯酚树脂、三聚氰胺树脂及脲醛树脂。
导电油墨中包含的树脂可以是1种,也可以是2种以上。
(添加剂)
导电油墨可以在不损害本发明的效果的范围内,还含有无机盐、有机盐、二氧化硅等无机氧化物;表面调整剂、润湿剂、交联剂、抗氧化剂、防锈剂、耐热稳定剂、表面活性剂、增塑剂、固化剂、增稠剂、硅烷偶联剂等添加剂。导电油墨中添加剂的合计含量相对于导电油墨的总量,优选为20质量%以下。
(物性)
从利用喷墨记录方式赋予时提高喷出稳定性的观点考虑,导电油墨的pH优选为7~11.5,更优选为7.5~11。pH使用pH计在25℃下测定,例如,使用DKK-TOACorporation制pH计(型号“HM-31”)测定。
导电油墨的粘度并没有特别限定,只要是1mPa·s~5000Pa·s即可,优选为3mPa·s~100Pa·s。利用喷涂法或喷墨记录方式赋予导电油墨时,导电油墨的粘度优选为1mPa·s~100mPa·s,更优选为2mPa·s~50mPa·s,进一步优选为3mPa·s~30mPa·s。
导电油墨的粘度使用粘度计在25℃下测定,例如,使用Toki Sangyo Co.,Ltd制TV-22型粘度计测定。
导电油墨的表面张力优选为60mN/m以下,更优选为20mN/m~50mN/m,进一步优选为25mN/m~45mN/m。表面张力使用表面张力计在25℃下测定,例如,使用Kyowa InterfaceScience Co.,LTD.制自动表面张力计(产品名“CBVP-Z”),通过平板法测定。
如上所述,导电性油墨包含金属络合物及金属盐中的至少一者。金属络合物及金属盐可以包含源自羧酸和/或胺的结构。并且,导电性油墨可以含有还原剂,作为还原剂,可以含有羧酸或胺。以下,将金属络合物及金属盐中包含的源自羧酸和/或胺的结构、还原剂中包含的羧酸或胺统称为羧酸及胺。
羧酸及胺的含量根据气相色谱法的测定结果中检测成分的面积比例(%)计算。作为测定装置,例如,使用产品名为“Gas Chromatography GC-2010”的SHIMADZUCORPORATION制装置。
在本发明的油墨组中,在将绝缘油墨和导电油墨设定为相同质量时,绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量与导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比(即,“绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量/导电油墨中的羧酸和胺的合计质量”)优选为0.06~0.5。若上述比率为0.06以上,则绝缘层与导电层的密合性优异。另一方面,若上述比率为0.5以下,则导电性优异。从提高导电性及绝缘层与导电层的密合性的观点考虑,上述比率更优选为0.06~0.4,进一步优选为0.06~0.3。
由绝缘油墨形成的绝缘层上的导电油墨的接触角优选为60°以下,更优选为50°以下,进一步优选为40°以下。若上述接触角为60°以下,则导电层容易均匀地形成。上述接触角的下限值并没有特别限定,例如为5°。
由绝缘油墨形成的绝缘层上的导电油墨的接触角例如通过以下方法测定。
首先,在基材上赋予绝缘油墨并照射活性能量射线而形成绝缘层。在所形成的绝缘层上滴加导电油墨,使用接触角计在25℃下测定。接触角例如使用接触角计(产品名“Drop master 500”,Kyowa Interface Science Co.,LTD.制”)测定。
(用途)
本发明的油墨组优选用于印刷电路板。即,本发明的油墨组优选为印刷电路板用油墨组。
能够如下制作印刷电路板:在基材上赋予本发明的油墨组中的绝缘油墨而形成绝缘层之后,在绝缘层上赋予本发明的油墨组中的导电油墨而记录成为配线图案的图像。并且,也可以如下制作印刷电路板:在基材上搭载芯片等电子零件,在被搭载的电子零件上赋予绝缘油墨而形成绝缘层之后,在绝缘层上赋予本发明的油墨组中的导电油墨而形成导电层。
能够如下制作电磁波屏蔽件:在基材上赋予本发明的油墨组中的绝缘油墨而形成绝缘层之后,在绝缘层上赋予本发明的油墨组中的导电油墨而利用导电层覆盖绝缘层整体。
[层叠体的制造方法]
本发明的层叠体的制造方法包括在基材上赋予本发明的绝缘油墨而获得绝缘层的工序、及在绝缘层上赋予本发明的导电油墨而获得导电层的工序。
(获得绝缘层的工序)
基材的材质并没有特别限定,能够根据目的选择。具体而言,作为基材的材质,可举出聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸树脂、AS树脂(丙烯腈苯乙烯树脂)、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、三乙酰纤维素、聚酰胺、聚缩醛、聚苯硫醚、聚砜、环氧树脂、玻璃环氧树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂、脲醛树脂、醇酸树脂、氟树脂、聚乳酸等合成树脂;铜、钢、铝、硅、钠玻璃、无碱玻璃、氧化铟锡(ITO)等无机材料;及原纸、铜版纸、涂布纸、铸涂纸、树脂涂布纸、合成纸等纸类。并且,基材可以是1层,也可以是2层以上。基材为2层以上时,可以层叠材质不同的2种以上基材。
基材的形态优选为片状或膜状。基材的厚度优选为20μm~2000μm。
基材可以具有油墨接收层,油墨接收层的厚度优选为1μm~20μm。若油墨接收层的厚度为1μm~20μm,则能够更稳定地保持油墨接收层。油墨接收层是指为了吸收油墨并固定油墨而形成于基材上的涂层。
在基材上赋予绝缘油墨的方法并没有特别限定,例如,可举出涂布法、喷墨记录方式、浸渍法等公知的方法。其中,从能够喷射少量而使通过1次赋予形成的绝缘油墨膜的厚度变薄的观点考虑,优选利用喷墨记录方式赋予绝缘油墨。
并且,可以在赋予绝缘油墨之前,对基材进行前处理。作为前处理,例如,可举出臭氧处理、等离子体处理、电晕处理、底漆处理、粗化处理等公知的方法。
喷墨记录方式可以是利用静电诱导力使油墨喷出的电荷控制方式、利用压电元件的振动压力的按需喷墨方式(压力脉冲方式)、将电信号转换成声束来照射油墨,并利用放射压使油墨喷出的声学喷墨方式及对油墨进行加热而形成气泡,并利用所产生的压力的热喷墨(Bubble Jet(注册商标))方式中的任一种。
作为喷墨记录方式,尤其能够有效地利用日本特开昭54-59936号公报中记载的方法,即,使受到热能量作用的油墨产生急剧的体积变化,通过由该状态变化而产生的作用力从喷嘴喷出油墨的喷墨记录方式。
并且,关于喷墨记录方式,还能够参考日本特开2003-306623号公报的0093~0105段中记载的方法。
作为用于喷墨记录方式的喷墨头,可举出使用短小的列式喷头,使喷头向基材的宽度方向扫描的同时进行记录的往复方式和使用在对应于基材的一边的整个区域排列有记录元件的行式喷头的行方式。
在行方式中,通过在与记录元件的排列方向交叉的方向上扫描基材,能够在基材的整个面进行图案形成,不需要扫描短小喷头的滑架等运载系统。
并且,不需要对滑架的移动和基材进行复杂的扫描控制,仅基材在移动,因此与往复方式相比能够实现记录速度的高速化。
从喷墨头喷出的绝缘油墨的喷射量优选为1pL(皮升)~100pL,更优选为3pL~80pL,进一步优选为3pL~20pL。
本发明的层叠体的制造方法中,优选在基材上赋予本发明的绝缘油墨之后照射活性能量射线。
作为活性能量射线,例如可举出紫外线、可见光线及电子束,其中优选紫外线(以下,也称为“UV”)。
紫外线的峰波长优选为200nm~405nm,更优选为250nm~400nm,进一步优选为300nm~400nm。
照射活性能量射线时的曝光量优选为100mJ/cm2~5000mJ/cm2,更优选为300mJ/cm2~1500mJ/cm2。
作为紫外线照射用光源,主要利用汞灯、气体激光器及固体激光器,广为人知的有汞灯、金属卤化物灯及紫外线荧光灯。并且,UV-LED(发光二极管)及UV-LD(激光二极管)体积小、寿命长、效率高且成本低,可期待作为紫外线照射用光源。其中,紫外线照射用光源优选为金属卤化物灯、高压汞灯、中压汞灯、低压汞灯或UV-LED。
在获得绝缘层的工序中,为了获得所希望的厚度的绝缘层,优选重复2次以上赋予绝缘油墨并照射活性能量射线的工序。
绝缘层的厚度优选为5μm~5000μm,更优选为10μm~2000μm。
(获得导电层的工序)
在绝缘层上赋予导电油墨的方法并没有特别限定,例如,可举出涂布法、喷墨记录方式、浸渍法等公知的方法。其中,从能够喷射少量而使通过1次赋予形成的导电油墨膜的厚度变薄的观点考虑,优选利用喷墨记录方式赋予导电油墨。喷墨记录方式的详细内容如上所述。
优选在赋予导电油墨之前,预先加热形成有绝缘层的基材。赋予导电油墨时的基材的温度优选为20℃~120℃,更优选为40℃~100℃。
优选在绝缘层上赋予导电油墨之后,使用热或光来固化导电油墨。
用热进行固化时,优选煅烧温度为250℃以下且煅烧时间为1分钟~120分钟。若煅烧温度及煅烧时间在上述范围内,则可抑制对基材的损伤。
煅烧温度更优选为80℃~250℃,进一步优选为100℃~200℃。并且,煅烧时间更优选为1分钟~60分钟。
煅烧方法并没有特别限定,能够通过通常公知的方法进行。
从导电油墨的赋予结束的时间点到煅烧开始的时间点为止的时间优选为60秒以下。上述时间的下限值并没有特别限定,例如为20秒。若上述时间为60秒以下,则导电性提高。
另外,“导电油墨的赋予结束的时间点”是指导电油墨的所有墨滴着落在绝缘层上的时间点。
用光进行固化时,作为光,例如,可举出紫外线及红外线。
紫外线的峰波长优选为200nm~405nm,更优选为250nm~400nm,进一步优选为300nm~400nm。
照射光时的曝光量优选为100mJ/cm2~10000mJ/cm2,更优选为500mJ/cm2~7500mJ/cm2。
在获得导电层的工序中,为了获得所希望的厚度的导电层,优选重复2次以上赋予导电油墨的工序,更优选重复2次以上赋予导电油墨并固化导电油墨的工序。并且,通过重复2次以上赋予导电油墨的工序,导电层变得致密,导电性提高。
导电层的厚度优选为0.1μm~100μm,更优选为1μm~50μm。
在本发明的层叠体的制造方法中,优选将导电层的厚度与绝缘层的厚度之比(即,“导电层的厚度/绝缘层的厚度”)设定为小于0.5。通过上述比率小于0.5,形成导电层时绝缘层不会产生裂痕等破坏而绝缘层与导电层的密合性会提高。从进一步提高绝缘层与导电层的密合性的观点考虑,上述比率更优选设定为小于0.2。上述比率的下限值并没有特别限定,例如为0.01。
[层叠体]
本发明的层叠体包含基材、设置于基材上的绝缘层及设置于绝缘层上的导电层。绝缘层是本发明的绝缘油墨的固化物。导电层是本发明的导电油墨的固化物。使用本发明的油墨组制造的层叠体的导电性优异。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更进一步具体的说明,但本发明只要不超出其主旨,则并不限定于以下实施例。
<绝缘油墨1的制备>
混合下述成分,利用搅拌器(产品名“L4R”,Silverson公司制),在25℃、5000转/分钟的条件下搅拌混合物20分钟,由此获得了绝缘油墨。
·Omni.379:2-(二甲基氨基)-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮(产品名“Omnirad 379”,IGM Resins B.V.制)……4.0质量%
·ITX:2-异丙基噻吨酮(产品名“SPEEDCURE ITX”,LAMBSON LIMITED制)……2.0质量%
·PEA:丙烯酸苯氧乙酯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)……49.0质量%
·NVC:N-乙烯基己内酰胺(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)……22.0质量%
·TMPTA:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)……23.0质量%
<绝缘油墨2~绝缘油墨22>
将聚合引发剂、增感剂、聚合性单体(单官能聚合性单体及多官能聚合性单体)及其他成分的种类及含量变更为表1中的记载,除此以外,以与绝缘油墨1相同的方法制备了绝缘油墨2~绝缘油墨22。
在绝缘油墨2~绝缘油墨22中使用的各成分的详细内容为如下。
-聚合引发剂-
·Omni.907:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮(产品名“Omnirad907”,IGM Resins B.V.制)
·Omni.651:2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(产品名“Omnirad 651”,IGM ResinsB.V.制)
·OXE01:1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)(产品名“IrgacureOXE01”,BASF Japan Ltd.制)
·Irg.784:二-η(5)-环戊二烯基双[2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)苯基]钛(IV)(产品名“Irgacure 784”,BASF公司制)
·Omni.127:2,2’-二羟基-2,2’-二甲基-1,1’-[亚甲基双(4,1-亚苯基)]双(丙-1-酮)(产品名“Omnirad 127,IGM Resins B.V.制)
·TPO:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(产品名“Omnirad TPO H”,IGMResins B.V.制)
·4-PBZ:4-苯基二苯甲酮(产品名“Omnirad 4-PBZ”,IGM Resins B.V.公司制)
-单官能聚合性单体-
·CTFA:环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(产品名“SR-531”,SartomerCompany,Inc制)
·EOEOEA:丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)
·IBOA:丙烯酸异冰片酯(产品名“SR506”,Sartomer Company,Inc制)
-多官能聚合性单体-
·HDDA:1,6-己二醇二丙烯酸酯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
·NPGDA:新戊二醇二丙烯酸酯(产品名“SR-248”,Sartomer Company,Inc制)
·EOTMPTA:三羟甲基丙烷EO加成三丙烯酸酯(产品名“SR-415”,SartomerCompany,Inc制)
-表面活性剂-
·TR2010:聚合性硅酮表面活性剂(产品名“TEGORAD2010”,Evonik IndustriesAG制)
-链转移剂-
·季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)产品名“Karenz MT-PE1”
-阻聚剂-
·MEHQ:对甲氧基苯酚(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)
在表1中示出绝缘油墨1~绝缘油墨22中包含的各成分的种类及含量(质量%)。另外,绝缘油墨21除了包含表1中记载的成分以外,还包含上述链转移剂20.0质量%及上述阻聚剂1.0质量%。
<导电油墨1的制备>
在300mL的三口烧瓶中添加1-丙醇25.1g、乙酸银20g及甲酸5g并搅拌了20分钟。用1-丙醇,对所生成的银盐的沉淀物进行3次倾析并进行了清洗。在沉淀物中添加1-丙胺14.4g及1-丙醇25.1g,并搅拌了30分钟。接着,添加水10g并进一步搅拌,获得了包含银络合物的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨1。
<导电油墨2的制备>
在300mL的三口烧瓶中添加水46g、乙酸银20.0g、乙二胺20g及戊胺20g并搅拌了20分钟。在所获得的溶液中添加甲酸4g并进一步搅拌30分钟,获得了包含银络合物的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨2。
<导电油墨3的制备>
在导电油墨1中,将络合剂的种类及量、以及溶剂的种类及量变更为表2中的记载,除此以外,以与导电油墨1相同的方法,获得了导电油墨3。
<导电油墨4的制备>
通过将脱水草酸30g溶解于350mL的水中,准备了草酸水溶液。并且,通过将硝酸银30g溶解于120mL的水中,准备了硝酸银水溶液。将硝酸银水溶液搅拌的同时滴加到草酸水溶液中。反应结束后,单离了沉淀物草酸银。在200mL的三口烧瓶中添加单离的草酸银18g及乙醇36.50g。将异丙醇胺36g在冰浴中经10分钟滴加到所获得的悬浮液。添加辛胺12.5g,在室温下搅拌2小时,获得了包含银络合物的溶液。在上述络合物溶液98.8g中添加了聚乙烯吡咯烷酮1.2g。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨4。
<导电油墨5~导电油墨7的制备>
在导电油墨4中,将形成络合物之前的金属盐的种类及含量、溶剂的种类及含量、以及还原剂的种类变更为表2中的记载,除此以外,以与导电油墨4相同的方法,获得了导电油墨5~导电油墨7。
<导电油墨8的制备>
在200mL的三口烧瓶中添加了新癸酸银40g。接着,添加三甲苯30.0g及萜品醇30.0g并搅拌而获得了包含银盐的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨8。
<导电油墨9的制备>
在200mL的三口烧瓶中添加新癸酸银25.0g、二甲苯35g及萜品醇30.0g并使其溶解。接着,添加叔辛胺10g并搅拌而获得了包含银络合物的溶液。使其在常温下反应2小时而获得了均匀的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨9。
<导电油墨10的制备>
将导电油墨9中的叔辛胺变更为戊胺,除此以外,以与导电油墨9相同的方法,获得了导电油墨10。
<导电油墨11的制备>
将导电油墨9中的叔辛胺1g变更为戊胺0.5g和辛胺0.5g,除此以外,以与导电油墨9相同的方法,获得了导电油墨11。
<导电油墨12的制备>
在200mL的三口烧瓶中添加异丁基碳酸铵26.14g及异丙醇64.0g并使其溶解。接着,添加氧化银9.0g,使其在常温下反应2小时而获得了均匀的溶液。进一步添加2-羟基-2-甲基丙胺1.29g并搅拌而获得了包含银络合物的溶液。使用孔径0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)制膜过滤器过滤该溶液而获得了导电油墨12。
<导电油墨13的制备>
在导电油墨3中,将络合剂的量及还原剂的量变更为表2中的记载,除此以外,以与导电油墨3相同的方法,获得了导电油墨13。
<导电油墨14的制备>
制备了将作为分散剂的聚乙烯吡咯烷酮(重均分子量3000,Sigma-AldrichCo.LLC.制)6.8g溶解于水100mL而得的溶液a。另外,制备了将硝酸银50.00g溶解于水200mL而得的溶液b。在混合并搅拌溶液a和溶液b而获得的混合液中,在室温下滴加85质量%的N,N-二乙基羟胺水溶液78.71g,并在室温下进一步缓慢滴加了将聚乙烯吡咯烷酮6.8g溶解于水1000mL而得的溶液。使获得的悬浮液通过超滤单元(Sartorius Stedim公司制Vivaflow50,分馏分子量:10万,单元数:4个),并流通纯净水进行纯化直至从超滤单元排出约5L的渗出液为止。停止供给纯净水并进行浓缩,获得了30g的银粒子分散液1。该分散液中的固体成分的含量为50质量%,通过TG-DTA(同步测定热重-差热)(Hitachi High-Tech Co.,Ltd.制,型号:STA7000系列)测定固体成分中的银的含量,结果为96.0质量%。将所获得的银粒子分散液1用离子交换水稀释至20倍,利用粒度分析仪FPAR-1000(Otsuka ElectronicsCo.,Ltd.制)进行测定,求出了银粒子的体积平均粒径。银粒子分散液1的体积平均粒径为60nm。
在银粒子分散液10g中添加2-丙醇2g、作为表面活性剂的OLFINE E-1010(NissinChemical Industry CO.,Ltd.制)0.1g,并添加水直至银浓度成为40质量%,由此获得了导电油墨14。
在表2中示出导电油墨1~导电油墨14中包含的各成分的种类及含量(质量%)。首先,记载了导电油墨中包含的金属化合物的形态为金属络合物、金属盐及金属粒子中的哪一种。并且,在金属络合物的情况下,还记载了形成络合物之前的金属盐的种类、络合剂的种类。
表2中的缩写的详细内容为如下。
-络合剂-
PA:1-丙胺
EDA:乙二胺
EA:乙胺
iPrOHA:异丙醇胺
AA:戊胺
EtOHA:乙醇胺
OA:辛胺
2HMPA:2-羟基-2-甲基丙胺
tOA:叔辛胺
IBAC:异丁基碳酸铵
-溶剂-
1PrOH:1-丙醇
H2O:水
MeOH:甲醇
EtOH:乙醇
IPA:异丙醇
TO:萜品醇
TMB:三甲苯
XL:二甲苯-还原剂-FA:甲酸-树脂-PVP:聚乙烯吡咯烷酮
[实施例1]
-层叠体样品1的制作-
作为基材,准备了聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(产品名“Viewful UV TP-100”,KIMOTO CO.,Ltd制)。将绝缘油墨1填充到喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,FUJIFILMDIMATIX Inc制)用油墨墨盒(10皮升用)。关于图像记录条件,将分辨率设定为1270dpi(dots per inch:每英寸点数),将喷射量设定为每1点10皮升。在喷墨头的旁边准备了紫外线灯式照射器(产品名“UV Spot Cure OmniCure S2000”,Lumen Dynamics Group Inc.制)。重复进行在基材上记录图像的同时进行曝光的操作,层叠4次,记录宽度10cm、长度5cm、厚度100μm的实心图像,形成了绝缘层。
接着,将导电油墨1填充到喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,FUJIFILM DIMATIXInc制)用油墨墨盒(10皮升用)。关于图像记录条件,将分辨率设定为1270dpi(dots perinch:每英寸点数),将喷射量设定为每1点6皮升。将形成有绝缘层的基材预先加热至50℃。在50℃的基材上以与上述实心图像重叠的方式记录了实心图像。从最后的墨滴着落到基材上的时间点经过10秒之后,使用加热板,将实心图像在120℃下加热了20分钟。重复4次该操作,获得了在绝缘层上形成有具有金属光泽的厚度1.0μm的导电层的层叠体样品1。
-层叠体样品2的制作-
作为基材使用了印刷电路板,除此以外,以与层叠体样品1的制作方法相同的方法,使用绝缘油墨1,在基材上记录了宽度2.5cm、长度2.5cm、厚度100μm的实心图像。并且,通过与层叠体样品1的制作方法相同的方法,使用导电油墨1,获得了在绝缘层上形成有具有金属光泽的厚度1.0μm的导电层的层叠体样品2。
[实施例2~实施例7、实施例9~实施例32、比较例1]
将绝缘油墨及导电油墨的种类变更为表3中的记载,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体样品1及层叠体样品2。
[实施例8及比较例2]
将绝缘油墨及导电油墨的种类变更为表3中的记载且将用导电油墨记录的实心图像的加热温度从120℃变更为150℃,除此以外,以与实施例1相同的方法,制作了层叠体样品1及层叠体样品2。
使用在各实施例及各比较例中获得的层叠体样品1及层叠体样品2,进行了有关导电性、绝缘层与导电层的密合性、与基材的密合性、及导电层的均匀性的评价。并且,制作层叠体样品1时,测定了绝缘层上的导电油墨的接触角。测定方法及评价方法为如下。将测定结果及评价结果示于表3。
<接触角>
制作层叠体样品1时,在绝缘层上滴加导电油墨,使用接触角计(产品名“Dropmaster 500”,Kyowa Interface Science Co.,LTD.制”)进行了测定。
<导电性>
针对层叠体样品1中的导电层,使用电阻率计(商品名“Loresta GP”,MitsubishiChemical Analytech Co.,Ltd.制),通过四端子法,在室温(23℃)下测定了表面电阻率[Ω/□]。评价基准为如下。等级2以上为实际应用上没有问题的水平。
5:表面电阻率小于100mΩ/□。
4:表面电阻率为100mΩ/□以上且小于250mΩ/□。
3:表面电阻率为250mΩ/□以上且小于500mΩ/□。
2:表面电阻率为500mΩ/□以上且小于1Ω/□。
1:表面电阻率为1Ω/□以上。
<绝缘层与导电层的密合性(表中为“密合性A”)>
制作层叠体样品1之后,在25℃下放置了1小时。经过1小时之后,在层叠体样品1的导电层上贴附了Sellotape(注册商标,No.405,NICHIBAN Co.,Ltd.制,宽度12mm,以下还简称为“胶带”。)的胶带片。接着,通过从图像剥离胶带片,评价了绝缘层与导电层的密合性。
具体而言,以下述方法进行了胶带的贴附及剥离。
以一定速度取出胶带,切成约75mm的长度,获得了胶带片。
将所获得胶带片重叠于层叠体样品1的导电层上,用手指贴附胶带片中央部分的宽度12mm、长度25mm的区域,并用指尖用力划擦。
在贴附胶带片后,抓住胶带片的一端,尽量以接近60°的角度,以0.5秒~1.0秒进行了剥离。
目视观察了剥离的胶带片上有无附着物,层叠体样品1中的导电层有无剥离。按照下述评价基准,评价了绝缘层与导电层的密合性。评价基准为如下。将评价结果示于表3。
5:未确认到胶带片上存在附着物,也未确认到导电层的剥离。
4:确认到胶带片上存在些许附着物,但未确认到导电层的剥离。
3:确认到胶带片上存在些许附着物,并确认到导电层存在轻微剥离,但在实际应用容许的范围内。
2:确认到胶带片上存在附着物,也确认到导电层的剥离,超出了实际应用容许的范围。
1:确认到胶带片上存在附着物,导电层几乎全部剥离,可以视觉辨认到绝缘层。
<基材与绝缘层的密合性(表中为“密合性B”)>
使用层叠体样品2,通过与绝缘层与导电层的密合性的评价方法相同的方法,进行了基材与绝缘层的密合性的评价。评价基准为如下。将评价结果示于表3。
5:未确认到胶带片上存在附着物,也未确认到基材与绝缘层之间的剥离。
4:确认到胶带片上存在些许附着物,但未确认到基材与绝缘层之间的剥离。
3:确认到胶带片上存在些许附着物,并确认到基材与绝缘层之间的剥离,但在实际应用容许的范围内。
2:确认到胶带片上存在些许附着物,也确认到基材与绝缘层之间的剥离,超出了实际应用容许的范围。
1:确认到胶带片上存在附着物,基材与绝缘层之间几乎全部剥离,可以视觉辨认到基材。
<导电层的均匀性(表中为“均匀性”)>
针对层叠体样品1中的导电性油墨膜,使用电阻率计(商品名“Loresta GP”,Nittoseiko Analytech Co.,Ltd.制),通过四端子法,在室温(23℃)下测定了表面电阻率[Ω/□]。在导电层的任意8处,测定表面电阻率,计算了标准偏差。并且,在标准偏差为150mΩ/□以上时,目视观察导电层的表面并判定了有无不均匀。评价基准为如下。等级2以上为实际应用上没有问题的水平。
5:标准偏差小于50mΩ/□。
4:标准偏差为50mΩ/□以上且小于150mΩ/□。
3:标准偏差为150mΩ/□以上,且未确认到表面存在不均匀。
2:标准偏差为150mΩ/□以上,且确认到表面存在不均匀。
1:导电层不均匀,难以测定表面电阻率。
在表3记载了有关绝缘油墨的、绝缘油墨的种类、绝缘油墨中包含的聚合引发剂的种类及含量、绝缘油墨中包含的N-乙烯基化合物的含量及多官能比率。多官能比率是指多官能聚合性单体在绝缘油墨中包含的聚合性单体中所占的比例。关于导电油墨,记载了导电油墨的种类及绝缘层上的接触角。并且,“聚合引发剂的质量与羧酸和胺的合计质量之比”是指绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量与导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比。
[表3]
如表3所示,在实施例1~实施例32中,可知由于绝缘油墨包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体,导电油墨包含金属络合物及金属盐中的至少一者,因此可获得导电性优异的层叠体。
另一方面,在比较例1中,可知由于绝缘油墨未包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂,因此所获得的层叠体的导电性差。
在比较例2中,可知由于导电油墨未包含金属络合物及金属盐中的至少一者,因此所获得的层叠体的导电性差。
在实施例7中,可知由于绝缘油墨包含作为聚合引发剂的烷基苯酮化合物,因此与实施例17及实施例18相比,所获得的层叠体的导电性及绝缘层与导电层的密合性优异。
在实施例7、实施例15及实施例16中,可知由于绝缘油墨包含选自由α-氨基烷基苯酮化合物及苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物组成的组中的至少1种作为聚合引发剂,因此与实施例19相比,所获得的层叠体的导电性优异。
在实施例7中,可知选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂的含量为2质量%~10质量%,与上述含量超过10质量%的实施例26相比,所获得的层叠体的导电性及绝缘层与导电层的密合性优异。并且,在实施例7中,可知与上述含量小于2质量%的实施例25相比,所获得的层叠体的导电性、绝缘层与导电层的密合性及基材与绝缘层的密合性优异。
在实施例7中,可知多官能聚合性单体在聚合性单体中所占的比例为50质量%以下,与实施例28及实施例29相比,所获得的层叠体的基材与绝缘层的密合性优异。
在实施例7中,可知绝缘油墨中包含N-乙烯基化合物,与实施例30相比,所获得的层叠体的导电性、绝缘层与导电层的密合性及基材与绝缘层的密合性优异。
在实施例7中,可知绝缘层上的导电油墨的接触角为60°以下,与实施例31相比,所获得的层叠体的导电层的均匀性高。
在实施例1中,可知绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量与导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比为0.06~0.5,与上述比率小于0.06的实施例13相比,所获得的层叠体的绝缘层与导电层的密合性优异。
并且,在实施例1中,可知绝缘油墨中包含的聚合引发剂的质量与导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比为0.06~0.5,与上述比率超过0.5的实施例14相比,所获得的层叠体的导电性优异。
在上述实施例中,制作层叠体样品1时,用热固化了导电油墨,但在以下示出用光固化导电油墨的例子。
[实施例33]
-层叠体样品3的制作-
通过与层叠体样品1的制作相同的方法,使用绝缘油墨1,在基材上形成了绝缘层。
接着,将导电油墨3填充到喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,FUJIFILM DIMATIXInc制)用油墨墨盒(10皮升用)。关于图像记录条件,将分辨率设定为1270dpi(dots perinch:每英寸点数),将喷射量设定为每1点10皮升。将形成有绝缘层的基材预先加热至50℃。在50℃的基材上以与上述实心图像重叠的方式记录了实心图像。从最后的墨滴着落到基材上的时间点经过10秒之后,利用脉冲光发生装置(产品名“PulseForge3300”,NovaCentrix公司制),以功率600V、脉冲宽度50μsec的条件照射了3次。重复4次该操作,获得了在绝缘层上形成有具有金属光泽的厚度1.3μm的导电层的层叠体样品3。
-层叠体样品4的制作-
通过与层叠体样品1的制作相同的方法,使用绝缘油墨1,在基材上形成了绝缘层。
接着,将导电油墨3填充到喷墨记录装置(产品名“DMP-2850”,FUJIFILM DIMATIXInc制)用油墨墨盒(10皮升用)。关于图像记录条件,将分辨率设定为1270dpi(dots perinch:每英寸点数),将喷射量设定为每1点10皮升。在喷墨头的旁边准备紫外线灯式照射器(产品名“UV Spot Cure OmniCure S2000”,Lumen Dynamics Group Inc.制),并将照度调整为10W/cm2。将形成有绝缘油墨层的基材预先加热至50℃。在50℃的基材上以与上述实心图像重叠的方式进行曝光的同时记录了实心图像。将曝光量调整为12J/cm2。重复4次该操作,获得了在绝缘层上形成有具有金属光泽的厚度1.3μm的导电层的层叠体样品4。
分别使用层叠体样品3及层叠体样品4,进行了导电性、绝缘层与导电层的密合性、基材与绝缘层的密合性及导电层的均匀性的评价。评价方法如上所述。
层叠体样品3及层叠体样品4的导电性、绝缘层与导电层的密合性、基材与绝缘层的密合性及导电层的均匀性的评价结果均为5。
另外,关于2020年9月30日申请的美国专利申请63/085,155的发明,将其整体通过参考引入本说明书中。并且,本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准与具体地且分别地记载通过参考而被并入的各个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地,通过参考并入本说明书中。
Claims (15)
1.一种油墨组,其含有:
绝缘油墨,包含选自由肟化合物、烷基苯酮化合物及二茂钛化合物组成的组中的至少1种聚合引发剂及聚合性单体;及
导电油墨,包含金属络合物及金属盐中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的油墨组,其中,
所述聚合引发剂为烷基苯酮化合物。
3.根据权利要求1或2所述的油墨组,其中,
所述聚合引发剂为选自由α-氨基烷基苯酮化合物及苯偶酰缩酮烷基苯酮化合物组成的组中的至少1种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的油墨组,其中,
所述聚合引发剂的含量相对于所述绝缘油墨的总量为2质量%~10质量%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组,其中,
多官能聚合性单体在所述聚合性单体中所占的比例为50质量%以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的油墨组,其中,
所述绝缘油墨包含N-乙烯基化合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的油墨组,其中,
由所述绝缘油墨形成的绝缘层上的所述导电油墨的接触角为60°以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的油墨组,其中,
所述金属络合物是具有源自选自由氨基甲酸铵系化合物、碳酸铵系化合物、胺及碳原子数8~20的羧酸组成的组中的至少1种的结构的金属络合物,
所述金属盐是金属羧酸盐。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的油墨组,其中,
在将所述绝缘油墨和所述导电油墨设定为相同质量时,
所述绝缘油墨中包含的所述聚合引发剂的质量与所述导电油墨中的羧酸和胺的合计质量之比为0.06~0.5。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的油墨组,其用于印刷电路板。
11.一种层叠体的制造方法,所述制造方法中使用权利要求1至10中任一项所述的油墨组,且包括:
在基材上赋予所述绝缘油墨而获得绝缘层的工序;及
在所述绝缘层上赋予所述导电油墨而获得导电层的工序。
12.根据权利要求11所述的层叠体的制造方法,其中,
将所述导电层的厚度与所述绝缘层的厚度之比设定为小于0.5。
13.根据权利要求11或12所述的层叠体的制造方法,其中,
在所述获得导电层的工序中,赋予所述导电油墨之后,使用热或光来固化所述导电油墨。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的层叠体的制造方法,其中,
在所述获得导电层的工序中,重复2次以上赋予所述导电油墨的工序。
15.一种层叠体,其使用权利要求1至10中任一项所述的油墨组,
所述层叠体包含:
基材;
设置于所述基材上的所述绝缘油墨的固化物即绝缘层;及
设置于所述绝缘层上的所述导电油墨的固化物即导电层。
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