JP2004345321A

JP2004345321A - Ink for forming electrically-conductive inkjet ink receiving layer and sheet having electrically-conductive circuit using it

Info

Publication number: JP2004345321A
Application number: JP2003147818A
Authority: JP
Inventors: Akira Hirasawa; 朗平澤
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP4124025B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink for forming an electrically-conductive ink receiving layer capable of forming an electrically-conductive circuit on a base, which can accept orders for a small amount/a number of kinds (other kinds) and can freely change their sizes and shapes as it requires no necessity of making a printing plate and an on-demand production is possible, and which is excellent in electrical conductivity and adhesive properties, and to provide a sheet having the electrically-conductive circuit using the ink. <P>SOLUTION: It is characterized in that the ink for forming an electrically-conductive inkjet ink receiving layer in which an electrically-conductive fine particle is compounded in a vehicle comprising a glycol solvent with a boiling point of ≥100°C as a main component, is used. It is also characterized in that the inkjet ink receiving layer is formed on a specified part of at least one face of the base by using this ink, and the electrically-conductive circuit is formed thereon by using the electrically-conductive inkjet ink. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた導電回路を有するシートに関し、さらに詳しくは、導電性インクジェットインクを用いて導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクおよびそれを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）メデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩなどの微細な導電回路を作成するには、導電層が積層されたシート基材の前記導電層上にレジスト剤を用いてレジスト層を形成し、導電回路パターンを有するホトマスクを用いて光照射し、例えば導電回路パターン状に形成されたレジスト層以外の導電層を除去して導電回路を形成し、必要に応じて不要のレジスト層を除去するホトリソグラフによる方法が行われているが、ホトマスクを用いて光照射するなど多数の工程を要するので煩雑であるという問題があった。
【０００３】
一方、シート基材上にアルミニウム粉末、銀粉末などの導電性微粒子を含む導電性ペーストを印刷して導電回路を作成する方法があるが、印刷機を用いて印刷するため製版が必要であり、大量生産に適するが、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることが困難である上、導電性ペースト中の導電性微粒子同士の接触により導電性が付与されるため接触不足により導電性が不十分となる場合があるという問題があった。
【０００４】
電子写真方式で用いられるトナーないし現像剤をレジスト剤として利用して導電回路を作成する導電回路の製法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この導電回路の製法は、一旦剥離（転写）シートにトナーないし現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを形成し、この面と、導電層が積層されたシート基材の導電層が積層された面を接着剤を介して重ね合わせ、導電層面に前記導電回路形成用パターンを転写させるもので、このような電子写真方式では、剥離シート面への感光ドラムからのトナー定着の調整が難しいという問題があった。
【０００５】
一方、金属コロイドを含有するインクジェットインクを用いて基材面の所定部に導電回路形成用パターンを形成し、加熱乾燥して導電回路を製造する導電回路の製法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−２５１３０８
【特許文献２】
特願２００３−３８２０３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この導電回路の製法は、導電回路の導電性や導電回路と基材面との接着性にいまだ改良の余地がある。
本発明の第１の目的は、製版の必要がなく、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクを提供することであり、
本発明の第２の目的は、そのインクを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクである。
【０００９】
本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できる。形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００１０】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とする。
【００１１】
導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートである。
【００１３】
本発明のシートは、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００１４】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とする。
【００１５】
金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
図２（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【００１７】
（Ａ）工程で、紙などの基材１を用意する。基材１の上面の所定部に導電性微粒子８を配合した本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを公知の印刷法により塗布して、必要に応じて加熱乾燥して導電性インクジェットインク受容層７を形成する。導電性インクジェットインク受容層７中には導電性微粒子８が存在するが導電性微粒子８相互は離れており絶縁性を有する。
【００１８】
（Ｂ）工程で、導電性インクジェットインク受容層７面の所定部に、金属ナノコロイド含有導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２（導電回路）を形成した後（図２（Ａ）参照）、例えば加熱乾燥炉、熱風乾燥炉などを利用したり、赤外線照射などの光を用いたりなどの公知の方法により適宜の条件下で加熱することにより、図２（Ｂ）に示すようにアンテナ部２が受容層７中に沈み込み導電性微粒子８とアンテナ部２との接触が向上するなどの相互作用によりアンテナ部２の導電性が向上する。もちろん導電率を向上できる理由はこれに限定されるものではない。
アンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの一実施形態であり、この状態で使用に供することもできる。
【００１９】
（Ｃ）工程で、アンテナ部２の所定部に本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを塗布して絶縁部３を形成する。
（Ｄ）工程で、絶縁部３を形成後、この絶縁部３の上に金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いて前記と同様にしてジャンパ部４を形成して、図中の２つのアンテナ部２間を導通して接続する。
この状態のアンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、この状態で使用に供することができる。
【００２０】
（Ｅ）工程で、基材１の図に示すチップ実装部位に位置しているアンテナ部２間にＩＣチップ５の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりＩＣチップ５を実装する。
（Ｆ）工程で、実装したＩＣチップ５にフェノール樹脂などのポリマー部材６を被覆した後、硬化させてＩＣチップ５を封止して非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）を形成する。
この非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、非接触型ＩＣカード、タグ、ラベルなどやペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００２１】
この例では、導電回路としてアンテナの例を示して説明したが、導電回路はアンテナに限定されず、用途や目的に応じて設計されるどのような導電回路パターンであってもよく、基材も紙などに限定されない。
この例では、２次元的導電回路を示したが、重ね印刷、積層などにより３次元的導電回路を形成することもできる。
【００２２】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクはビヒクルとして沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルを用いる。
本発明で用いるグリコール系溶剤は、水と混合可能な中沸点および高沸点溶剤（沸点が１００℃以上のもの）であり、具体的には、例えばグリコール（グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール）やグリコール誘導体（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）など、およびこれらの２つ以上の混合物を挙げることができる。
【００２３】
本発明で用いる導電性微粒子の例としては、銀微粉末、金微粉末、白金微粉末、アルミニウム微粉末、パラジウム、ロジウムなどの微粉末、カーボン微粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子、導電性高分子微粒子、低温で分解する有機銀化合物と導電微粒子との混合物などを挙げることができる。これらは２種以上混合して使用することもできる。
【００２４】
導電性微粒子の配合量は特に限定されないが、本発明のインク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合することが好ましく、１５〜３５質量％がさらに好ましく、２０〜３０質量％が特に好ましい。導電性微粒子が１０質量％未満では、導電性に優れた導電回路を得ることができない恐れがあり、導電性微粒子が４０質量％を超えると、インク塗工性および受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２５】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、さらに微細粒子を配合できる。
本発明で用いる微細粒子は無機系微細粒子でも、有機系微細粒子でも、あるいは両者の混合物でもよく、特に限定されるものではない。中でも無機系微細粒子は好ましく使用できる。
本発明で用いる無機系微細粒子の具体例としては、例えば、シリカ微粒子では、ミズカシルＰ−５２６、Ｐ−８０１、Ｐ−５２７、Ｐ−６０３、Ｐ８３２、Ｐ−７３、Ｐ−７８Ａ、Ｐ−７８Ｆ、Ｐ−８７、Ｐ−７０５、Ｐ−７０７、Ｐ−７０７Ｄ（水沢化学社製）、ＮｉｐｓｉｌＥ２００、Ｅ２２０、ＳＳ−１０Ｆ、ＳＳ−１５、ＳＳ−５０（日本シリカ工業社製）、ＳＹＬＹＳＩＡ７３０、３１０（富士シリシア化学社製）など、炭酸カルシウム微粒子では、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−Ｓ１５、Ｕｎｉｂｕｒ−７０、ＰＺ、ＰＸ、ツネックスＥ、Ｖｉｇｏｔ−１０、Ｖｉｇｏｔｏ−１５、Ｕｎｉｆａｎｔ−１５ＦＲ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５００、ホモカルＤ、ゲルトン５０（白石工業社製）などを、スルホ・アルミン酸カルシウム微粒子では、サチンホワイトＳＷ、ＳＷ−Ｂ、ＳＷ−ＢＬ（（白石工業社製）などを、アルミナ微粒子では、ＡＬ−４１Ｇ、ＡＬ−４１、ＡＬ−４２、ＡＬ−４３、ＡＬ−４４、ＡＬ−４１Ｅ、ＡＬ−４２Ｅ、ＡＬ−Ｍ４１、ＡＬ−Ｍ４２、ＡＬ−Ｍ４３、ＡＬ−Ｍ４４、ＡＬ−Ｓ４３、ＡＭ−２１、ＡＭ−２２、ＡＭ−２５、ＡＭ−２７（住友化学社製）、酸化アルミニウムＣ（日本アエロジル社製）などを、二酸化チタン微粒子では二酸化チタンＴ８０５、Ｐ２５（日本アエロジル社製）などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
本発明で用いる微細粒子の配合量は特に限定されるものではないが、好ましくはビヒクル１００質量部に対して、微細粒子を３〜１０質量部配合することが望ましい。３質量部未満では導電性インクジェットインクの接着性を改善できない恐れがあり、１０質量部を超えると粘度が高くなりインク塗工性が低下し、また受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２７】
本発明においては、耐水性を向上させるためにビヒクルに対して微細粒子以外にカチオン性樹脂をさらに配合することができる。
本発明において用いるカチオン性樹脂は、水溶液あるいは水分散液の形態の１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでも、自体が粉末状あるいは液状である１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでもよい。
特に好ましいカチオン性樹脂の例として、具体的には、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物などあるいはこれらの２種以上の混合物などを挙げることができる。カチオン性樹脂としては市販のものを好適に利用できる。
【００２８】
市販の水溶液あるいは水分散液の形態のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、水溶液としては、三洋化成工業（株）製サンフィックスＰＲＯ−１００（ポリアミン系水溶液）、サンフィックス７０（ジシアンジアミド系水溶液）、第一工業製薬（株）製カチオーゲンＬ（４級アンモニウム塩水溶液）、シャロールＤＣ−３０３Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、シャロールＤＣ−９０２Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、日本触媒（株）製エポミンＰ−１０００（ポリエチレンイミン）、日東紡績（株）製ＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができる。
また、水分散液としては、三洋化成工業（株）製サンスタット１２００（４級アンモニウム塩型）、日華化学（株）製ニッカシリコンＡＭＺ（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭ−２０２（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭＺ−３（アミノ変性シリコンエマルジョン）などを挙げることができる。
【００２９】
粉末状の市販のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、三洋化成工業（株）製ポリアミン系のサンフィクス５５５、サンフィクス５５５Ｃ、サンフィクス５５５ＮＫ、サンフィクス５５５ＵＳ、第一工業製薬（株）製のレオックスＡＳ（特殊カチオン樹脂）、シャロールＤＭ−２５４Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、シャロールＤＭ−２８３Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、日東紡績（株）製のＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができ、液状のものでは、日本触媒（株）製のエポミンＳＰ−０１２（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−１１０（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−２００（ポリエチレンイミン）などを挙げることができる。
【００３０】
ビヒクルに対するカチオン性樹脂の含有量は特に限定されるものではない。
しかしビヒクル１００質量部に対して、カチオン性樹脂を５〜１２０質量部、好ましくは５〜６０質量部、より好ましくは５〜５０質量部、配合することが望ましい。カチオン性樹脂が下限値未満では耐水性を改善できない恐れがあり、上限値を超えると耐水性は改善されるが印刷インク適性が低下する恐れがあるので好ましくない。
【００３１】
本発明においては、必要に応じてさらにバインダー樹脂を配合したビヒクルを用いることができる。さらにバインダー樹脂を配合することにより、形成された導電性インクジェットインク受容層が擦れに強くなり、ＯＣＲリーダーなどで擦られても微細粒子が離脱したり、導電性インクジェットインク受容層が剥離しなくなるので好ましい。
【００３２】
本発明で用いるバインダー樹脂は、前記グリコール系溶剤とともに使用可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダなどの天然樹脂、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリフェニルアセトアセタール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウムハライド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリエステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル酸エステル共重合体などの合成樹脂、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジメチル・ジアリル・アンモニウムクロライドを主成分とする化合物あるいはこれらの２種以上の混合物などのカチオン性樹脂、その他、電子線硬化型インク、紫外線硬化型インク、スルホン酸基、カルボキシル基、硫酸エステル基、燐酸エステル基などのアニオン性基を有する例えばロジン変成マレイン酸などのアニオン性樹脂などを挙げることができる。
【００３３】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、必要に応じ公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、老化防止剤、ｐＨ調節剤、消泡剤、各種安定剤、着色剤などを挙げることができる。
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、例えば上記の成分をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、３本ロールあるいはニーダーなどの混練機でさらに均一に分散することにより製造されるが、製法はこの方法に限定されるものではない。
【００３４】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、グラビアコーター、フレキソ、エアナイフコーター、バーコーター、スプレーなどの公知の塗工手段により基材の少なくとも一方の面の所定部に塗工し、必要に応じて加熱、乾燥して導電性インクジェットインク受容層を有するシートを形成することができる。
【００３５】
本発明で用いる導電性インクジェットインクは、インクジェットプリンタにより導電性インクジェットインク受容層上に印刷して導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるものであればよく、特に限定されるものではない。しかし金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるので本発明において好ましく使用できる。
【００３６】
本発明において用いる金属ナノコロイドは、公知の固体ゾルあるいはそれを溶媒に分散させたものであり、金属の種類は特に限定されない。しかし、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、ニッケル、アルミニウムなどは好ましく使用できる。
【００３７】
これらの金属ナノコロイドは発色する。金属ナノコロイドによる発色は電子のプラズマ振動に起因し、プラズモン吸収とよばれる発色機構によるものである。
このプラズモン吸収による発色は金属中の自由電子が光電場により揺さぶられ粒子表面に電荷が現れ、非線形分極が生じるためであると考えられている。この金属ナノコロイドによる発色は、彩度や光線透過率が高く、耐久性に優れている。
例えば、金ナノコロイドは粒径に応じて青、青紫、赤紫、金色などを示す。製造法としては、例えば金属化合物を溶媒に溶解し、高分子量顔料分散剤を添加した後、金属に還元して前記高分子量顔料分散剤で保護されたナノコロイド粒子を形成し、その後前記溶媒を除去して固体ゾルとする方法を挙げることができる。
【００３８】
本発明において用いる金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクは、熱硬化型、光硬化型、電子線硬化型などのバインダを用いたインクでもよく、また金属ナノコロイドを適当な分散安定剤により溶媒あるいはバインダに分散させたインクでもよい。このような溶媒としては通常のインクジェットインクに使用する水、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒などが挙げられる。この他に、ｐＨ調整剤、粘度調剤、表面張力調整剤（界面活性剤）、金属封鎖剤、防菌防カビ剤、分散剤などを含有させることができる。
【００３９】
本発明において用いる前記水溶性有機溶媒としては、例えば具体的には、本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクのビヒクルとして使用する前記沸点１００℃以上のグリコール系溶剤あるいはこれらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００４０】
通常のインクジェットインクには、着色成分として、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキシキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系およびメチン系染料からなる群から選ばれた少なくとも１種のアニオン性インクが用いられている。
これらの着色成分を本発明で用いる金属ナノコロイド含有インクジェットインクに添加することができる。
【００４１】
本発明において用いる導電性インクジェットインク中に配合する金属ナノコロイドの量は特に限定されるものではないが、加熱後の導電回路の抵抗が、加熱前の導電回路の抵抗の１／５０，０００〜１／１００，０００となるように所定量の金属ナノコロイドを配合することが好ましい。
【００４２】
金属ナノコロイドの平均粒子径は通常およそ１〜１０００ｎｍであり本発明においてはいずれも使用できる。平均粒子径が小さいものは導電性がよく好ましいが１ｎｍ未満のものは作成が難しく、一方、平均粒子径が５０ｎｍを超えるとインクジェットプリンタのノズルが詰まる恐れがあり、金属ナノコロイドの平均粒子径が１〜５０ｎｍであるとインクジェットプリンタのノズルが詰まることなく、連続して安定して導電性に優れた導電回路を基材面に形成できるので好ましく使用できる。
【００４３】
本発明で用いる基材の素材は、導電回路を形成できる絶縁性平面および／または絶縁性曲面を有する無機物および／または有機物を挙げることができる。
これらの基材の中でも、シート基材（フィルム基材を含む）は本発明において好ましく使用できる。シート基材の素材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、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、それにオーバーコート層（保護層）をもつ用紙など）あるいはこれらを組み合わせたもの、あるい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などのプラスチックシート、あるい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およびオゾン処理などの表面処理を施したものなどを挙げることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００４５】
（導電性インクジェットインクＡの調製）
金ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とエチレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、グリセリン５質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５質量部、イソプロピルアルコール３質量部、それに蒸留水２６．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度４．５ｍＰａ・ｓ、表面張力４６×１０^−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．５、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４６】
（導電性インクジェットインクＢの調製）
銀ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とグリセリン／エチレングリコール５０／５０質量比で混合した液２５質量部と、ヘキシレングリコール０．５質量部、テトラヒドロフルフリールアルコール３質量部、それに蒸留水２１．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度３．１ｍＰａ・ｓ、表面張力４５×１０^−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．３、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４７】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））７．５質量部を溶解させたプロピレングリコール液６５質量部に、シリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））５質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてジエチレングリコール６質量部とグリセリン４質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを得た。
【００４８】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））５質量部を溶解させたジエチレングリコール液７０質量部に、シリカ微粒子（商品名：ＮＩＰＳＩＬ（日本シリカ工業社製））７質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてグリセリン３質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを得た。
【００４９】
（実施例１）
浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを用いて、樹脂凸版を使用し上質紙（７０ｋｇ連量）上に２．５ｇ／ｍ^２（固形分）になるようにオフセット印刷を行い、絶縁性のある導電性インクジェットインク受容層を形成した。この受容層上に導電性インクジェットインクＡを、キャノン製インクカートリッジ型番：ＢＣＩ２１（バブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタ型番：ＢＪＣ−４３０Ｃ用）に充填し、３〜５ｇ／ｍ^２（固形分）になるように幅１ｍｍ×長さ１００ｍｍのパターン（導電回路）を印刷した。パターン両末端の抵抗値は１２０ｋΩであった。これを空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．０Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１４５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．９Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５１】
（実施例３）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの代わりに浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１０５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１．８Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５２】
（実施例４）
実施例３で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例３と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１３４ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．４Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５３】
（比較例１）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡで使用したフレーク銀粉の代わりにシリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））２５質量部に変更した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は７０７６ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１０６Ωであった。この抵抗値では非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５４】
（比較例２）
実施例１で形成した導電性インクジェットインク受容層を形成しなかった以外は実施例１と同様の操作を行った。空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した後のパターン（導電回路）両末端は通電しなかった。パターン（導電回路）をＣＣＤカメラ型実体顕微鏡（型番：ＶＨ７０００（キーエンス社製））で観察すると（倍率２００倍）、インジェットされたドット同士が連結されていなかった。これでは非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクに関するものであり、本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できるという顕著な効果を奏する。
形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００５６】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とするものであり、導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００５７】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートであり、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能であるという顕著な効果を奏する。
【００５８】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とするものであり、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できるというさらなる顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【符号の説明】
１基材
２アンテナ部
３絶縁部
４ジャンパ部
５ＩＣチップ
６ポリマー部材
７導電性インクジェットインク受容層
８導電性微粒子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer and a sheet having a conductive circuit using the same, and more particularly, to a conductive ink capable of forming a conductive circuit having excellent conductivity and adhesiveness using a conductive inkjet ink. For forming a conductive ink receiving layer on a base material and a sheet having a conductive circuit using the same, wherein the RF-ID (RadioFrequency IDentification) is a thin information transmission / reception type recording medium such as a non-contact IC tag. The present invention relates to a sheet having a conductive circuit applicable to media, paper computers, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to create a fine conductive circuit such as an IC or an LSI, a resist layer is formed using a resist agent on the conductive layer of the sheet base material on which the conductive layer is laminated, and a photomask having a conductive circuit pattern is formed. A photolithographic method of irradiating light to form a conductive circuit by removing a conductive layer other than the resist layer formed in a conductive circuit pattern, for example, and removing an unnecessary resist layer as necessary is performed. However, there is a problem that the method is complicated because it requires many steps such as light irradiation using a photomask.
[0003]
On the other hand, there is a method of creating a conductive circuit by printing a conductive paste containing conductive fine particles such as aluminum powder and silver powder on a sheet substrate, but plate making is required for printing using a printing machine, Suitable for mass production, but it is difficult to meet small and large orders on demand.In addition, conductivity is imparted by contact between conductive particles in the conductive paste, resulting in poor conductivity due to insufficient contact. There was a problem that it might be sufficient.
[0004]
There has been proposed a method for manufacturing a conductive circuit in which a conductive circuit is formed using a toner or a developer used in an electrophotographic method as a resist agent (see Patent Document 1).
However, this conductive circuit is manufactured by forming a conductive circuit forming pattern on a release (transfer) sheet by electrophotography using a toner or a developer, and forming a conductive layer on this surface and a sheet substrate on which a conductive layer is laminated. The surface on which the conductive layer is laminated is overlapped with an adhesive, and the conductive circuit forming pattern is transferred to the conductive layer surface. In such an electrophotographic system, toner is fixed from a photosensitive drum to a release sheet surface. There was a problem that it was difficult to adjust.
[0005]
On the other hand, there has been proposed a method of manufacturing a conductive circuit in which a conductive circuit forming pattern is formed on a predetermined portion of a base material surface using an ink-jet ink containing a metal colloid, and heated and dried to manufacture a conductive circuit (Patent Document 2). reference).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-251308
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2003-38203
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is still room for improvement in the conductive circuit manufacturing method in terms of the conductivity of the conductive circuit and the adhesion between the conductive circuit and the substrate surface.
A first object of the present invention is to eliminate the necessity of plate making, to be able to respond to mass production, to be able to meet small orders and many kinds of orders on demand, and to freely change the size and shape. It is to provide an ink for forming a conductive ink receiving layer capable of forming a conductive circuit excellent in conductivity and adhesion on a substrate,
A second object of the present invention is a sheet having a conductive circuit using the ink, and is applicable to RF-ID media such as a thin information transmission / reception type recording medium such as a non-contact IC tag and a paper computer. The object of the present invention is to provide a sheet having an excellent conductive circuit.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is a conductive inkjet ink-receiving layer, wherein conductive fine particles are blended in a vehicle containing a glycol-based solvent having a boiling point of 100 ° C or higher as a main component. This is a forming ink.
[0009]
A conductive inkjet ink receiving layer can be easily formed on a predetermined portion of a substrate surface such as a sheet substrate by a known printing method or the like using the ink of the present invention, and a conductive circuit is formed by using the conductive inkjet ink. A pattern for use is formed by an electronic signal image signal, and a conductive circuit excellent in conductivity and adhesion can be easily and sharply formed on the formed receiving layer by an ink jet printer based on the formed electronic signal image signal. Although the conductive fine particles are present in the formed receiving layer, the conductive fine particles are separated from each other and have insulating properties. Then, after the conductive circuit is formed on the receiving layer, the conductivity of the conductive circuit is further improved by an interaction such as improving the contact between the conductive fine particles in the receiving layer and the conductive circuit by heating, and more. A conductive circuit having excellent conductivity can be obtained.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the ink according to the first aspect, 10 to 40% by mass of conductive fine particles is blended with respect to the whole ink.
[0011]
By setting the amount of the conductive fine particles within the above range, a conductive circuit having higher conductivity can be obtained without impairing the ink coatability and the strength and adhesiveness of the receptor layer.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a conductive circuit using a conductive inkjet ink on an inkjet ink receiving layer formed using the ink according to the first or second aspect on at least one surface of the base material. Is a sheet having a conductive circuit, wherein the sheet is formed.
[0013]
The sheet of the present invention has a simple structure, is inexpensive, can be used for mass production, can meet small orders and various kinds of orders on demand, and can freely change its size and shape. Since it has a conductive circuit with excellent properties and adhesion, it can be applied to RF-ID media such as non-contact information transmitting / receiving recording media such as non-contact IC tags and paper computers.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the sheet according to the third aspect, the conductive inkjet ink is a conductive inkjet ink containing a metal nanocolloid.
[0015]
By using the metal nanocolloid-containing conductive ink-jet ink, the conductive circuit can be formed stably continuously, easily and sharply without clogging the nozzle of the ink-jet printer.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
1 (A) to 1 (F) are explanatory views illustrating steps of manufacturing a sheet having a conductive circuit of the present invention.
2 (A) and 2 (B) are cross-sectional views taken along line XX of FIG. 1 (B), and FIG. 2 (A) shows the antenna unit 2 formed by printing using a conductive ink inkjet ink by an inkjet printer. The state after the heating is schematically shown, and (B) schematically shows the state after the heating.
[0017]
In the step (A), a substrate 1 such as paper is prepared. An ink for forming the conductive ink-jet ink receiving layer of the present invention in which conductive fine particles 8 are blended in a predetermined portion on the upper surface of the base material 1 is applied by a known printing method, and dried by heating if necessary. The receiving layer 7 is formed. The conductive fine particles 8 are present in the conductive ink-jet ink receiving layer 7, but are separated from each other and have an insulating property.
[0018]
In the step (B), the antenna section 2 (conductive circuit) is formed on a predetermined portion of the surface of the conductive ink-jet ink receiving layer 7 by printing using a conductive ink-jet ink containing metal nanocolloid by an ink-jet printer (FIG. 2 (A)), for example, by using a heating drying oven, a hot air drying oven, or the like, or by heating under appropriate conditions by a known method such as using light such as infrared irradiation or the like. As shown in (2), the conductivity of the antenna section 2 is improved by an interaction such that the antenna section 2 sinks into the receiving layer 7 and the contact between the conductive fine particles 8 and the antenna section 2 is improved. Of course, the reason why the conductivity can be improved is not limited to this.
The substrate 1 having the antenna section 2 is one embodiment of the sheet having the conductive circuit of the present invention, and can be used in this state.
[0019]
In the step (C), the insulating portion 3 is formed by applying the conductive inkjet ink receiving layer forming ink of the present invention to a predetermined portion of the antenna portion 2.
In the step (D), after the insulating portion 3 is formed, the jumper portion 4 is formed on the insulating portion 3 by using the conductive inkjet ink containing the metal nanocolloid in the same manner as described above, and the two antennas in the figure are formed. The portions 2 are electrically connected to each other.
The substrate 1 having the antenna section 2 in this state is another embodiment of the sheet having the conductive circuit of the present invention, and can be used in this state.
[0020]
In the step (E), the IC chip 5 is mounted by a method such as piercing a connection terminal (not shown) of the IC chip 5 between the antenna portions 2 located at the chip mounting portion of the base material 1 shown in the drawing to conduct electricity. .
In the step (F), the mounted IC chip 5 is coated with a polymer member 6 such as a phenol resin, and then cured to seal the IC chip 5 to form a non-contact IC medium (RF-ID).
This non-contact IC medium (RF-ID) is another embodiment of the sheet having the conductive circuit of the present invention, and is applicable to a non-contact IC card, a tag, a label, a paper computer, and the like.
[0021]
In this example, the example of the antenna is shown as the conductive circuit, but the conductive circuit is not limited to the antenna, and may be any conductive circuit pattern designed according to the application or purpose, and the base material may be used. It is not limited to paper.
In this example, a two-dimensional conductive circuit is shown, but a three-dimensional conductive circuit can be formed by overprinting, lamination, or the like.
[0022]
The ink for forming the conductive ink-jet ink receiving layer of the present invention uses a vehicle containing a glycol-based solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher as a main component.
The glycol-based solvent used in the present invention is a medium- and high-boiling solvent (having a boiling point of 100 ° C. or higher) that can be mixed with water, and specifically, for example, glycols (glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol) , Polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol) and glycol derivatives (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono) Butyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol Ether acetate), etc., and the like, and these two or more thereof.
[0023]
Examples of the conductive fine particles used in the present invention include conductive fine particles such as silver fine powder, gold fine powder, platinum fine powder, aluminum fine powder, fine powder such as palladium and rhodium, and fine carbon powder (carbon black, carbon nanotube, etc.). Examples thereof include fine particles, conductive polymer fine particles, and a mixture of an organic silver compound that decomposes at low temperature and conductive fine particles. These may be used in combination of two or more.
[0024]
The amount of the conductive fine particles is not particularly limited, but is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 35% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass with respect to the whole ink of the present invention. Particularly preferred. If the amount of the conductive fine particles is less than 10% by mass, a conductive circuit having excellent conductivity may not be obtained. If the amount of the conductive fine particles exceeds 40% by mass, the ink coatability and the strength and adhesiveness of the receiving layer may be deteriorated. May be damaged.
[0025]
The ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer of the present invention may further contain fine particles.
The fine particles used in the present invention may be inorganic fine particles, organic fine particles, or a mixture of both, and are not particularly limited. Among them, inorganic fine particles can be preferably used.
As specific examples of the inorganic fine particles used in the present invention, for example, in the case of silica fine particles, Mizukasil P-526, P-801, P-527, P-603, P832, P-73, P-78A, P-78F , P-87, P-705, P-707, P-707D (manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd.), Nipsil E200, E220, SS-10F, SS-15, SS-50 (manufactured by Nippon Silica Industry Co., Ltd.), SYLYSIA730, 310 (Calculated by Fuji Silysia Chemical Ltd.), such as Brilliant-15, Brilliant-S15, Unibur-70, PZ, PX, Tunex E, Vigot-10, Vigoto-15, Unifant-15FR, Brilliant-1500, and homocalcium. D, Gerton 50 (manufactured by Shiraishi Industry Co., Ltd.) Satin white SW, SW-B, SW-BL (manufactured by Shiraishi Industry Co., Ltd.) and the like are used for calcium luminate fine particles, and AL-41G, AL-41, AL-42, AL-43, and AL-44 are used for alumina fine particles. , AL-41E, AL-42E, AL-M41, AL-M42, AL-M43, AL-M44, AL-S43, AM-21, AM-22, AM-25, AM-27 (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) , Aluminum oxide C (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and titanium dioxide fine particles include titanium dioxide T805, P25 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), etc. These may be used alone or in combination of two or more. May be used.
[0026]
The amount of the fine particles used in the present invention is not particularly limited, but preferably 3 to 10 parts by mass of the fine particles is preferably mixed with 100 parts by mass of the vehicle. If the amount is less than 3 parts by mass, the adhesiveness of the conductive inkjet ink may not be improved. If the amount is more than 10 parts by mass, the viscosity may be increased, the ink coatability may be reduced, and the strength and adhesiveness of the receiving layer may be impaired. is there.
[0027]
In the present invention, a cationic resin can be further added to the vehicle in addition to the fine particles in order to improve the water resistance.
The cationic resin used in the present invention may be an oligomer or polymer of a primary to tertiary amine or a quaternary ammonium salt in the form of an aqueous solution or an aqueous dispersion. An oligomer or polymer of a quaternary ammonium salt may be used.
Specific examples of particularly preferred cationic resins include, specifically, for example, dimethylamine / epichlorohydrin polycondensate, acrylamide / diallylamine copolymer, polyvinylamine copolymer, and the like, or a mixture of two or more of these. it can. Commercially available cationic resins can be suitably used.
[0028]
Specific examples of commercially available cationic resins in the form of aqueous solutions or aqueous dispersions include, for example, aqueous solutions such as Sanfix PRO-100 (a polyamine-based aqueous solution) and Sanfix 70 (a dicyandiamide-based aqueous solution) manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. ), Kachiogen L (quaternary ammonium salt aqueous solution) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Charol DC-303P (polydimethyldiallylammonium chloride aqueous solution), Charol DC-902P (polydimethyldiallylammonium chloride aqueous solution), Nippon Shokubai Co., Ltd. ) Epomin P-1000 (polyethyleneimine), Nitto Boseki Co., Ltd. PAA-HCI-3L (polyallylamine hydrochloride), PAA-HCI-10L (polyallylamine hydrochloride) and the like.
Examples of the aqueous dispersion include Sunstat 1200 (a quaternary ammonium salt type) manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., Nikka Silicon AMZ (amino-modified silicone emulsion) manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd., and Nikka Silicon AM-202 (amino). Modified silicone emulsion), and Nikka Silicon AMZ-3 (amino-modified silicone emulsion).
[0029]
Specific examples of the commercially available powdered cationic resin include, for example, polyamine-based Sanfix 555, Sanfix 555C, Sunfix 555NK, Sanfix 555US, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. Rhox AS (special cationic resin), Charol DM-254P (methacrylic acid ester chloride quaternary salt polymer), Charol DM-283P (methacrylic acid ester chloride quaternary salt polymer), PAA-HCI- manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd. Examples thereof include 3S (polyallylamine hydrochloride) and PAA-HCI-10S (polyallylamine hydrochloride). In the case of liquid, Epomin SP-012 (polyethyleneimine) and Epomin SP- manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. 110 (polyethyleneimine), Epomin SP-200 ( And the like re ethyleneimine).
[0030]
The content of the cationic resin with respect to the vehicle is not particularly limited.
However, it is desirable that the cationic resin is blended in an amount of 5 to 120 parts by mass, preferably 5 to 60 parts by mass, more preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vehicle. If the cationic resin is less than the lower limit, the water resistance may not be improved. If the cationic resin is more than the upper limit, the water resistance is improved, but the suitability for printing ink may be undesirably reduced.
[0031]
In the present invention, a vehicle in which a binder resin is further blended as necessary can be used. Furthermore, by blending the binder resin, the formed conductive ink-jet receiving layer becomes more resistant to rubbing, and fine particles are not detached even when rubbed with an OCR reader or the like, and the conductive ink-jet ink-receiving layer does not peel off. preferable.
[0032]
The binder resin used in the present invention is not particularly limited as long as it can be used together with the glycol-based solvent. Specifically, for example, albumin, gelatin, casein, starch, gum arabic, natural resins such as sodium alginate, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, polyamide, polyacrylamide, polyhydroxyethyl methacrylate, polyphenylacetoacetal, Polyethylene imine, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyridium halide, melamine resin, polyurethane, polyvinyl alcohol and its derivatives, polyester, polyacrylic acid sodium, synthetic resin such as acrylate copolymer, dimethylamine / epichlorohydrin polycondensate, acrylamide Diallylamine copolymer, polyvinylamine copolymer, dicyandiamide, dimethyl diallyl ammonium chloride Cationic resin such as a compound mainly containing a compound or a mixture of two or more of these, an electron beam curable ink, an ultraviolet curable ink, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a sulfate group, a phosphate group, and the like. Examples thereof include an anionic resin having an anionic group such as rosin-modified maleic acid.
[0033]
Known additives can be added to the ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer of the present invention, if necessary. Examples of the additives include a viscosity adjuster, an antioxidant, a pH adjuster, an antifoaming agent, various stabilizers, and a coloring agent.
The ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer of the present invention is produced, for example, by uniformly mixing the above components with a stirrer such as a homogenizer, and then dispersing the mixture evenly with a kneader such as a three-roll or kneader. However, the production method is not limited to this method.
[0034]
The ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer of the present invention is applied to a predetermined portion of at least one surface of a substrate by a known coating means such as a gravure coater, flexo, air knife coater, bar coater, spray, etc. The sheet having the conductive ink-jet ink-receiving layer can be formed by heating and drying according to the conditions.
[0035]
The conductive inkjet ink used in the present invention is not particularly limited as long as it can form a conductive circuit having excellent conductivity and adhesion by printing on the conductive inkjet ink receiving layer by an inkjet printer. . However, by using a conductive ink-jet ink containing a metal nanocolloid, it is possible to form a conductive circuit excellent in conductivity and adhesiveness continuously, stably and sharply without clogging a nozzle of an ink-jet printer. Can be preferably used.
[0036]
The metal nanocolloid used in the present invention is a known solid sol or one obtained by dispersing the same in a solvent, and the type of metal is not particularly limited. However, gold, silver, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, copper, nickel, aluminum and the like can be preferably used.
[0037]
These metal nanocolloids develop color. The color development by the metal nanocolloid is caused by the plasma oscillation of electrons, and is due to a color development mechanism called plasmon absorption.
It is considered that the color development due to the plasmon absorption is due to the fact that the free electrons in the metal are shaken by the electric field to cause an electric charge to appear on the particle surface, thereby causing nonlinear polarization. The color development by the metal nanocolloid has high saturation and light transmittance, and is excellent in durability.
For example, a gold nanocolloid shows blue, bluish purple, reddish purple, gold, etc. according to the particle size. As a production method, for example, a metal compound is dissolved in a solvent, a high molecular weight pigment dispersant is added, and then reduced to metal to form nanocolloid particles protected by the high molecular weight pigment dispersant. A method of removing the solid sol can be mentioned.
[0038]
The metal nanocolloid-containing conductive inkjet ink used in the present invention may be an ink using a binder of a thermosetting type, a photosetting type, an electron beam setting type, or the like. May be used. Examples of such a solvent include water used in a general inkjet ink, and a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. In addition, a pH adjuster, a viscosity adjuster, a surface tension adjuster (surfactant), a metal sequestering agent, a fungicide / antifungal agent, a dispersant, and the like can be contained.
[0039]
As the water-soluble organic solvent used in the present invention, for example, specifically, the glycol-based solvent having a boiling point of 100 ° C. or more or two or more thereof used as a vehicle of the ink for forming a conductive inkjet ink-receiving layer of the present invention. And mixtures thereof.
[0040]
In general inkjet inks, as a coloring component, from the group consisting of anthraquinone, benzoquinone, naphthoxyquinone, xanthene, triphenylmethane, quinoline, indigoid, azine, oxazine, thiazine and methine dyes At least one selected anionic ink is used.
These coloring components can be added to the metal nanocolloid-containing inkjet ink used in the present invention.
[0041]
Although the amount of the metal nanocolloid blended in the conductive inkjet ink used in the present invention is not particularly limited, the resistance of the conductive circuit after heating is 1 / 50,000 to 1 / 50,000 of the resistance of the conductive circuit before heating. It is preferable to mix a predetermined amount of metal nanocolloid so as to be 1 / 100,000.
[0042]
The average particle diameter of the metal nanocolloid is usually about 1 to 1000 nm, and any of them can be used in the present invention. Those having a small average particle diameter have good conductivity, but those having a particle diameter of less than 1 nm are difficult to prepare. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 50 nm, the nozzle of an ink jet printer may be clogged, and the average particle diameter of the metal nanocolloid may be reduced. When the thickness is 1 to 50 nm, a conductive circuit having excellent conductivity can be continuously and stably formed on the base material surface without clogging the nozzle of the ink jet printer, so that it is preferably used.
[0043]
Examples of the base material used in the present invention include an inorganic substance and / or an organic substance having an insulating flat surface and / or an insulating curved surface capable of forming a conductive circuit.
Among these substrates, a sheet substrate (including a film substrate) can be preferably used in the present invention. Examples of the sheet base material include woven fabrics, nonwoven fabrics, mats, and papers (eg, high-quality paper, medium-quality paper, synthetic paper, and various types of recycled papers) made of inorganic or organic fibers such as glass fibers, alumina fibers, polyester fibers, and polyamide fibers. Paper, art paper, coated paper, mirror-coated paper, condenser paper, paraffin paper, other paper, and paper with an overcoat layer (protective layer), or a combination of these, or resin varnish Sheet, polyamide resin sheet, polyester resin sheet, polyolefin resin sheet, polyimide resin sheet, ethylene / vinyl alcohol copolymer sheet, polyvinyl alcohol resin sheet, polyvinyl chloride resin sheet , Polyvinylidene chloride resin sheet, polystyrene resin Sheet, polycarbonate resin sheet, acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin sheet, plastic sheet such as polyethersulfone resin sheet, or corona discharge treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, flame plasma treatment And those subjected to a surface treatment such as ozone treatment.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0045]
(Preparation of conductive inkjet ink A)
50 parts by mass of a gold nanocolloid dispersion (30% by mass, solid content: 15% by mass), 15 parts by mass of ethylene glycol monomethyl ether, 5 parts by mass of glycerin, 0.5 parts by mass of diethylene glycol monobutyl ether, 3 parts by mass of isopropyl alcohol, and 26.5 parts by mass of distilled water was mixed and stirred to obtain a metal nanocolloid-containing conductive inkjet ink. This ink has a viscosity of 4.5 mPa · s and a surface tension of 46 × 10 ^-3 N / m, pH 9.5, the average particle diameter of the metal nanocolloid was 10 nm.
[0046]
(Preparation of conductive inkjet ink B)
25 parts by mass of 50 parts by mass of a silver nanocolloid dispersion liquid (30% by mass, solid content: 15% by mass) mixed with glycerin / ethylene glycol at a 50/50 mass ratio, 0.5 parts by mass of hexylene glycol, and tetrahydrofur 3 parts by mass of freel alcohol and 21.5 parts by mass of distilled water were mixed and stirred to obtain a metal nanocolloid-containing conductive inkjet ink. This ink has a viscosity of 3.1 mPa · s and a surface tension of 45 × 10 ^-3 N / m, pH 9.3, and the average particle diameter of the metal nanocolloid were 10 nm.
[0047]
(Preparation of Ink A for Forming Infiltration Drying Conductive Inkjet Ink Receiving Layer)
Silica fine particles (trade name: Cycilia 310P (trade name, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.)) were dissolved in 65 parts by mass of a propylene glycol solution in which 7.5 parts by mass of rosin-modified maleic acid (trade name: Tespol 1154 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)) was previously dissolved. )) 5 parts by mass are kneaded. Further, 20 parts by mass of flake silver powder (trade name: FA-8-1 (manufactured by Dowa Mining Co., Ltd.)) is kneaded with this liquid. To this, 6 parts by mass of diethylene glycol and 4 parts by mass of glycerin were added as roll transfer improvers, and the mixture was kneaded using a three-roll mill to obtain an ink A for forming a permeation-drying type conductive inkjet ink receiving layer.
[0048]
(Preparation of Ink B for Forming Drying Type Conductive Inkjet Ink Receiving Layer)
In 70 parts by mass of a diethylene glycol solution in which 5 parts by mass of rosin-modified maleic acid (trade name: Tespol 1154 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)) was previously dissolved, 7 parts by mass of silica fine particles (trade name: NIPSIL (manufactured by Nippon Silica Industry Co., Ltd.)) Knead parts. Further, 20 parts by mass of flake silver powder (trade name: FA-8-1 (manufactured by Dowa Mining Co., Ltd.)) is kneaded with this liquid. To this, glycerin (3 parts by mass) as a roll transferability improving agent was added, and the mixture was kneaded using a three-roll mill to obtain an ink B for forming a permeation-drying type conductive inkjet ink receiving layer.
[0049]
(Example 1)
2.5 g / m 2 on high quality paper (70 kg continuous weight) using a resin letterpress using the ink A for forming a penetrating dry type conductive inkjet ink receiving layer. ² (Solid content) by offset printing to form an electrically conductive inkjet ink receiving layer having an insulating property. The receiving layer is filled with a conductive inkjet ink A in an ink cartridge manufactured by Canon Inc., model number: BCI21 (bubble jet (registered trademark) type inkjet printer, model number: BJC-430C), and 3 to 5 g / m2. ² A pattern (conductive circuit) having a width of 1 mm and a length of 100 mm was printed so as to be (solid content). The resistance value at both ends of the pattern was 120 kΩ. This was heated for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated. The resistance value at both ends of the pattern after heating was 2.0Ω. With this resistance value, it can be used as a non-contact data transceiver (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0050]
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed, except that the conductive inkjet ink B used in Example 1 was replaced with the conductive inkjet ink B. The resistance value at both ends of the pattern (conductive circuit) was 145 kΩ at the beginning. This was heated for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated. The resistance value at both ends of the pattern after heating was 2.9Ω. With this resistance value, it can be used as a non-contact data transceiver (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0051]
(Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed, except that the ink A for forming a conductive ink-jet type ink-receiving layer for forming a conductive ink was used instead of the ink A for forming a conductive ink-jet type ink-receiving layer used in Example 1. . The resistance value at both ends of the pattern (conductive circuit) was initially 105 kΩ. This was heated for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated. The resistance value at both ends of the pattern after heating was 1.8Ω. With this resistance value, it can be used as a non-contact data transceiver (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0052]
(Example 4)
The same operation as in Example 3 was performed except that the conductive inkjet ink B was used in place of the conductive inkjet ink A used in Example 3. The resistance value at both ends of the pattern (conductive circuit) was initially 134 kΩ. This was heated for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated. The resistance value at both ends of the pattern after heating was 2.4Ω. With this resistance value, it can be used as a non-contact data transceiver (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0053]
(Comparative Example 1)
Instead of the flake silver powder used in the ink A for forming the permeation-drying type conductive inkjet ink receiving layer used in Example 1, the permeation was changed to 25 parts by mass of silica fine particles (trade name: Cycilia 310P (manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.)). The same operation as in Example 1 was performed except that the ink for forming a dry-type conductive inkjet ink receiving layer was used. The resistance value at both ends of the pattern (conductive circuit) was initially 7076 kΩ. This was heated for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated. The resistance value at both ends of the pattern after heating was 106Ω. With this resistance value, it cannot be used as a non-contact data transmitter / receiver (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0054]
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that the conductive inkjet ink receiving layer formed in Example 1 was not formed. After heating for 30 seconds in an oven at 100 ° C. in which air was circulated, both ends of the pattern (conductive circuit) were not energized. When the pattern (conductive circuit) was observed with a CCD camera type stereoscopic microscope (model number: VH7000 (manufactured by Keyence Corporation)) (magnification: 200 times), the jetted dots were not connected. In this case, it cannot be used as a non-contact type data transmitting / receiving body (antenna) such as a non-contact IC tag or RF-ID.
[0055]
【The invention's effect】
Claim 1 of the present invention relates to an ink for forming a conductive inkjet ink receiving layer, wherein conductive fine particles are blended with a vehicle containing a glycol solvent having a boiling point of 100 ° C or higher as a main component. A conductive inkjet ink receiving layer can be easily formed on a predetermined portion of a substrate surface such as a sheet substrate by a known printing method using the ink of the present invention, and a conductive circuit can be formed by using the conductive inkjet ink. The formation pattern is formed by an electronic signal image signal, and based on the formed electronic signal image signal, an ink jet printer can easily and sharply form a conductive circuit having excellent conductivity and adhesion on the formed receiving layer. Has a remarkable effect.
Although the conductive fine particles are present in the formed receiving layer, the conductive fine particles are separated from each other and have insulating properties. Then, after the conductive circuit is formed on the receiving layer, the conductivity of the conductive circuit is further improved by an interaction such as improving the contact between the conductive fine particles in the receiving layer and the conductive circuit by heating, and more. A conductive circuit having excellent conductivity can be obtained.
[0056]
According to a second aspect of the present invention, in the ink according to the first aspect, the conductive fine particles are blended in an amount of 10 to 40% by mass based on the whole ink. When the content is in the range, a further remarkable effect is obtained in that a conductive circuit having higher conductivity can be obtained without impairing the ink coatability and the strength and adhesiveness of the receiving layer.
[0057]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a conductive circuit using a conductive inkjet ink on an inkjet ink receiving layer formed using the ink according to the first or second aspect on at least one surface of the base material. It is a sheet having a conductive circuit characterized by being formed, is simple and inexpensive, can respond to mass production, and can also respond to small orders and many types of orders on demand, In addition, since it has a conductive circuit with excellent conductivity and adhesiveness that can be freely changed in size and shape, it can be used for RF-ID media such as non-contact IC tags and other thin information transmitting and receiving recording media, paper computers, etc. It has a remarkable effect of being applicable.
[0058]
According to a fourth aspect of the present invention, in the sheet according to the third aspect, the conductive inkjet ink is a conductive inkjet ink containing a metal nanocolloid, and the nozzle of the inkjet printer is clogged. In addition, a further remarkable effect is obtained in that a conductive circuit can be formed stably continuously and easily and sharply.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1F are explanatory views illustrating steps of manufacturing a sheet having a conductive circuit according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional explanatory views taken along the line XX of FIG. 1B. FIG. The state after formation is schematically shown, and (B) schematically shows the state after heating.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Antenna part
3 insulation
4 Jumper
5 IC chip
6 Polymer members
7 Conductive inkjet ink receiving layer
8 conductive fine particles

Claims

An ink for forming a conductive ink-jet ink receiving layer, wherein conductive fine particles are blended in a vehicle containing a glycol solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher as a main component.

2. The ink according to claim 1, wherein conductive fine particles are blended in an amount of 10 to 40% by mass based on the whole ink.

A conductive circuit is formed by using a conductive inkjet ink on an inkjet ink receiving layer formed by using the ink according to claim 1 or 2 on a predetermined portion of at least one surface of a base material. Having a conductive circuit.

The sheet according to claim 3, wherein the conductive inkjet ink is a conductive inkjet ink containing a metal nanocolloid.