JP2004062032A - 導電性トナー及びこれを用いた導電性回路を有するシート - Google Patents

Abstract

【課題】導電ペースト又はエッチングによらずに、シートに導電性回路を容易に形成でき、しかも、導電性回路を所望の形状、任意のサイズでオンデマンド方式にて好適に形成できる導電性トナー及びこれを用いた導電性回路を有するシートを提供する。
【解決手段】シート１の所定部に、導電性トナーを用いた導電性回路２を形成し、この導電性回路２に接続してＩＣチップ３を装着する。導電性トナーは、発像成分である顔料及び／又は染料とバインダ樹脂成分を主成分とする静電写真方式で用いるトナーであって、バインダ樹脂成分中に導電性高分子からなる樹脂を含有してなる。バインダ樹脂成分中の導電性高分子からなる樹脂の含有量は、５０〜１００質量％とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性トナー及びこれを用いた導電性回路を有するシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シート基材に導電性回路を形成したものがあり、例えば接触型／非接触型或はハイブリッド型のＩＣカード、ラベル、タグ、フォーム等の情報記録媒体や、インターポーザ、インレットシート等の情報記録部材、ペーパーコンピュータ、更には電子機器類に組み込まれるＩＣ基板等が知られている。
【０００３】
ＩＣチップを装着したカード、ラベル、タグ、フォーム等は、種々の用途に使用されている。例えばＩＣカードは、交通分野においては定期券、プリペイド乗車券等に使用され、カードキーシステムにおいては施錠や入退出を可能としたり、或は商業エリアにおいてはクレジットカードやポイントサービスカード等に使用されている。ＩＣチップを装着したものの中で、特に非接触型ＩＣカードにおいては電池は不要であり、通常リーダー／ライターのアンテナから発射された電波を受けてカードのＩＣに電源が与えられる。そして、アンテナはＩＣチップを含む導電性回路として形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記非接触型ＩＣカードのアンテナは、従来例えば導電ペーストにより導電性回路を形成した後に熱処理して形成するか、又は金属箔を接着積層した基材をエッチングして形成するのが一般的である。又、非接触型ＩＣカードのＩＣチップは、例えばシート基材のチップ実装部位に位置しているアンテナ端子部（実装部）に突き刺さって導通を図る接続端子（バンプ）を備えたものが用いられている。
【０００５】
上記アンテナの形成手段のうち、導電ペーストを用いる方法では、１００℃以上の温度で数十分間の熱処理を要するため、シート基材が劣化する問題がある上、導電粉同士の接触により導電性を確保するため、折り曲げ等により導電性が失われる等の問題があった。一方、エッチングによる方法では、エッチング廃液による環境問題がある上、エッチング処理によりシート基材が荒れたり、損傷を受ける等の問題があった。これらいずれの方法も金属を利用することから、廃棄物から金属を回収する処理を必要とし、一括して廃棄処理すると環境汚染の原因になる。又、いずれの方法もアンテナの作製に多くの時間を要する問題があった。更に、従来の方法では、アンテナなどの導電性回路を、所望の形状、任意のサイズでオンデマンド（要求即応）方式にて形成することは非常に困難であって、特に、多品種少ロットの製品の生産は不可能であった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、導電ペースト又はエッチング方法によらずに導電性回路を容易に形成でき、しかも、導電性回路を所望の形状、任意のサイズでオンデマンド方式にて好適に形成できる導電性トナー及びこれを用いた導電性回路を有するシートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、導電性高分子を主材とするトナーを用いて導電性回路を形成することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の請求項１の導電性トナーは、発像成分である顔料とバインダ樹脂成分とを主成分とする静電写真方式で用いるトナーであって、バインダ樹脂成分中に導電性高分子からなる樹脂を含有してなることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１では、静電写真方式で用いるトナーの発像成分である顔料と、バインダ樹脂成分のうち、バインダ樹脂成分中に導電性高分子からなる樹脂を含ませることにより、導電性回路を形成するための導電性トナーを容易に製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項２は、前記バインダ樹脂成分中の導電性高分子からなる樹脂の含有量が５０〜１００質量％であることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２では、バインダ樹脂成分中の導電性高分子からなる樹脂の含有量を５０〜１００質量％にすることで、導電性回路を形成するのに充分な導電性を備えた導電性トナーを製造することができる。
【００１２】
又、本発明の請求項３の導電性回路を有するシートは、シート基材面の所定部に、請求項１又は請求項２に記載した導電性トナーを用いて導電性回路が形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３では、静電写真方式の導電性トナーを用いてシート基材面の所定部に、所要の回路を印刷することにより導電性回路を容易に形成することができ、これにより導電性回路を有するシートを容易に作製することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は導電性トナー及びその導電性トナーにより形成された導電性回路を有するシートに係るものであるが、以下、非接触状態でデータの送受信を行ってデータの記録／消去等が行える非接触型ＩＣメディアに本発明を適用した実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明により作製された非接触型ＩＣカードの平面図を示している。この非接触型ＩＣカードは、シート１の所定部に導電性トナーを用いて導電性回路２（アンテナ）が形成され、その導電回路２中にＩＣチップ３が接続して装着されている。
【００１６】
上記シート１の基材としては、紙（例えば上質紙、中質紙、合成紙、各種再生紙、アート紙、コート紙、ミラーコート紙、コンデンサー紙、パラフィン紙、その他の紙の他に、それに保護オーバーコート層を持つ用紙等）、或はこれらを組み合わせたもの、又はこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合シート、ポリアミド系樹脂シート、ポリエステル系樹脂シート、ポリオレフィン系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、エチレン・ビニルアルコール共重合体シート、ポリビニルアルコール系樹脂シート、ポリ塩化ビニル系樹脂シート、ポリ塩化ビニリデン系樹脂シート、ポリスチレン系樹脂シート、ポリカーボネート系樹脂シート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂シート、ポリエーテルスルホン系樹脂シート等のプラスチックシート、或はこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理及びオゾン処理等の表面処理を施したもの、更にガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の無機又は有機繊維からなる織布、不織布、マット等のものから選択して用いることができる。
【００１７】
上記導電性トナーは静電写真方式で用いるトナーであって、発像成分である顔料及び／又は染料とバインダ樹脂成分とを主成分とし、バインダ樹脂成分中には導電性高分子からなる樹脂が含有されている。導電性トナーの顔料及び／又は染料は、本発明で用いるシート１と同色又は異色のいずれでもよく、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫等或はこれらの２種以上の混合色等いずれでもよく、公知の天然品、合成品或はこれらの２種以上の混合物を用いることができる。有色トナー中の有色顔料及び／又は有色染料の含有量や粒度等は特に限定されず、有色のシート１と平滑度や光沢等において違和感がないように調製することが好ましい。
【００１８】
上記バインダ樹脂成分としては、従来静電写真方式のトナーのバインダ樹脂成分として用いられている天然及び／又は合成高分子を挙げることができる。具体例としては、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレンやスチレン共重合体（例えば、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等）、アクリレート及びメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸共重合樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げることができる。これらは２種以上混合して用いることもできる。
【００１９】
本発明で用いる導電性高分子としては、導電性共役系高分子が好ましく使用でき、導電性共役系高分子の具体例としては、例えばポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェンビニレン、ポリペリナフタレン、ポリアントラセン、ポリナフタリン、ポリピレン、ポリアズレン及びこれらの誘導体等、或はこれらの２種以上の混合物を挙げることができるがこの限りでない。
【００２０】
又、導電性共役系高分子として市販品を用いることができる。市販品の例としては、例えばバイエル社製のＢａｙｔｒｏｎ　Ｐ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート））を挙げることができる。
【００２１】
このような導電性共役系高分子に公知のシリカ、アルミナ、マイカ等のフィラー、炭素粉、顔料、染料、重合禁止剤、増粘剤、チキソトロピー剤、沈殿防止剤、酸化防止剤、分散剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、各種有機溶剤、各種樹脂等を添加することができる。この他帯電制御剤として、４級アンモニウム塩、アゾ系含金属錯体、カリックスアレーン類、アミノ基含有フッ化物等公知の材料を添加することができる。
【００２２】
更に、ドーパンでドーピングされた導電性共役系高分子を用いると導電性を高めることができる。ドーパンとしては、特に限定されないが例えばヨウ素、フッ化砒素、塩化鉄、過塩素酸イオン、スルホン酸イオン、パーフルオロスルホン酸イオン、ポリスチレンスルホン酸イオン等が最適であり、これらの１種又は２種以上の混合物を挙げることができるがこの限りでない。ドーパンを用いてドーピングする方法やドーピング量等も特に限定されるものではなく、ドーピング方法は公知の方法を用いることができる。
【００２３】
以上の材料を用いて、適宜の混合比率により例えば粉砕法、重合法、粒子析出法等の公知の方法により本発明で用いる導電性トナーを製造する。バインダ樹脂成分中における導電性高分子樹脂の含有量は５０〜１００質量％とする。５０質量％未満であると充分な導電性が得られず、好ましくは６０〜８０質量％とするのが望ましい。
【００２４】
又、本発明に用いる導電性トナーには、流動性改善のために未処理或は公知のカップリング剤等で疎水化等の表面処理を施したシリカ、アルミナ、チタニア、酸化チタン、樹脂微粒子等の外添剤を加えてもよい。転写、定着の機構上必要であれば、鉄粉、フェライト粉、磁性粉入り樹脂粒子等の公知の磁性粉を加えてもよい。更に、必要に応じて鉄粉、フェライト粉、磁性粉入り樹脂粒子等のコア材料、シリコーン型ポリマー等のコート材料、カーボンブラック、樹脂微粒子等の帯電制御剤からなる公知のキャリアを併用してもよい。キャリアの粒径は、解像度の点から２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下であると更に好ましい。
【００２５】
次に、本発明に係る導電性トナーを用いてシート１の所定部に導電性回路２を形成する例を説明する。例えば、パソコンのディスプレー上に所要の回路を描き、本発明の導電性トナーを備えたプリンタに画像データ信号を送ってシート１の所定部に回路を印刷する。導電性トナーは通常トナーに代えて当該プリンタで使用することができる。そしてシート１に印刷された回路は、導電性トナーにより導電性が付与されるため導電性回路２を構成することができる。尚、プリンタに送る画像データ信号は、コンピュータ上のソフトウエアで作製された画像データのみならず、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の媒体から読み出した画像データ或はＣＣＤ等の画像記録素子から直接読み込まれた画像データであってもよい。
【００２６】
又、本発明の導電性トナーは、静電写真方式で用いるトナーであるため複写機で使用することができる。原稿には予め所要の回路を描いておき、この原稿を基にして本発明の導電性トナーを備えた複写機によりシート１の所定部に回路を複写する。この場合も、導電性トナーは通常トナーに代えて当該複写機で使用することができ、シート１に複写された回路は導電性トナーにより導電性が付与されるため導電性回路２を構成することができる。
【００２７】
シート１に対する導電性トナーの転写方法は限定されず、各種公知の方法で行うことが可能であり、静電潜像転写の他に静電コロナ転写、静電ベルト転写、静電ベルト転写、静電ローラ転写、粘着転写、圧力転写、磁気転写等によるトナー像転写を挙げることができる。又、多色或は複数のトナーを併用する場合の転写方法としては、例えば多重現像方式や、転写ドラム方式、中間転写方式、タンデム方式等の多重転写方式等が挙げられるがこの限りではない。
【００２８】
いずれにしても、導電性回路２の形成が従来の静電写真方式により容易にできるため、無版で直接デジタルデータによる形成が可能であり、又複写方式によっても形成できるため、オンデマンド化が容易となる。
【００２９】
本発明の導電性トナーによる導電性回路形成方法によれば、従来の導電ペースト方法やエッチング方法が不要となる。これにより、導電ペースト方法における１００℃以上での数十分間の熱処理、シート基材の劣化、折り曲げ等による導電性の喪失等の問題を解決することができる。又エッチング方法におけるエッチング廃液による環境汚染、シート基材の荒れや損傷等の問題も解決することができる。それに加えてアンテナの作製に多くの時間を要する問題、及び廃棄物から金属を回収する処理問題、環境汚染問題等を解決することもできる。
【００３０】
シート１の所定部に導電性回路２が形成された後、この導電性回路２に前記ＩＣチップ３を接続して装着することにより非接触型ＩＣカードを作製することができる。尚、カードに限定されることなく、タグ、ラベル、フォーム等種々の形態の非接触型ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として薄形の情報送受信記録メディアに広く適用することが可能である。更に、本発明は、非接触型ＲＦ−ＩＤのみならず、単にシート基材に導電性回路を形成したもの、その他インターポーザ、インレットシート等の情報記録部材、ペーパーコンピュータ、更には電子機器類に組み込まれるＩＣ基板等に適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る請求項１記載の導電性トナーによれば、発像成分である顔料とバインダ樹脂成分とを主成分とし静電写真方式で用いるトナーであって、バインダ樹脂成分中に導電性高分子からなる樹脂を含有してなるので、この導電性トナーを用いれば、電子写真方式にて導電性回路を所望の形状、任意のサイズでオンデマンド方式にて容易に形成できるといった顕著な効果を奏する。
【００３２】
又、本発明に係る請求項２記載の導電性トナーによれば、前記バインダ樹脂成分中の導電性高分子からなる樹脂の含有量が５０〜１００質量％であるので、導電性回路を形成するのに充分な導電性を備えるといった更なる効果を奏する。
【００３３】
更に、本発明に係る請求項３記載の導電性回路を有するシートによれば、シート基材面の所定部に、請求項１又は請求項２記載の導電性トナーを用いて導電性回路が形成されてなるので、自体を容易に作製することができる。これにより、無版で直接デジタルデータによる導電性回路の形成が可能であり、静電写真方式によって形成できるためオンデマンド化が容易となる。更に、導電ペーストやエッチングによらずに導電性回路を容易に形成できることから、従来生じていた導電ペーストの熱処理によるシート基材の劣化問題、導電粉同士の接触により導電性を確保するため折り曲げ等により導電性が失われる等の問題、エッチングのエッチング廃液による環境問題、エッチング処理によるシート基材の荒れや損傷の問題、廃棄物から金属を回収処理する問題、一括して廃棄処理すると環境汚染の原因になる問題等を全て解決することができ、しかも従来導電性回路の作製に多くの時間を要していた問題も解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態を示すもので、導電性トナーを用いて導電性回路を形成したシートの平面図である。
【符号の説明】
１…導電性回路を有するシート
２…導電性回路
３…ＩＣチップ

Claims (3)

1. 発像成分である顔料とバインダ樹脂成分とを主成分とし静電写真方式で用いるトナーであって、前記バインダ樹脂成分中に導電性高分子からなる樹脂を含有してなることを特徴とする導電性トナー。
2. 前記バインダ樹脂成分中の導電性高分子からなる樹脂の含有量が５０〜１００質量％であることを特徴とする請求項１記載の導電性トナー。
3. シート基材面の所定部に、請求項１又は請求項２に記載した導電性トナーを用いて導電性回路が形成されてなることを特徴とする導電性回路を有するシート。

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