JP2016212250A - めっき処理用積層体、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサー、タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】視認性に優れた導電性積層体を形成でき、耐ブロッキング性にも優れためっき処理用積層体、および、該導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルの提供。
【解決手段】基材と、上記基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有し、上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む、めっき処理用積層体。
【選択図】なし
【解決手段】基材と、上記基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有し、上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む、めっき処理用積層体。
【選択図】なし
Description
本発明は、めっき処理用積層体、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルに関する。
基材上に金属などからなる導電層(導電性細線)が形成された導電性フィルムは、種々の用途に使用されており、特に、近年、携帯電話や携帯ゲーム機器等へのタッチパネルの搭載率の上昇に伴い、多点検出が可能な静電容量方式のタッチパネルセンサー用の導電性フィルムの需要が急速に拡大している。
このような導電層の形成には、例えば、被めっき層を用いた方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、所定の成分を含む被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、形成された被めっき層形成用層に対して所定のパターン状の開口部を有するマスクを用いてパターン状にエネルギー付与して、パターン状の被めっき層を形成した後、形成されたパターン状の被めっき層上にめっき処理を施すことで、所望のパターン状の金属層からなる導電層を形成する方法が提案されている。
さらに、特許文献1には、基板と被めっき層との密着を確保するために、基板と被めっき層との間に密着補助層を形成することが開示されている。
例えば、特許文献1には、所定の成分を含む被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、形成された被めっき層形成用層に対して所定のパターン状の開口部を有するマスクを用いてパターン状にエネルギー付与して、パターン状の被めっき層を形成した後、形成されたパターン状の被めっき層上にめっき処理を施すことで、所望のパターン状の金属層からなる導電層を形成する方法が提案されている。
さらに、特許文献1には、基板と被めっき層との密着を確保するために、基板と被めっき層との間に密着補助層を形成することが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載されているような密着補助層(以下、「プライマー層」ともいう。)を基材上に形成した後、基材を巻き取ったり、基材を裁断して積層したりした際に、プライマー層によって基材同士が貼り付いてしまう、いわゆるブロッキングが生じることがある。
このような基材を用いてプライマー層上に他の層(被めっき層形成用層など)を形成する場合に、貼り付いた基材同士を剥がすと、プライマー層が傷ついてしまうことがある。そうすると、このような基材を用いて導電性フィルム(以下、「導電性積層体」ともいう。)を製造した場合、プライマー層の傷が目立ってしまい、視認性を低下させる原因となる。特に、タッチパネル式のディスプレイなどの表示装置に適用した際に、視認性の低下がより顕著に現れる。
このような基材を用いてプライマー層上に他の層(被めっき層形成用層など)を形成する場合に、貼り付いた基材同士を剥がすと、プライマー層が傷ついてしまうことがある。そうすると、このような基材を用いて導電性フィルム(以下、「導電性積層体」ともいう。)を製造した場合、プライマー層の傷が目立ってしまい、視認性を低下させる原因となる。特に、タッチパネル式のディスプレイなどの表示装置に適用した際に、視認性の低下がより顕著に現れる。
このような問題に対して、例えば、シリコン粒子などのフィラー等を含むプライマー層を用いることで、ブロッキングの発生を抑制する方法が考えられる。しかしながら、フィラーの種類によっては、プライマー層を傷つけてしまったり、フィラー自体の粒状感が際立ってしまったりすることがある。そうすると、導電性積層体に適用した場合に、傷や粒状感が目立ってしまうことから、視認性が低下する原因となる。
そこで、本発明は、視認性に優れた導電性積層体を形成でき、耐ブロッキング性にも優れためっき処理用積層体を提供することを目的とする。
また、本発明は、導電性積層体の製造方法、ならびに、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルを提供することも目的とする。
また、本発明は、導電性積層体の製造方法、ならびに、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルを提供することも目的とする。
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含むプライマー層を用いることで、所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
[1]
基材と、基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有し、
上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む、めっき処理用積層体。
[2]
上記複数種のシリカ粒子は、粒度分布のピークが5nm以上200nm未満の範囲にある第1シリカ粒子と、粒度分布のピークが200nm以上15μm以下の範囲にある第2シリカ粒子と、を含む、上記[1]に記載のめっき処理用積層体。
[3]
上記第1シリカ粒子の粒度分布のピークが、5nm以上80nm以下の範囲にある、上記[2]に記載のめっき処理用積層体。
[4]
上記第2シリカ粒子の粒度分布のピークが、250nm以上10μm以下の範囲にある、上記[2]または[3]に記載のめっき処理用積層体。
[5]
上記第2シリカ粒子の粒度分布のピークにおける粒子径の値が、上記被めっき層形成用層の膜厚よりも大きい、上記[2]〜[4]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[6]
上記第1シリカ粒子の含有量が、上記プライマー層の全質量に対して、0.5〜10質量%である、上記[2]〜[5]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[7]
上記第2シリカ粒子の含有量が、上記基材における上記プライマー層の形成された面の単位面積当たり、0.05〜0.4mg/m2である、上記[2]〜[6]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[8]
上記被めっき形成用層が、重合開始剤と、以下の化合物Xまたは組成物Yと、を含む、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
[9]
上記[1]〜[8]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体中の上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施し、パターン状被めっき層を形成する工程と、
上記パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、上記めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行い、上記パターン状被めっき層上に金属層を形成する工程と、を備える、導電性積層体の製造方法。
[10]
上記[9]に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネルセンサー。
[11]
上記[9]に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネル。
基材と、基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有し、
上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む、めっき処理用積層体。
[2]
上記複数種のシリカ粒子は、粒度分布のピークが5nm以上200nm未満の範囲にある第1シリカ粒子と、粒度分布のピークが200nm以上15μm以下の範囲にある第2シリカ粒子と、を含む、上記[1]に記載のめっき処理用積層体。
[3]
上記第1シリカ粒子の粒度分布のピークが、5nm以上80nm以下の範囲にある、上記[2]に記載のめっき処理用積層体。
[4]
上記第2シリカ粒子の粒度分布のピークが、250nm以上10μm以下の範囲にある、上記[2]または[3]に記載のめっき処理用積層体。
[5]
上記第2シリカ粒子の粒度分布のピークにおける粒子径の値が、上記被めっき層形成用層の膜厚よりも大きい、上記[2]〜[4]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[6]
上記第1シリカ粒子の含有量が、上記プライマー層の全質量に対して、0.5〜10質量%である、上記[2]〜[5]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[7]
上記第2シリカ粒子の含有量が、上記基材における上記プライマー層の形成された面の単位面積当たり、0.05〜0.4mg/m2である、上記[2]〜[6]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
[8]
上記被めっき形成用層が、重合開始剤と、以下の化合物Xまたは組成物Yと、を含む、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
[9]
上記[1]〜[8]のいずれか1つに記載のめっき処理用積層体中の上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施し、パターン状被めっき層を形成する工程と、
上記パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、上記めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行い、上記パターン状被めっき層上に金属層を形成する工程と、を備える、導電性積層体の製造方法。
[10]
上記[9]に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネルセンサー。
[11]
上記[9]に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネル。
本発明によれば、視認性に優れた導電性積層体を形成でき、耐ブロッキング性にも優れためっき処理用積層体を提供することができる。
また、本発明は、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルを提供することもできる。
また、本発明は、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサーおよびタッチパネルを提供することもできる。
以下に、本発明のめっき処理用積層体について説明する。
なお、本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
なお、本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
[めっき処理用積層体]
本発明のめっき処理用積層体は、基材と、上記基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有する。また、上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む。
本発明のめっき処理用積層体によれば、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含むプライマー層を有することで、耐ブロッキング性に優れためっき処理用積層体が得られ、さらにこれを用いて製造された導電性積層体の視認性が優れたものとなる。詳細な理由は未だ明らかになっておらず、複数種のシリカ粒子が相補的に作用することでこのような効果が得られたものと考えられる。
本発明のめっき処理用積層体は、基材と、上記基材上に形成されたプライマー層と、上記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有する。また、上記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む。
本発明のめっき処理用積層体によれば、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含むプライマー層を有することで、耐ブロッキング性に優れためっき処理用積層体が得られ、さらにこれを用いて製造された導電性積層体の視認性が優れたものとなる。詳細な理由は未だ明らかになっておらず、複数種のシリカ粒子が相補的に作用することでこのような効果が得られたものと考えられる。
特に、後述するように、粒度分布のピークにおける粒子径が小さい第1シリカ粒子と、粒度分布のピークにおける粒子径が大きい第2シリカ粒子と、を含むプライマー層を有することで、この効果がより発揮される。
すなわち、第2シリカ粒子は、プライマー層およびめっき処理用積層体の表面に凹凸を形成できるので、被めっき層形成用層を形成する前におけるプライマー層が形成された基材同士の貼り付きや、被めっき層形成用層を形成した後におけるめっき処理用積層体同士の貼り付きを抑制でき、耐ブロッキング性を向上できる。しかしながら、第2シリカ粒子の粒状感が目立ってしまうため、導電性積層体を形成したときの視認性が低下してしまう。
一方で、第1シリカ粒子は、耐ブロッキング性を向上させる効果は低いが、粒状感を目立たせることがなく、さらには第2シリカ粒子の間に位置することでプライマー層の強度を増すことができる。また、導電性積層体の一部はプライマー層が表面となることがあるため、第2シリカ粒子を含むことでプライマー層の傷の発生を抑制できる。その結果、導電性積層体を形成したときの視認性を向上できる。
したがって、第1シリカ粒子および第2シリカ粒子を含むプライマー層を有することで、両シリカ粒子の機能が相補的に作用して、上記の効果がより発揮されるものと考えられる。
すなわち、第2シリカ粒子は、プライマー層およびめっき処理用積層体の表面に凹凸を形成できるので、被めっき層形成用層を形成する前におけるプライマー層が形成された基材同士の貼り付きや、被めっき層形成用層を形成した後におけるめっき処理用積層体同士の貼り付きを抑制でき、耐ブロッキング性を向上できる。しかしながら、第2シリカ粒子の粒状感が目立ってしまうため、導電性積層体を形成したときの視認性が低下してしまう。
一方で、第1シリカ粒子は、耐ブロッキング性を向上させる効果は低いが、粒状感を目立たせることがなく、さらには第2シリカ粒子の間に位置することでプライマー層の強度を増すことができる。また、導電性積層体の一部はプライマー層が表面となることがあるため、第2シリカ粒子を含むことでプライマー層の傷の発生を抑制できる。その結果、導電性積層体を形成したときの視認性を向上できる。
したがって、第1シリカ粒子および第2シリカ粒子を含むプライマー層を有することで、両シリカ粒子の機能が相補的に作用して、上記の効果がより発揮されるものと考えられる。
以下、本発明のめっき処理用積層体について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明のめっき処理用積層体の一実施形態を表す部分断面図である。図1に示すように、めっき処理用積層体1は、基材10と、基材10上に形成されたプライマー層20と、プライマー層20上に形成された被めっき層形成用層30と、を有する。
図1は、本発明のめっき処理用積層体の一実施形態を表す部分断面図である。図1に示すように、めっき処理用積層体1は、基材10と、基材10上に形成されたプライマー層20と、プライマー層20上に形成された被めっき層形成用層30と、を有する。
<<基材>>
基材10の種類は特に制限されず、例えば、絶縁基板が挙げられ、より具体的には、樹脂基板(特にフィルム)、セラミック基板、ガラス基板などを使用することができるが、樹脂基板であることが好ましく、フィルムであることが好ましい。
基材10は、枚葉(単票)であってもよいし、長尺状(連続体)であってもよいが、製造効率の点から長尺状であることが好ましく、長尺状のフィルムであることがより好ましい。
基材10の厚み(mm)は特に制限されないが、取り扱い性および薄型化のバランスの点から、0.01〜1mmが好ましく、0.02〜0.5mmがより好ましい。
また、基材10は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基材10の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
基材10としてフィルムを用いる場合には、延伸したフィルムを用いてもよいし、延伸していないフィルムを用いてもよい。また、延伸したフィルムを用いる場合には、プライマー層20を形成する前に延伸を行ってもよいし、プライマー層20を形成した後に延伸を行ってもよい。
基材10の種類は特に制限されず、例えば、絶縁基板が挙げられ、より具体的には、樹脂基板(特にフィルム)、セラミック基板、ガラス基板などを使用することができるが、樹脂基板であることが好ましく、フィルムであることが好ましい。
基材10は、枚葉(単票)であってもよいし、長尺状(連続体)であってもよいが、製造効率の点から長尺状であることが好ましく、長尺状のフィルムであることがより好ましい。
基材10の厚み(mm)は特に制限されないが、取り扱い性および薄型化のバランスの点から、0.01〜1mmが好ましく、0.02〜0.5mmがより好ましい。
また、基材10は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基材10の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
基材10としてフィルムを用いる場合には、延伸したフィルムを用いてもよいし、延伸していないフィルムを用いてもよい。また、延伸したフィルムを用いる場合には、プライマー層20を形成する前に延伸を行ってもよいし、プライマー層20を形成した後に延伸を行ってもよい。
<<プライマー層>>
プライマー層20は、上述したように、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む。
本明細書において「粒度分布の互いに異なる粒子」とは、粒度分布曲線(一般に横軸が粒子径を示し縦軸が粒子存在割合を示す座標平面上に表される)において、粒度分布のピークの位置が異なることを意図する。例えば、粒度分布が互いに異なる2種の粒子が使用される場合、プライマー層中の粒子の粒度分布曲線においては単一のピークを有する粒度分布が得られるのではなく、2つの粒度分布のピークが得られる。より具体的には、後述する第1シリカ粒子および第2シリカ粒子を使用する場合は、5nm以上200nm未満に一つのピークが、200nm以上15μm以下にもう一つのピークが観測される。
本発明においてプライマー層20中のシリカ粒子の粒度分布のピークは、プライマー層20の断面をTEM(透過型電子顕微鏡)により観察したときに現れるシリカ粒子の中から、少なくとも100個以上のシリカ粒子を選択して、横軸に各シリカ粒子の粒子径(直径)、縦軸をその粒子径を持つシリカ粒子の数(存在割合)とする粒子径−頻度関係図を作成することで求められる。
プライマー層20は、上述したように、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む。
本明細書において「粒度分布の互いに異なる粒子」とは、粒度分布曲線(一般に横軸が粒子径を示し縦軸が粒子存在割合を示す座標平面上に表される)において、粒度分布のピークの位置が異なることを意図する。例えば、粒度分布が互いに異なる2種の粒子が使用される場合、プライマー層中の粒子の粒度分布曲線においては単一のピークを有する粒度分布が得られるのではなく、2つの粒度分布のピークが得られる。より具体的には、後述する第1シリカ粒子および第2シリカ粒子を使用する場合は、5nm以上200nm未満に一つのピークが、200nm以上15μm以下にもう一つのピークが観測される。
本発明においてプライマー層20中のシリカ粒子の粒度分布のピークは、プライマー層20の断面をTEM(透過型電子顕微鏡)により観察したときに現れるシリカ粒子の中から、少なくとも100個以上のシリカ粒子を選択して、横軸に各シリカ粒子の粒子径(直径)、縦軸をその粒子径を持つシリカ粒子の数(存在割合)とする粒子径−頻度関係図を作成することで求められる。
上記複数種のシリカ粒子は、粒度分布のピークが5nm以上200nm未満の範囲にある第1シリカ粒子と、粒度分布のピークが200nm以上15μm以下の範囲にある第2シリカ粒子と、を含むことが好ましい。これにより、めっき処理用積層体1の耐ブロッキング性および導電性積層体の視認性がより優れたものとなる。
複数種のシリカ粒子の粒度分布のピークを上記の各範囲にするためには、例えば、平均粒子径が5nm以上200nm未満の範囲にあるシリカ粒子を第1シリカ粒子として用い、平均粒子径が200nm以上15μm以下の範囲にあるシリカ粒子を第2シリカ粒子として用いて、プライマー層を形成すればよい。
なお、ここで、上述した、プライマー層の原料として用いられるシリカ粒子の平均粒子径は、TEM観察により少なくとも100個以上のシリカ粒子の粒子径(直径)を測定して、それらを算術平均して得られる値である。
複数種のシリカ粒子の粒度分布のピークを上記の各範囲にするためには、例えば、平均粒子径が5nm以上200nm未満の範囲にあるシリカ粒子を第1シリカ粒子として用い、平均粒子径が200nm以上15μm以下の範囲にあるシリカ粒子を第2シリカ粒子として用いて、プライマー層を形成すればよい。
なお、ここで、上述した、プライマー層の原料として用いられるシリカ粒子の平均粒子径は、TEM観察により少なくとも100個以上のシリカ粒子の粒子径(直径)を測定して、それらを算術平均して得られる値である。
図1の例では、プライマー層20が、粒度分布のピークが5nm以上200nm未満の第1シリカ粒子22と、粒度分布のピークが200nm以上15μm以下の第2シリカ粒子24と、を含むものを示す。
第1シリカ粒子22の粒度分布のピークは、5nm以上200nm未満であることが好ましく、5nm以上80nm以下であることがより好ましく、10nm以上80nm以下であることがさらに好ましい。
第1シリカ粒子22の粒度分布のピークが上記範囲内にあることで、第1シリカ粒子22による粒状感が目立ちにくくなり、プライマー層20の強度がより向上することでプライマー層20の傷つきの発生をより抑制できる。
第1シリカ粒子22の粒度分布のピークが上記範囲内にあることで、第1シリカ粒子22による粒状感が目立ちにくくなり、プライマー層20の強度がより向上することでプライマー層20の傷つきの発生をより抑制できる。
第1シリカ粒子22の含有量は、プライマー層20の全質量に対して、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.2〜15質量%であることがより好ましく、0.5〜10質量%であることがさらに好ましい。0.1質量%以上であることで、耐傷性として十分な強度が得られ、20質量%以下であることで、凝集によって第1シリカ粒子による粒状感が目立つことを抑制できる。
第1シリカ粒子22の含有量は、例えば、プライマー層20を形成する際に使用するプライマー層形成用組成物(後述)に含まれる第1シリカ粒子22の含有量から算出できる。
第1シリカ粒子22の含有量は、例えば、プライマー層20を形成する際に使用するプライマー層形成用組成物(後述)に含まれる第1シリカ粒子22の含有量から算出できる。
第2シリカ粒子24の粒度分布のピークは、200nm以上15μm以下であることが好ましく、250nm以上10μm以下であることがより好ましい。
第2シリカ粒子24の粒度分布のピークが200nm以上であることで、めっき処理用積層体1の耐ブロッキング性がより向上する。第2シリカ粒子24の平均粒子径が15μm以下であることで、第2シリカ粒子24がプライマー層20から脱落することを抑制できたり、第2シリカ粒子24による粒状感が目立ってしまったりすることを抑制できる。
第2シリカ粒子24の粒度分布のピークが200nm以上であることで、めっき処理用積層体1の耐ブロッキング性がより向上する。第2シリカ粒子24の平均粒子径が15μm以下であることで、第2シリカ粒子24がプライマー層20から脱落することを抑制できたり、第2シリカ粒子24による粒状感が目立ってしまったりすることを抑制できる。
第2シリカ粒子24の含有量は、基材10におけるプライマー層20の形成された面の単位面積当たり、0.01〜1mg/m2であることが好ましく、0.02〜0.8mg/m2であることがより好ましく、0.05〜0.4mg/m2であることがさらに好ましい。0.01mg/m2以上であることで、めっき処理用積層体1の耐ブロッキング性がより向上する傾向にあり、1mg/m2以下であることで、第2シリカ粒子24の粒状感が目立ってしまうことを抑制できる。
第2シリカ粒子24の含有量は、例えば、プライマー層20を形成する際に使用するプライマー層形成用組成物(後述)に含まれる第2シリカ粒子24の含有量と、プライマー層20の塗布膜厚から算出できる。
第2シリカ粒子24の含有量は、例えば、プライマー層20を形成する際に使用するプライマー層形成用組成物(後述)に含まれる第2シリカ粒子24の含有量と、プライマー層20の塗布膜厚から算出できる。
第2シリカ粒子24の粒度分布のピークにおける粒子径は、後述する被めっき層形成用層30の膜厚よりも大きいことが好ましい。すなわち、0<(第2シリカ粒子24の粒度分布のピークにおける粒子径)−(被めっき層形成用層30の膜厚)であることが好ましく、0.1μm≦(第2シリカ粒子24の粒度分布のピークにおける粒子径)−(被めっき層形成用層30の膜厚)≦20μmであることがより好ましく、0.2μm≦(第2シリカ粒子24の粒度分布のピークにおける粒子径)−(被めっき層形成用層30の膜厚)≦10μmであることがさらに好ましい。これにより、めっき処理用積層体の耐ブロッキング性がより向上する。
プライマー層20は、樹脂を含有することが好ましい。樹脂を含有することで、プライマー層20の硬化性を良好にしたり、基材10への密着性を良好にしたりすることができる。
このような樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
樹脂の含有量としては、プライマー層20の全質量に対して、30〜99質量%であることが好ましく、40〜98質量%であることがより好ましい。
このような樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
樹脂の含有量としては、プライマー層20の全質量に対して、30〜99質量%であることが好ましく、40〜98質量%であることがより好ましい。
プライマー層20には、上記以外の成分を含有してもよく、例えば、増感剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、上記シリカ粒子以外のフィラー、難燃剤、界面活性剤、滑剤、可塑剤などが含まれていてもよい。
プライマー層20の厚みは特に制限されないが、一般的には、0.01〜10μmが好ましく、0.05〜2μmがより好ましく、0.05〜1μmがさらに好ましい。
<プライマー層形成用組成物>
プライマー層20は、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含有するプライマー層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。以下、プライマー層形成用組成物に含まれる成分、および含まれ得る成分について説明する。
プライマー層20は、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含有するプライマー層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。以下、プライマー層形成用組成物に含まれる成分、および含まれ得る成分について説明する。
(シリカ粒子)
プライマー層形成用組成物は、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含有する。
粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.007〜1.4質量%であることが好ましく、0.015〜1.0質量%であることがより好ましく、0.035〜0.7質量%であることがさらに好ましい。
プライマー層形成用組成物は、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含有する。
粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.007〜1.4質量%であることが好ましく、0.015〜1.0質量%であることがより好ましく、0.035〜0.7質量%であることがさらに好ましい。
粒度分布の異なるシリカ粒子としては、上述したように、平均粒子径が5nm以上200nm未満の第1シリカ粒子と、平均粒子径が300nm以上10μm以下の第2シリカ粒子と、を用いることが好ましい。
第1シリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.006〜1.2質量%であることが好ましく、0.012〜0.9質量%であることがより好ましく、0.3〜0.6質量%であることがさらに好ましい。0.06質量%以上であることで、耐傷性として十分な強度が得られ、0.6質量%以下であることで、凝集によって第1シリカ粒子による粒状感が目立つことを抑制できる。
第2シリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.0006〜0.12質量%であることが好ましく、0.0012〜0.09質量%であることがより好ましく、0.03〜0.06質量%であることがさらに好ましい。0.006質量%以上であることで、基材同士の張り付きを抑えられ、0.06質量%以下であることで、凝集によって第2シリカ粒子による粒状感が目立つことを抑制できる。
第1シリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.006〜1.2質量%であることが好ましく、0.012〜0.9質量%であることがより好ましく、0.3〜0.6質量%であることがさらに好ましい。0.06質量%以上であることで、耐傷性として十分な強度が得られ、0.6質量%以下であることで、凝集によって第1シリカ粒子による粒状感が目立つことを抑制できる。
第2シリカ粒子の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物に対して、0.0006〜0.12質量%であることが好ましく、0.0012〜0.09質量%であることがより好ましく、0.03〜0.06質量%であることがさらに好ましい。0.006質量%以上であることで、基材同士の張り付きを抑えられ、0.06質量%以下であることで、凝集によって第2シリカ粒子による粒状感が目立つことを抑制できる。
本態様では、平均粒子径の互いに異なる2種類のシリカ粒子を含有する場合を示したが、平均粒子径の互いに異なる3種以上のシリカ粒子を含有するものであってもよい。
上記シリカ粒子は、粉末状態で使用されてもよいし、各種溶媒で分散された状態のものを添加してもよい。
上記シリカ粒子は、粉末状態で使用されてもよいし、各種溶媒で分散された状態のものを添加してもよい。
平均粒子径の互いに異なるシリカ粒子としては、市販品を用いてもよく、例えば、スノーテックス O−40、CM、20L、OL、XL、ZL、MP−2040(以上、全て日産化学工業社製の商品名)、AEROSIL OX 50、90、130、200、380(以上、全て日本アエロジル社製の商品名)、sicastar 1μm、5μm、10μm(以上、全てコアフロント株式会社製の商品名)、シーホスターKE-P10、KE-P30、KE-P50、KE-P100、KE-P150、KE-P250(以上、全て日本触媒社製の商品名)などが挙げられる。
(樹脂)
プライマー層形成用組成物は、樹脂を含有することが好ましい。樹脂は、硬化して皮膜を形成する成分である。樹脂の具体例としては、上述した通りであるのでその説明を省略する。
樹脂としては、溶媒に溶解した状態で存在する溶液タイプや、樹脂が粒子状となって分散したエマルションタイプ(ラテックスタイプ)であるもの等、いずれの形態のものを用いてもよい。
樹脂の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましい。
プライマー層形成用組成物は、樹脂を含有することが好ましい。樹脂は、硬化して皮膜を形成する成分である。樹脂の具体例としては、上述した通りであるのでその説明を省略する。
樹脂としては、溶媒に溶解した状態で存在する溶液タイプや、樹脂が粒子状となって分散したエマルションタイプ(ラテックスタイプ)であるもの等、いずれの形態のものを用いてもよい。
樹脂の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましい。
(溶媒)
プライマー層形成用組成物は、溶媒を含有することが好ましい。溶媒は、プライマー層20の形成時に、蒸発、飛散する成分である。
溶媒としては、水および有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、酢酸エチル等のエステル類、エーテル類等などが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
溶媒を含有する場合の含有量は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、50〜99質量%であることが好ましく、70〜98質量%であることがより好ましい。
プライマー層形成用組成物は、溶媒を含有することが好ましい。溶媒は、プライマー層20の形成時に、蒸発、飛散する成分である。
溶媒としては、水および有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、酢酸エチル等のエステル類、エーテル類等などが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
溶媒を含有する場合の含有量は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、50〜99質量%であることが好ましく、70〜98質量%であることがより好ましい。
(架橋剤)
プライマー層形成用組成物は、架橋剤を含有してもよい。これにより、プライマー層の密着性および耐擦性を向上できる。
架橋剤としては、例えば、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系架橋剤(C3N6H6)などが挙げられる。架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
架橋剤を含有する場合の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.05〜30質量%であることが好ましく、0.1〜20質量%であることがより好ましい。
プライマー層形成用組成物は、架橋剤を含有してもよい。これにより、プライマー層の密着性および耐擦性を向上できる。
架橋剤としては、例えば、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系架橋剤(C3N6H6)などが挙げられる。架橋剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
架橋剤を含有する場合の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.05〜30質量%であることが好ましく、0.1〜20質量%であることがより好ましい。
(界面活性剤)
プライマー層形成用組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
界面活性剤を含有する場合の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.001〜5質量%であることが好ましく、0.002〜3質量%であることがより好ましい。
プライマー層形成用組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
界面活性剤を含有する場合の含有量(固形分量)は、プライマー層形成用組成物の全質量に対して、0.001〜5質量%であることが好ましく、0.002〜3質量%であることがより好ましい。
(その他の成分)
プライマー層形成用組成物は、上記以外のその他の成分を含有してもよい。このようなその他の成分としては、例えば、触媒、増感剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、上記シリカ粒子以外のフィラー、難燃剤、滑剤、可塑剤などが挙げられる。
プライマー層形成用組成物は、上記以外のその他の成分を含有してもよい。このようなその他の成分としては、例えば、触媒、増感剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、上記シリカ粒子以外のフィラー、難燃剤、滑剤、可塑剤などが挙げられる。
プライマー層形成用組成物の製造方法は、特に限定されず、上述した各成分を混合、攪拌することにより得られる。また、各成分を攪拌した後、フィルタ等でろ過してもよい。
<<被めっき層形成用層>>
被めっき層形成用層30は、後述する露光処理により被めっき層(パターン状の被めっき層)となる層である。
被めっき層形成用層30の厚みは特に制限されないが、0.01〜20μmが好ましく、0.1〜10μmがより好ましく、0.1〜5μmがさらに好ましい。
被めっき層形成用層30は、後述する露光処理により被めっき層(パターン状の被めっき層)となる層である。
被めっき層形成用層30の厚みは特に制限されないが、0.01〜20μmが好ましく、0.1〜10μmがより好ましく、0.1〜5μmがさらに好ましい。
被めっき層形成用層30は、重合開始剤、および、以下の化合物Xまたは組成物Yを少なくとも含むことが好ましい。より具体的には、被めっき層形成用層30は、重合開始剤と化合物Xとを含む層であっても、重合開始剤と組成物Yとを含む層であってもよい。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基(以後、単に「相互作用性基」とも称する)、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
以下、被めっき層形成用層30に含まれる材料について詳述する。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基(以後、単に「相互作用性基」とも称する)、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
以下、被めっき層形成用層30に含まれる材料について詳述する。
(重合開始剤)
重合開始剤としては特に制限はなく、公知の重合開始剤(いわゆる光重合開始剤)などを用いることができる。重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、ベンゾイン類、ケトン類、チオキサントン類、ベンジル類、ベンジルケタール類、オキスムエステル類、アンソロン類、テトラメチルチウラムモノサルファイド類、ビスアシルフォスフィノキサイド類、アシルフォスフィンオキサイド類、アントラキノン類、アゾ化合物等およびその誘導体を挙げることができる。
重合開始剤としては特に制限はなく、公知の重合開始剤(いわゆる光重合開始剤)などを用いることができる。重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、ベンゾイン類、ケトン類、チオキサントン類、ベンジル類、ベンジルケタール類、オキスムエステル類、アンソロン類、テトラメチルチウラムモノサルファイド類、ビスアシルフォスフィノキサイド類、アシルフォスフィンオキサイド類、アントラキノン類、アゾ化合物等およびその誘導体を挙げることができる。
被めっき層形成用層30中における重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、被めっき層の硬化性の点で、被めっき層形成用層30の全質量に対して、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.1〜3質量%であることがより好ましい。
(化合物X)
化合物Xは、相互作用性基と重合性基とを有する化合物である。
相互作用性基とは、パターン状被めっき層に付与されるめっき触媒またはその前駆体と相互作用できる官能基を意図し、例えば、めっき触媒またはその前駆体と静電相互作用を形成可能な官能基、または、めっき触媒またはその前駆体と配位形成可能な含窒素官能基、含硫黄官能基、含酸素官能基などを使用することができる。
相互作用性基としてより具体的には、アミノ基、アミド基、イミド基、ウレア基、3級のアミノ基、アンモニウム基、アミジノ基、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、キノリン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ナゾリン基、キノキサリン基、プリン基、トリアジン基、ピペリジン基、ピペラジン基、ピロリジン基、ピラゾール基、アニリン基、アルキルアミン構造を含む基、イソシアヌル構造を含む基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、シアノ基、シアネート基などの含窒素官能基;エーテル基、水酸基、フェノール性水酸基、カルボン酸基、カーボネート基、カルボニル基、エステル基、N−オキシド構造を含む基、S−オキシド構造を含む基、N−ヒドロキシ構造を含む基などの含酸素官能基;チオフェン基、チオール基、チオウレア基、チオシアヌール酸基、ベンズチアゾール基、メルカプトトリアジン基、チオエーテル基、チオキシ基、スルホキシド基、スルホン基、サルファイト基、スルホキシイミン構造を含む基、スルホキシニウム塩構造を含む基、スルホン酸基、スルホン酸エステル構造を含む基などの含硫黄官能基;ホスフォート基、ホスフォロアミド基、ホスフィン基、リン酸エステル構造を含む基などの含リン官能基;塩素、臭素などのハロゲン原子を含む基などが挙げられ、塩構造をとりうる官能基においてはそれらの塩も使用することができる。
なかでも、極性が高く、めっき触媒またはその前駆体などへの吸着能が高いことから、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびボロン酸基などのイオン性極性基や、エーテル基、またはシアノ基が特に好ましく、カルボン酸基(カルボキシル基)またはシアノ基がさらに好ましい。
化合物Xには、相互作用性基が2種以上含まれていてもよい。
化合物Xは、相互作用性基と重合性基とを有する化合物である。
相互作用性基とは、パターン状被めっき層に付与されるめっき触媒またはその前駆体と相互作用できる官能基を意図し、例えば、めっき触媒またはその前駆体と静電相互作用を形成可能な官能基、または、めっき触媒またはその前駆体と配位形成可能な含窒素官能基、含硫黄官能基、含酸素官能基などを使用することができる。
相互作用性基としてより具体的には、アミノ基、アミド基、イミド基、ウレア基、3級のアミノ基、アンモニウム基、アミジノ基、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、キノリン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ナゾリン基、キノキサリン基、プリン基、トリアジン基、ピペリジン基、ピペラジン基、ピロリジン基、ピラゾール基、アニリン基、アルキルアミン構造を含む基、イソシアヌル構造を含む基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、シアノ基、シアネート基などの含窒素官能基;エーテル基、水酸基、フェノール性水酸基、カルボン酸基、カーボネート基、カルボニル基、エステル基、N−オキシド構造を含む基、S−オキシド構造を含む基、N−ヒドロキシ構造を含む基などの含酸素官能基;チオフェン基、チオール基、チオウレア基、チオシアヌール酸基、ベンズチアゾール基、メルカプトトリアジン基、チオエーテル基、チオキシ基、スルホキシド基、スルホン基、サルファイト基、スルホキシイミン構造を含む基、スルホキシニウム塩構造を含む基、スルホン酸基、スルホン酸エステル構造を含む基などの含硫黄官能基;ホスフォート基、ホスフォロアミド基、ホスフィン基、リン酸エステル構造を含む基などの含リン官能基;塩素、臭素などのハロゲン原子を含む基などが挙げられ、塩構造をとりうる官能基においてはそれらの塩も使用することができる。
なかでも、極性が高く、めっき触媒またはその前駆体などへの吸着能が高いことから、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびボロン酸基などのイオン性極性基や、エーテル基、またはシアノ基が特に好ましく、カルボン酸基(カルボキシル基)またはシアノ基がさらに好ましい。
化合物Xには、相互作用性基が2種以上含まれていてもよい。
重合性基は、エネルギー付与により、化学結合を形成しうる官能基であり、例えば、ラジカル重合性基、カチオン重合性基などが挙げられる。なかでも、反応性がより優れる点から、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、例えば、アクリル酸エステル基(アクリロイルオキシ基)、メタクリル酸エステル基(メタクリロイルオキシ基)、イタコン酸エステル基、クロトン酸エステル基、イソクロトン酸エステル基、マレイン酸エステル基などの不飽和カルボン酸エステル基、スチリル基、ビニル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基などが挙げられる。なかでも、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基が好ましく、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、スチリル基がより好ましい。
化合物X中には、重合性基が2種以上含まれていてもよい。また、化合物X中に含まれる重合性基の数は特に制限されず、1つでも、2つ以上でもよい。
化合物X中には、重合性基が2種以上含まれていてもよい。また、化合物X中に含まれる重合性基の数は特に制限されず、1つでも、2つ以上でもよい。
上記化合物Xは、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。低分子化合物は分子量が1000未満の化合物を意図し、高分子化合物とは分子量が1000以上の化合物を意図する。
なお、上記重合性基を有する低分子化合物とは、いわゆるモノマー(単量体)に該当する。また、高分子化合物とは、所定の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
また、化合物としては1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、上記重合性基を有する低分子化合物とは、いわゆるモノマー(単量体)に該当する。また、高分子化合物とは、所定の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
また、化合物としては1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記化合物Xがポリマーである場合、ポリマーの重量平均分子量は特に制限されないが、溶解性など取扱い性がより優れる点で、1000以上70万以下が好ましく、さらに好ましくは2000以上20万以下である。特に、重合感度の観点から、20000以上であることが好ましい。
このような重合性基および相互作用性基を有するポリマーの合成方法は特に制限されず、公知の合成方法(特許公開2009−280905号の段落[0097]〜[0125]参照)が使用される。
このような重合性基および相互作用性基を有するポリマーの合成方法は特に制限されず、公知の合成方法(特許公開2009−280905号の段落[0097]〜[0125]参照)が使用される。
(ポリマーの好適態様1)
ポリマーの第1の好ましい態様として、下記式(a)で表される重合性基を有する繰り返し単位(以下、適宜重合性基ユニットとも称する)、および、下記式(b)で表される相互作用性基を有する繰り返し単位(以下、適宜相互作用性基ユニットとも称する)を含む共重合体が挙げられる。
ポリマーの第1の好ましい態様として、下記式(a)で表される重合性基を有する繰り返し単位(以下、適宜重合性基ユニットとも称する)、および、下記式(b)で表される相互作用性基を有する繰り返し単位(以下、適宜相互作用性基ユニットとも称する)を含む共重合体が挙げられる。
上記式(a)および式(b)中、R1〜R5は、それぞれ独立して、水素原子、または、置換若しくは無置換のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基など)を表す。なお、置換基の種類は特に制限されないが、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、またはフッ素原子などが挙げられる。
なお、R1としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R2としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R3としては、水素原子が好ましい。R4としては、水素原子が好ましい。R5としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
なお、R1としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R2としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R3としては、水素原子が好ましい。R4としては、水素原子が好ましい。R5としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
上記式(a)および式(b)中、X、Y、およびZは、それぞれ独立して、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基としては、置換若しくは無置換の2価の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜8。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などのアルキレン基)、置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基(好ましくは炭素数6〜12。例えば、フェニレン基)、−O−、−S−、−SO2−、−N(R)−(R:アルキル基)、−CO−、−NH−、−COO−、−CONH−、またはこれらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基など)などが挙げられる。
X、Y、およびZとしては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましく、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)がより好ましい。
上記式(a)および式(b)中、L1およびL2は、それぞれ独立して、単結合、または、置換若しくは無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義としては、上述したX、Y、およびZで述べた2価の有機基と同義である。
L1としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、脂肪族炭化水素基、または、ウレタン結合若しくはウレア結合を有する2価の有機基(例えば、脂肪族炭化水素基)が好ましく、なかでも、総炭素数1〜9であるものが好ましい。なお、ここで、L1の総炭素数とは、L1で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素原子数を意味する。
L1としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、脂肪族炭化水素基、または、ウレタン結合若しくはウレア結合を有する2価の有機基(例えば、脂肪族炭化水素基)が好ましく、なかでも、総炭素数1〜9であるものが好ましい。なお、ここで、L1の総炭素数とは、L1で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素原子数を意味する。
また、L2は、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、若しくはこれらを組み合わせた基であることが好ましい。なかでも、L2は、単結合、または、総炭素数が1〜15であることが好ましく、特に無置換であることが好ましい。なお、ここで、L2の総炭素数とは、L2で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素原子数を意味する。
上記式(b)中、Wは、相互作用性基を表す。相互作用性基の定義は、上述の通りである。
上記重合性基ユニットの含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましい。
また、上記相互作用性基ユニットの含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜95モル%が好ましく、10〜95モル%がより好ましい。
また、上記相互作用性基ユニットの含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜95モル%が好ましく、10〜95モル%がより好ましい。
(ポリマーの好適態様2)
ポリマーの第2の好ましい態様としては、下記式(A)、式(B)、および式(C)で表される繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。
ポリマーの第2の好ましい態様としては、下記式(A)、式(B)、および式(C)で表される繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。
式(A)で表される繰り返し単位は上記式(a)で表される繰り返し単位と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2は、上記式(b)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)中のWaは、後述するVで表される親水性基またはその前駆体基を除く、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する基を表す。なかでも、シアノ基、エーテル基が好ましい。
式(B)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2は、上記式(b)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)中のWaは、後述するVで表される親水性基またはその前駆体基を除く、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する基を表す。なかでも、シアノ基、エーテル基が好ましい。
式(C)中、R6は、それぞれ独立して、水素原子、または、置換若しくは無置換のアルキル基を表す。
式(C)中、Uは、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したX、YおよびZで表される2価の有機基と同義である。Uとしては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
式(C)中、L3は、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したL1およびL2で表される2価の有機基と同義である。L3としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、またはこれらを組み合わせた基であることが好ましい。
式(C)中、Uは、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したX、YおよびZで表される2価の有機基と同義である。Uとしては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
式(C)中、L3は、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したL1およびL2で表される2価の有機基と同義である。L3としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、またはこれらを組み合わせた基であることが好ましい。
式(C)中、Vは親水性基またはその前駆体基を表す。親水性基とは親水性を示す基であれば特に限定されず、例えば、水酸基、カルボン酸基などが挙げられる。また、親水性基の前駆体基とは、所定の処理(例えば、酸またはアルカリにより処理)により親水性基を生じる基を意味し、例えば、THP(2−テトラヒドロピラニル基)で保護したカルボキシル基などが挙げられる。
親水性基としては、めっき触媒またはその前駆体との相互作用の点で、イオン性極性基であることが好ましい。イオン性極性基としては、具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基が挙げられる。なかでも、適度な酸性(他の官能基を分解しない)という点から、カルボン酸基が好ましい。
親水性基としては、めっき触媒またはその前駆体との相互作用の点で、イオン性極性基であることが好ましい。イオン性極性基としては、具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、ボロン酸基が挙げられる。なかでも、適度な酸性(他の官能基を分解しない)という点から、カルボン酸基が好ましい。
上記ポリマーの第2の好ましい態様における各ユニットの好ましい含有量は、以下の通りである。
式(A)で表される繰り返し単位の含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
式(B)で表される繰り返し単位の含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜75モル%が好ましく、10〜70モル%がより好ましい。
式(C)で表される繰り返し単位の含有量は、水溶液による現像性と耐湿密着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、10〜70モル%が好ましく、20〜60モル%がより好ましく、30〜50モル%がさらに好ましい。
式(A)で表される繰り返し単位の含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
式(B)で表される繰り返し単位の含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜75モル%が好ましく、10〜70モル%がより好ましい。
式(C)で表される繰り返し単位の含有量は、水溶液による現像性と耐湿密着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、10〜70モル%が好ましく、20〜60モル%がより好ましく、30〜50モル%がさらに好ましい。
上記ポリマーの具体例としては、例えば、特開2009−007540号公報の段落[0106]〜[0112]に記載のポリマー、特開2006−135271号公報の段落[0065]〜[0070]に記載のポリマー、US2010−080964号の段落[0030]〜[0108]に記載のポリマーなどが挙げられる。
このポリマーは、公知の方法(例えば、上記で列挙された文献中の方法)により製造することができる。
このポリマーは、公知の方法(例えば、上記で列挙された文献中の方法)により製造することができる。
(モノマーの好適態様)
上記化合物がいわゆるモノマーである場合、好適態様の一つとして式(X)で表される化合物が挙げられる。
上記化合物がいわゆるモノマーである場合、好適態様の一つとして式(X)で表される化合物が挙げられる。
式(X)中、R11〜R13は、それぞれ独立して、水素原子、または置換若しくは無置換のアルキル基を表す。無置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基が挙げられる。また、置換アルキル基としては、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、またはフッ素原子等で置換された、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。なお、R11としては、水素原子、またはメチル基が好ましい。R12としては、水素原子が好ましい。R13としては、水素原子が好ましい。
L10は、単結合、または、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜8)、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基(好ましくは炭素数6〜12)、−O−、−S−、−SO2−、−N(R)−(R:アルキル基)、−CO−、−NH−、−COO−、−CONH−、またはこれらを組み合わせた基(例えば、アルキレンオキシ基、アルキレンオキシカルボニル基、アルキレンカルボニルオキシ基など)などが挙げられる。
置換または無置換の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、若しくはブチレン基、または、これらの基が、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたものが好ましい。
置換または無置換の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニレン基、または、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたフェニレン基が好ましい。
式(X)中、L10の好適態様の一つとしては、−NH−脂肪族炭化水素基−、または、−CO−脂肪族炭化水素基−が挙げられる。
置換または無置換の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、若しくはブチレン基、または、これらの基が、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたものが好ましい。
置換または無置換の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニレン基、または、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたフェニレン基が好ましい。
式(X)中、L10の好適態様の一つとしては、−NH−脂肪族炭化水素基−、または、−CO−脂肪族炭化水素基−が挙げられる。
Wの定義は、式(b)中のWの定義の同義であり、相互作用性基を表す。相互作用性基の定義は、上述の通りである。
式(X)中、Wの好適態様としては、イオン性極性基が挙げられ、カルボン酸基がより好ましい。
式(X)中、Wの好適態様としては、イオン性極性基が挙げられ、カルボン酸基がより好ましい。
(組成物Y)
組成物Yは、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物である。つまり、被めっき層形成用層30が、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物の2種を含む。相互作用性基および重合性基の定義は、上述の通りである。
相互作用性基を有する化合物とは、相互作用性基を有する化合物である。相互作用性基の定義は上述の通りである。このような化合物としては、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。相互作用性基を有する化合物の好適態様としては、上述した式(b)で表される繰り返し単位を有する高分子(例えば、ポリアクリル酸)が挙げられる。なお、相互作用性基を有する化合物には、重合性基は含まれない。
重合性基を有する化合物とは、いわゆるモノマーであり、形成される被めっき層の硬度がより優れる点で、2個以上の重合性基を有する多官能モノマーであることが好ましい。多官能モノマーとは、具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーを使用することが好ましい。反応性に影響を与える架橋反応中の分子の運動性の観点から、用いる多官能モノマーの分子量としては150〜1000が好ましく、さらに好ましくは200〜700である。また、複数存在する重合性基同士の間隔(距離)としては原子数で1〜15であることが好ましく、6〜10であることがより好ましい。
重合性基を有する化合物には、相互作用性基が含まれていてもよい。
組成物Yは、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物である。つまり、被めっき層形成用層30が、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物の2種を含む。相互作用性基および重合性基の定義は、上述の通りである。
相互作用性基を有する化合物とは、相互作用性基を有する化合物である。相互作用性基の定義は上述の通りである。このような化合物としては、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。相互作用性基を有する化合物の好適態様としては、上述した式(b)で表される繰り返し単位を有する高分子(例えば、ポリアクリル酸)が挙げられる。なお、相互作用性基を有する化合物には、重合性基は含まれない。
重合性基を有する化合物とは、いわゆるモノマーであり、形成される被めっき層の硬度がより優れる点で、2個以上の重合性基を有する多官能モノマーであることが好ましい。多官能モノマーとは、具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーを使用することが好ましい。反応性に影響を与える架橋反応中の分子の運動性の観点から、用いる多官能モノマーの分子量としては150〜1000が好ましく、さらに好ましくは200〜700である。また、複数存在する重合性基同士の間隔(距離)としては原子数で1〜15であることが好ましく、6〜10であることがより好ましい。
重合性基を有する化合物には、相互作用性基が含まれていてもよい。
重合性基を有する化合物の好適態様の一つとしては、以下の式(1)で表される化合物が挙げられる。
式(1)中、R20は、重合性基を表す。
Lは、単結合、または、2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述の通りである。
Qは、n価の有機基を表す。n価の有機基としては、下記式(1A)で表される基、下記式(1B)で表される基、
Lは、単結合、または、2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述の通りである。
Qは、n価の有機基を表す。n価の有機基としては、下記式(1A)で表される基、下記式(1B)で表される基、
−NH−、−NR(R:アルキル基)−、−O−、−S−、カルボニル基、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、芳香族基、ヘテロ環基、及び、これらを2種以上組み合わせた基からなるn価の有機基を好ましい例として挙げることができる。
nは、2以上の整数を表し、2〜6が好ましい。
なお、相互作用性基を有する化合物と重合性基を有する化合物との質量比(相互作用性基を有する化合物の質量/重合性基を有する化合物の質量)は特に制限されないが、形成される被めっき層の強度およびめっき適性のバランスの点で、0.1〜10が好ましく、0.5〜5がより好ましい。
nは、2以上の整数を表し、2〜6が好ましい。
なお、相互作用性基を有する化合物と重合性基を有する化合物との質量比(相互作用性基を有する化合物の質量/重合性基を有する化合物の質量)は特に制限されないが、形成される被めっき層の強度およびめっき適性のバランスの点で、0.1〜10が好ましく、0.5〜5がより好ましい。
被めっき層形成用層30中の化合物X(または、組成物Y)の含有量は特に制限されないが、被めっき層形成用層30の全質量に対して、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、99.5質量%以下が好ましい。
被めっき層形成用層30には、上記重合開始剤、化合物X、組成物Y以外の成分が含まれていてもよい。
例えば、被めっき層形成用層30には、モノマー(但し、上記式(X)または式(1)で表される化合物を除く)が含まれていてもよい。モノマーが含まれることにより、被めっき層中の架橋密度などを適宜制御することができる。
使用されるモノマーは特に制限されず、例えば、付加重合性を有する化合物としてはエチレン性不飽和結合を有する化合物、開環重合性を有する化合物としてはエポキシ基を有する化合物等が挙げられる。なかでも、被めっき層中の架橋密度を向上する点から、多官能モノマーを使用することが好ましい。多官能モノマーとは、重合性基を2個以上有するモノマーを意味する。具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーを使用することが好ましい。
例えば、被めっき層形成用層30には、モノマー(但し、上記式(X)または式(1)で表される化合物を除く)が含まれていてもよい。モノマーが含まれることにより、被めっき層中の架橋密度などを適宜制御することができる。
使用されるモノマーは特に制限されず、例えば、付加重合性を有する化合物としてはエチレン性不飽和結合を有する化合物、開環重合性を有する化合物としてはエポキシ基を有する化合物等が挙げられる。なかでも、被めっき層中の架橋密度を向上する点から、多官能モノマーを使用することが好ましい。多官能モノマーとは、重合性基を2個以上有するモノマーを意味する。具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーを使用することが好ましい。
被めっき層形成用層30には、他の添加剤(例えば、増感剤、硬化剤、重合禁止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、フィラー、粒子、難燃剤、界面活性剤、滑剤、可塑剤など)を必要に応じて添加してもよい。
その他の被めっき層の形態として、少なくとも金属微粒子を含有する触媒インクを基材上にパターン状に形成した後に、基材を無電解めっき浴に浸漬し、金属めっき膜を形成することも可能である。より具体的には、国際公開第2012/141216号や特開2008−300724号公報に記載の触媒インクの製造方法を参考にすることができる。
[めっき処理用積層体の製造方法]
本発明のめっき処理用積層体の製造方法は、上記基材上に上記プライマー層を形成する工程と、上記プライマー層上に上記被めっき層形成用層を形成する工程と、を有する。
図2は、本発明のめっき処理用積層体の製造方法の一例を示す図である。以下、工程毎に図2を参照しながら詳細に説明する。
本発明のめっき処理用積層体の製造方法は、上記基材上に上記プライマー層を形成する工程と、上記プライマー層上に上記被めっき層形成用層を形成する工程と、を有する。
図2は、本発明のめっき処理用積層体の製造方法の一例を示す図である。以下、工程毎に図2を参照しながら詳細に説明する。
<プライマー層の形成工程>
図2(A)に示すように、プライマー層20は、基材10上に形成される。
プライマー層20の形成方法としては、これに限定されないが、例えば、基材10上に上述したプライマー層形成用組成物を塗布する方法が挙げられる。
プライマー層形成用組成物の塗布は、具体的には、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ディップコート、スピンコーター、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどを用いて行うことができる。
プライマー層20の形成は、製造効率の点から、ロールトゥロールで行われることが好ましい。プライマー層20は耐ブロッキング性に優れることから、ロールトゥロールによる製造の効率化を達成しつつ、めっき処理用積層体1の貼り付きの発生も低減できる。
なお、プライマー層20の形成方法は、上記の方法に限定されず、例えば、上述したプライマー層形成用組成物を用いて予めシート状のプライマー層20を形成しておき、これを基材10と貼り合せる方法を用いてもよい。
図2(A)に示すように、プライマー層20は、基材10上に形成される。
プライマー層20の形成方法としては、これに限定されないが、例えば、基材10上に上述したプライマー層形成用組成物を塗布する方法が挙げられる。
プライマー層形成用組成物の塗布は、具体的には、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ディップコート、スピンコーター、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどを用いて行うことができる。
プライマー層20の形成は、製造効率の点から、ロールトゥロールで行われることが好ましい。プライマー層20は耐ブロッキング性に優れることから、ロールトゥロールによる製造の効率化を達成しつつ、めっき処理用積層体1の貼り付きの発生も低減できる。
なお、プライマー層20の形成方法は、上記の方法に限定されず、例えば、上述したプライマー層形成用組成物を用いて予めシート状のプライマー層20を形成しておき、これを基材10と貼り合せる方法を用いてもよい。
プライマー層形成用組成物を塗布した後、必要に応じて溶媒等を除去する乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理の条件は特に制限されないが、生産性がより優れる点で、室温〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましく1〜10分間)実施することが好ましい。
プライマー層20を形成する前に、プライマー層形成用組成物の密着性を向上させる等の観点から、基材10の表面処理を行ってもよい。あるいは、基材10として、あらかじめ表面処理が施されたものを使用してもよい。
表面処理としては、例えば、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理、オゾン酸処理等の表面活性処理が挙げられる。
表面処理としては、例えば、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理、オゾン酸処理等の表面活性処理が挙げられる。
<被めっき層形成用層の形成工程>
図2(B)に示すように、被めっき層形成用層30は、上述したプライマー層20上に形成される。
被めっき層形成用層30を形成する工程としては、特に制限されず、上記プライマー層20上に、上述した各種成分を含む組成物を塗布して被めっき層形成用層30を形成する方法(塗布法)や、仮基材上に被めっき層形成用層30を形成して、プライマー層20上に転写する方法(転写法)などが挙げられる。なかでも、厚みの制御がしやすい点、塗布法が好ましい。
このようにして、本発明のめっき処理用積層体1が得られる。
以下、塗布法の態様について詳述する。
図2(B)に示すように、被めっき層形成用層30は、上述したプライマー層20上に形成される。
被めっき層形成用層30を形成する工程としては、特に制限されず、上記プライマー層20上に、上述した各種成分を含む組成物を塗布して被めっき層形成用層30を形成する方法(塗布法)や、仮基材上に被めっき層形成用層30を形成して、プライマー層20上に転写する方法(転写法)などが挙げられる。なかでも、厚みの制御がしやすい点、塗布法が好ましい。
このようにして、本発明のめっき処理用積層体1が得られる。
以下、塗布法の態様について詳述する。
塗布法で使用される組成物には、上述した重合開始剤、および、化合物Xまたは組成物Yが少なくとも含まれる。必要に応じて、上述した他の成分が含まれていてもよい。
なお、組成物には、取扱い性の点から、溶剤が含まれることが好ましい。
使用できる溶剤は特に限定されず、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、グリセリン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール系溶剤;酢酸などの酸;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤;ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶剤;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル系溶剤;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート系溶剤;この他にも、エーテル系溶剤、グリコール系溶剤、アミン系溶剤、チオール系溶剤、ハロゲン系溶剤などが挙げられる。
このなかでも、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、ケトン系溶剤、ニトリル系溶剤、カーボネート系溶剤が好ましい。
組成物中の溶剤の含有量は特に制限されないが、組成物全質量に対して、50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましい。上記範囲内であれば、組成物の取扱い性に優れ、層厚の制御などがしやすい。
なお、組成物には、取扱い性の点から、溶剤が含まれることが好ましい。
使用できる溶剤は特に限定されず、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、グリセリン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール系溶剤;酢酸などの酸;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤;ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶剤;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル系溶剤;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート系溶剤;この他にも、エーテル系溶剤、グリコール系溶剤、アミン系溶剤、チオール系溶剤、ハロゲン系溶剤などが挙げられる。
このなかでも、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、ケトン系溶剤、ニトリル系溶剤、カーボネート系溶剤が好ましい。
組成物中の溶剤の含有量は特に制限されないが、組成物全質量に対して、50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましい。上記範囲内であれば、組成物の取扱い性に優れ、層厚の制御などがしやすい。
塗布法の場合に、組成物を基材上に塗布する方法は特に制限されず、プライマー層20の形成工程で例示した方法を使用できる。
被めっき層形成用層30の形成は、製造効率の点から、ロールトゥロールで行われることが好ましい。プライマー層20は耐ブロッキング性に優れることから、ロールトゥロールによる製造の効率化を達成しつつ、めっき処理用積層体1のブロッキングの発生も低減できる。
被めっき層形成用層30の形成は、製造効率の点から、ロールトゥロールで行われることが好ましい。プライマー層20は耐ブロッキング性に優れることから、ロールトゥロールによる製造の効率化を達成しつつ、めっき処理用積層体1のブロッキングの発生も低減できる。
取り扱い性や製造効率の観点からは、組成物を基材上に塗布し、必要に応じて乾燥処理を行って残存する溶剤を除去して、被めっき層形成用層30を形成する態様が好ましい。
なお、乾燥処理の条件は特に制限されないが、生産性がより優れる点で、室温〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましく1〜10分間)実施することが好ましい。
なお、乾燥処理の条件は特に制限されないが、生産性がより優れる点で、室温〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましく1〜10分間)実施することが好ましい。
図2の例では、プライマー層20および被めっき層形成用層30が基材10の一方の面に形成されているが、これに限定されず、基材10の両面に形成されてもよい。この場合も上述した方法と同様にして形成できる。
[導電性積層体の製造方法]
本発明の導電性積層体の製造方法は、上記めっき処理用積層体中の上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施し、パターン状被めっき層を形成する工程と、上記パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、上記めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行い、上記パターン状被めっき層上に金属層を形成する工程と、を備える。
図3は、本発明の導電性積層体の製造方法の一例を示す図である。以下、工程毎に図3を参照しながら詳細に説明する。
本発明の導電性積層体の製造方法は、上記めっき処理用積層体中の上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施し、パターン状被めっき層を形成する工程と、上記パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、上記めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行い、上記パターン状被めっき層上に金属層を形成する工程と、を備える。
図3は、本発明の導電性積層体の製造方法の一例を示す図である。以下、工程毎に図3を参照しながら詳細に説明する。
<パターン状被めっき層の形成工程>
パターン状被めっき層30Aの形成工程では、まず、図3(A)に示すように、被めっき層形成用層30に対して、重合開始剤が感光する波長の光をパターン状に照射する露光処理を実施する。光が照射された照射領域30aにおいては、重合性基間の重合などが進行し、硬化して、不溶部となる。この不溶部は、いわゆるパターン状被めっき層30Aとなる。
パターン状被めっき層30Aの形成工程では、まず、図3(A)に示すように、被めっき層形成用層30に対して、重合開始剤が感光する波長の光をパターン状に照射する露光処理を実施する。光が照射された照射領域30aにおいては、重合性基間の重合などが進行し、硬化して、不溶部となる。この不溶部は、いわゆるパターン状被めっき層30Aとなる。
被めっき層形成用層30にパターン状にエネルギー付与する方法は特に制限されない。
照射処理に用いられる光源は特に制限されず、上記波長の光を出射できればよく、例えば、UV(ultraviolet)ランプ、可視光線などによる光照射等が用いられる。光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯等がある。
露光時間としては、反応性および光源により異なるが、通常、10秒〜5時間の間である。露光エネルギーとしては、10〜8000mJ程度であればよく、好ましくは50〜3000mJの範囲である。
なお、上記露光処理をパターン状に実施する方法は特に制限されず、公知の方法が採用され、例えば、マスクを介して露光光を被めっき層形成用層30に照射すればよい。
上述しためっき処理用積層体1中の被めっき層形成用層30の上面は、プライマー層20に含まれるシリカ粒子に起因して、凹凸形状になっている。そのため、被めっき層形成用層30とマスクとが接した状態で露光処理を行う場合に、露光処理後にマスクを除去(剥離)することが容易になるという利点がある。
照射処理に用いられる光源は特に制限されず、上記波長の光を出射できればよく、例えば、UV(ultraviolet)ランプ、可視光線などによる光照射等が用いられる。光源としては、例えば、水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、カーボンアーク灯等がある。
露光時間としては、反応性および光源により異なるが、通常、10秒〜5時間の間である。露光エネルギーとしては、10〜8000mJ程度であればよく、好ましくは50〜3000mJの範囲である。
なお、上記露光処理をパターン状に実施する方法は特に制限されず、公知の方法が採用され、例えば、マスクを介して露光光を被めっき層形成用層30に照射すればよい。
上述しためっき処理用積層体1中の被めっき層形成用層30の上面は、プライマー層20に含まれるシリカ粒子に起因して、凹凸形状になっている。そのため、被めっき層形成用層30とマスクとが接した状態で露光処理を行う場合に、露光処理後にマスクを除去(剥離)することが容易になるという利点がある。
上記露光処理後に、被めっき層形成用層30のうち、光が照射された照射領域30a以外の未照射領域30bを除去する除去処理を行う。除去処理を実施することにより、被めっき層形成用層30中の未照射領域30bが除去され、パターン状被めっき層30Aが形成される(図3(B))。
上記除去処理の方法は特に制限されず、被めっき層形成用層30中に含まれる化合物によって適宜最適な方法が選択されるが、通常、上記化合物が溶解する溶剤を被めっき層形成用層30に接触させる方法が挙げられる。
より具体的には、アルカリ性溶液を現像液として用いる方法が挙げられる。アルカリ性溶液を用いて、未照射領域30bを除去する場合は、照射処理が施された積層体をアルカリ性溶液中に浸漬させる方法や、その被めっき層形成用層30上にアルカリ性溶液を塗布する方法などが挙げられるが、浸漬する方法が好ましい。浸漬する方法の場合、浸漬時間としては生産性・作業性などの観点から、1分から30分程度が好ましい。
上記除去処理の方法は特に制限されず、被めっき層形成用層30中に含まれる化合物によって適宜最適な方法が選択されるが、通常、上記化合物が溶解する溶剤を被めっき層形成用層30に接触させる方法が挙げられる。
より具体的には、アルカリ性溶液を現像液として用いる方法が挙げられる。アルカリ性溶液を用いて、未照射領域30bを除去する場合は、照射処理が施された積層体をアルカリ性溶液中に浸漬させる方法や、その被めっき層形成用層30上にアルカリ性溶液を塗布する方法などが挙げられるが、浸漬する方法が好ましい。浸漬する方法の場合、浸漬時間としては生産性・作業性などの観点から、1分から30分程度が好ましい。
上記のような処理を経て、基材10と、基材10上に設けられたプライマー層20と、プライマー層20上の一部の領域に設けられたパターン状被めっき層30Aと、を有するパターン状被めっき層含有積層体100が得られる。
パターン状被めっき層含有積層体100は、パターン状被めっき層30Aの形成されていないプライマー層20の上面の一部が剥き出しになっているが、プライマー層20には上述したシリカ粒子が含まれていることから、傷がつきにくい。したがって、パターン状被めっき層含有積層体100のハンドリング性に優れるという利点がある。
パターン状被めっき層含有積層体100は、パターン状被めっき層30Aの形成されていないプライマー層20の上面の一部が剥き出しになっているが、プライマー層20には上述したシリカ粒子が含まれていることから、傷がつきにくい。したがって、パターン状被めっき層含有積層体100のハンドリング性に優れるという利点がある。
<金属層の形成工程>
図3(C)に示すように、金属層40の形成工程は、パターン状被めっき層含有積層体1A中のパターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与して、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行い、パターン状被めっき層30A上に金属層40を形成する工程である。
以下では、パターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与する工程(工程X)と、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行う工程(工程Y)と、に分けて説明する。
図3(C)に示すように、金属層40の形成工程は、パターン状被めっき層含有積層体1A中のパターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与して、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行い、パターン状被めっき層30A上に金属層40を形成する工程である。
以下では、パターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与する工程(工程X)と、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行う工程(工程Y)と、に分けて説明する。
(工程X:めっき触媒付与工程)
本工程では、まず、パターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与する。上記化合物由来の相互作用性基が、その機能に応じて、付与されためっき触媒またはその前駆体を付着(吸着)する。より具体的には、パターン状被めっき層30A中およびパターン状被めっき層30Aの表面上に、めっき触媒またはその前駆体が付与される。
めっき触媒またはその前駆体は、めっき処理の触媒や電極として機能するものである。そのため、使用されるめっき触媒またはその前駆体の種類は、めっき処理の種類により適宜決定される。
なお、用いられるめっき触媒またはその前駆体は、無電解めっき触媒またはその前駆体であることが好ましい。以下で、主に、無電解めっき触媒またはその前駆体などについて詳述する。
本工程では、まず、パターン状被めっき層30Aにめっき触媒またはその前駆体を付与する。上記化合物由来の相互作用性基が、その機能に応じて、付与されためっき触媒またはその前駆体を付着(吸着)する。より具体的には、パターン状被めっき層30A中およびパターン状被めっき層30Aの表面上に、めっき触媒またはその前駆体が付与される。
めっき触媒またはその前駆体は、めっき処理の触媒や電極として機能するものである。そのため、使用されるめっき触媒またはその前駆体の種類は、めっき処理の種類により適宜決定される。
なお、用いられるめっき触媒またはその前駆体は、無電解めっき触媒またはその前駆体であることが好ましい。以下で、主に、無電解めっき触媒またはその前駆体などについて詳述する。
本工程において用いられる無電解めっき触媒は、無電解めっき時の活性核となるものであれば、如何なるものも用いることができ、具体的には、自己触媒還元反応の触媒能を有する金属(Niよりイオン化傾向の低い無電解めっきできる金属として知られるもの)などが挙げられる。具体的には、Pd、Ag、Cu、Ni、Pt、Au、Coなどが挙げられる。なかでも、触媒能の高さから、Ag、Pd、Pt、Cuが特に好ましい。
この無電解めっき触媒としては、金属コロイドを用いてもよい。
本工程において用いられる無電解めっき触媒前駆体とは、化学反応により無電解めっき触媒となりうるものであれば、特に制限なく使用することができる。主には、上記無電解めっき触媒として挙げた金属の金属イオンが用いられる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解めっき触媒である0価金属になる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンはパターン状被めっき層30Aへ付与された後、無電解めっき浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解めっき触媒としてもよい。また、無電解めっき触媒前駆体のまま無電解めっき浴に浸漬し、無電解めっき浴中の還元剤により金属(無電解めっき触媒)に変化させてもよい。
この無電解めっき触媒としては、金属コロイドを用いてもよい。
本工程において用いられる無電解めっき触媒前駆体とは、化学反応により無電解めっき触媒となりうるものであれば、特に制限なく使用することができる。主には、上記無電解めっき触媒として挙げた金属の金属イオンが用いられる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解めっき触媒である0価金属になる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンはパターン状被めっき層30Aへ付与された後、無電解めっき浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解めっき触媒としてもよい。また、無電解めっき触媒前駆体のまま無電解めっき浴に浸漬し、無電解めっき浴中の還元剤により金属(無電解めっき触媒)に変化させてもよい。
無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、金属塩を用いてパターン状被めっき層30Aに付与することが好ましい。使用される金属塩としては、適切な溶媒に溶解して金属イオンと塩基(陰イオン)とに解離されるものであれば特に制限はなく、M(NO3)n、MCln、M2/n(SO4)、M3/n(PO4)(Mは、n価の金属原子を表す)などが挙げられる。金属イオンとしては、上記の金属塩が解離したものを好適に用いることができる。例えば、Agイオン、Cuイオン、Niイオン、Coイオン、Ptイオン、Pdイオンが挙げられる。なかでも、多座配位可能なものが好ましく、特に、配位可能な官能基の種類数および触媒能の点で、Agイオン、Pdイオン、Cuイオンが好ましい。
本工程において、無電解めっきを行わず直接電気めっきを行うために用いられる触媒として、0価金属を使用することもできる。
本工程において、無電解めっきを行わず直接電気めっきを行うために用いられる触媒として、0価金属を使用することもできる。
めっき触媒またはその前駆体をパターン状被めっき層30Aに付与する方法としては、例えば、めっき触媒またはその前駆体を適切な溶剤に分散または溶解させた溶液を調製し、その溶液をパターン状被めっき層30A上に塗布するか、または、その溶液中にパターン状被めっき層30Aが形成された積層体を浸漬すればよい。
上記溶剤としては、水や有機溶剤が適宜使用される。有機溶剤としては、パターン状被めっき層30Aに浸透しうる溶剤が好ましく、例えば、アセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、エチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、2−(1−シクロヘキセニル)シクロヘキサノン、プロピレングリコールジアセテート、トリアセチン、ジエチレングリコールジアセテート、ジオキサン、N−メチルピロリドン、ジメチルカーボネート、ジメチルセロソルブなどを用いることができる。
上記溶剤としては、水や有機溶剤が適宜使用される。有機溶剤としては、パターン状被めっき層30Aに浸透しうる溶剤が好ましく、例えば、アセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、エチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、2−(1−シクロヘキセニル)シクロヘキサノン、プロピレングリコールジアセテート、トリアセチン、ジエチレングリコールジアセテート、ジオキサン、N−メチルピロリドン、ジメチルカーボネート、ジメチルセロソルブなどを用いることができる。
溶液中のめっき触媒またはその前駆体の濃度は特に制限されないが、0.001〜50質量%であることが好ましく、0.005〜30質量%であることがより好ましい。
また、接触時間としては、30秒〜24時間程度であることが好ましく、1分〜1時間程度であることがより好ましい。
また、接触時間としては、30秒〜24時間程度であることが好ましく、1分〜1時間程度であることがより好ましい。
パターン状被めっき層30Aのめっき触媒またはその前駆体の吸着量に関しては、使用するめっき浴種、触媒金属種、パターン状被めっき層30Aの相互作用性基種、使用方法等により異なるが、めっきの析出性の観点から、5〜1000mg/m2が好ましく、10〜800mg/m2がより好ましく、特に20〜600mg/m2が好ましい。
(工程Y:めっき処理工程)
次に、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行う。
めっき処理の方法は特に制限されず、例えば、無電解めっき処理、または、電解めっき処理(電気めっき処理)が挙げられる。本工程では、無電解めっき処理を単独で実施してもよいし、無電解めっき処理を実施した後にさらに電解めっき処理を実施してもよい。
なお、本明細書においては、いわゆる銀鏡反応は、上記無電解めっき処理の一種として含まれる。よって、例えば、銀鏡反応などによって、付着させた金属イオンを還元させて、所望のパターン状金属層を形成してもよく、さらにその後電解めっき処理を実施してもよい。
以下、無電解めっき処理、および、電解めっき処理の手順について詳述する。
次に、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対してめっき処理を行う。
めっき処理の方法は特に制限されず、例えば、無電解めっき処理、または、電解めっき処理(電気めっき処理)が挙げられる。本工程では、無電解めっき処理を単独で実施してもよいし、無電解めっき処理を実施した後にさらに電解めっき処理を実施してもよい。
なお、本明細書においては、いわゆる銀鏡反応は、上記無電解めっき処理の一種として含まれる。よって、例えば、銀鏡反応などによって、付着させた金属イオンを還元させて、所望のパターン状金属層を形成してもよく、さらにその後電解めっき処理を実施してもよい。
以下、無電解めっき処理、および、電解めっき処理の手順について詳述する。
無電解めっき処理とは、めっきとして析出させたい金属イオンを溶かした溶液を用いて、化学反応によって金属を析出させる操作のことをいう。
本工程における無電解めっきは、例えば、無電解めっき触媒が付与されたパターン状被めっき層30Aを備えるパターン状被めっき層含有積層体100を、水洗して余分な無電解めっき触媒(金属)を除去した後、無電解めっき浴に浸漬して行うことが好ましい。使用される無電解めっき浴としては、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
また、無電解めっき触媒前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aを備えるパターン状被めっき層含有積層体100を、無電解めっき触媒前駆体がパターン状被めっき層30Aに吸着または含浸した状態で無電解めっき浴に浸漬する場合には、パターン状被めっき層含有積層体100を水洗して余分な無電解めっき触媒前駆体(金属塩など)を除去した後、無電解めっき浴中へ浸漬させることが好ましい。この場合には、無電解めっき浴中において、無電解めっき触媒前駆体の還元とこれに引き続き無電解めっきが行われる。ここで使用される無電解めっき浴としても、上記同様、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
なお、無電解めっき触媒前駆体の還元は、上記のような無電解めっき液を用いる態様とは別に、触媒活性化液(還元液)を準備し、無電解めっき前の別工程として行うことも可能である。
本工程における無電解めっきは、例えば、無電解めっき触媒が付与されたパターン状被めっき層30Aを備えるパターン状被めっき層含有積層体100を、水洗して余分な無電解めっき触媒(金属)を除去した後、無電解めっき浴に浸漬して行うことが好ましい。使用される無電解めっき浴としては、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
また、無電解めっき触媒前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aを備えるパターン状被めっき層含有積層体100を、無電解めっき触媒前駆体がパターン状被めっき層30Aに吸着または含浸した状態で無電解めっき浴に浸漬する場合には、パターン状被めっき層含有積層体100を水洗して余分な無電解めっき触媒前駆体(金属塩など)を除去した後、無電解めっき浴中へ浸漬させることが好ましい。この場合には、無電解めっき浴中において、無電解めっき触媒前駆体の還元とこれに引き続き無電解めっきが行われる。ここで使用される無電解めっき浴としても、上記同様、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
なお、無電解めっき触媒前駆体の還元は、上記のような無電解めっき液を用いる態様とは別に、触媒活性化液(還元液)を準備し、無電解めっき前の別工程として行うことも可能である。
一般的な無電解めっき浴の組成としては、溶剤(例えば、水)の他に、1.めっき用の金属イオン、2.還元剤、3.金属イオンの安定性を向上させる添加剤(安定剤)が主に含まれている。このめっき浴には、これらに加えて、めっき浴の安定剤など公知の添加剤が含まれていてもよい。
無電解めっき浴に用いられる有機溶剤としては、水に可能な溶剤である必要があり、その点から、アセトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類が好ましく用いられる。無電解めっき浴に用いられる金属の種類としては、銅、すず、鉛、ニッケル、金、銀、パラジウム、ロジウムが知られており、なかでも、導電性の観点からは、銅、銀、金が好ましく、銅がより好ましい。また、上記金属に合わせて最適な還元剤、添加剤が選択される。
無電解めっき浴への浸漬時間としては、1分〜6時間程度であることが好ましく、1分〜3時間程度であることがより好ましい。
無電解めっき浴に用いられる有機溶剤としては、水に可能な溶剤である必要があり、その点から、アセトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類が好ましく用いられる。無電解めっき浴に用いられる金属の種類としては、銅、すず、鉛、ニッケル、金、銀、パラジウム、ロジウムが知られており、なかでも、導電性の観点からは、銅、銀、金が好ましく、銅がより好ましい。また、上記金属に合わせて最適な還元剤、添加剤が選択される。
無電解めっき浴への浸漬時間としては、1分〜6時間程度であることが好ましく、1分〜3時間程度であることがより好ましい。
本工程おいては、パターン状被めっき層30Aに付与されためっき触媒またはその前駆体が電極としての機能を有する場合、その触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層30Aに対して、電気めっきを行うことができる。
なお、上述したように、本工程においては、上記無電解めっき処理の後に、必要に応じて、電解めっき処理を行うことができる。このような態様では、形成される金属層40の厚みを適宜調整可能である。
電気めっきの方法としては、従来公知の方法を用いることができる。尚、電気めっきに用いられる金属としては、銅、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、亜鉛などが挙げられ、導電性の観点から、銅、金、銀が好ましく、銅がより好ましい。
なお、上述したように、本工程においては、上記無電解めっき処理の後に、必要に応じて、電解めっき処理を行うことができる。このような態様では、形成される金属層40の厚みを適宜調整可能である。
電気めっきの方法としては、従来公知の方法を用いることができる。尚、電気めっきに用いられる金属としては、銅、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、亜鉛などが挙げられ、導電性の観点から、銅、金、銀が好ましく、銅がより好ましい。
上記工程を実施することにより、パターン状被めっき層30A上に金属層(めっき層)40を形成することができる。これにより、基材10と、基材10上に設けられたプライマー層20と、プライマー層20上の一部の領域に設けられたパターン状被めっき層30Aと、パターン状被めっき層30A上に設けられた金属層40と、を有する導電性積層体200が得られる。
導電性積層体200中のパターン状被めっき層30Aの上面は、プライマー層20に含まれるシリカ粒子に起因して、凹凸形状になっている。そのため、パターン状被めっき層30A上に配置された金属層40の上面も同様に、凹凸形状になる。これにより、金属層40を視認したときのマット感が増して、金属層40を目立ちにくくできるという利点がある。
なお、図3(C)においては、パターン状被めっき層30Aの上面のみに金属層40が配置される態様を示しているが、この態様には限定されず、図4に示すように、パターン状被めっき層30Aの表面(すなわち、上面と、上面に接続されプライマー層20まで延びる側面)上に金属層140が配置される態様であってもよい。
また、図3(C)および図4の例では、プライマー層20、パターン状被めっき層30A、および金属層40が基材10の一方の面に形成されているが、これに限定されず、基材10の片面に形成されてもよい。この場合も上述した方法と同様にして形成できる。
導電性積層体200中のパターン状被めっき層30Aの上面は、プライマー層20に含まれるシリカ粒子に起因して、凹凸形状になっている。そのため、パターン状被めっき層30A上に配置された金属層40の上面も同様に、凹凸形状になる。これにより、金属層40を視認したときのマット感が増して、金属層40を目立ちにくくできるという利点がある。
なお、図3(C)においては、パターン状被めっき層30Aの上面のみに金属層40が配置される態様を示しているが、この態様には限定されず、図4に示すように、パターン状被めっき層30Aの表面(すなわち、上面と、上面に接続されプライマー層20まで延びる側面)上に金属層140が配置される態様であってもよい。
また、図3(C)および図4の例では、プライマー層20、パターン状被めっき層30A、および金属層40が基材10の一方の面に形成されているが、これに限定されず、基材10の片面に形成されてもよい。この場合も上述した方法と同様にして形成できる。
(用途)
上記のようにして得られた導電性積層体200は、種々の用途に適用でき、タッチパネル(または、タッチパネルセンサー)、半導体チップ、各種電気配線板、FPC(Flexible Printed Circuits)、COF(Chip on Film)、TAB(Tape Automated Bonding)、アンテナ、多層配線基板、マザーボード等の種々の用途に適用することができる。なかでも、タッチパネルセンサー(静電容量式タッチパネルセンサー)に用いることが好ましい。導電性積層体200をタッチパネルセンサーに適用する場合、金属層40がタッチパネルセンサー中の検出電極または引き出し配線として機能する。
なお、本明細書においては、タッチパネルセンサーと、各種表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL(Electro-Luminescence)表示装置)を組み合わせたものを、タッチパネルと呼ぶ。タッチパネルとしては、いわゆる静電容量式タッチパネルが好ましく挙げられる。
上記のようにして得られた導電性積層体200は、種々の用途に適用でき、タッチパネル(または、タッチパネルセンサー)、半導体チップ、各種電気配線板、FPC(Flexible Printed Circuits)、COF(Chip on Film)、TAB(Tape Automated Bonding)、アンテナ、多層配線基板、マザーボード等の種々の用途に適用することができる。なかでも、タッチパネルセンサー(静電容量式タッチパネルセンサー)に用いることが好ましい。導電性積層体200をタッチパネルセンサーに適用する場合、金属層40がタッチパネルセンサー中の検出電極または引き出し配線として機能する。
なお、本明細書においては、タッチパネルセンサーと、各種表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL(Electro-Luminescence)表示装置)を組み合わせたものを、タッチパネルと呼ぶ。タッチパネルとしては、いわゆる静電容量式タッチパネルが好ましく挙げられる。
また、導電性積層体をタッチパネルセンサーに適用する場合の一実施態様を図5に示す。
図5において、導電性積層体500は、基材10と、基材10の一方の主面上に配置された第1プライマー層320と、第1プライマー層320上に配置された第1パターン状被めっき層330Aと、第1パターン状被めっき層330A上に配置された第1検出電極342および第1引き出し配線344と、基材10の他方の主面上に配置された第2プライマー層420と、第2プライマー層420上に配置された第2パターン状被めっき層430Aと、第2パターン状被めっき層430A上に配置された第2検出電極442および第2引き出し配線444と、を有する。なお、第1検出電極342、第1引き出し配線344、第2検出電極442、および、第2引き出し配線444は、上述した金属層40で構成されている。
図5において、導電性積層体500は、基材10と、基材10の一方の主面上に配置された第1プライマー層320と、第1プライマー層320上に配置された第1パターン状被めっき層330Aと、第1パターン状被めっき層330A上に配置された第1検出電極342および第1引き出し配線344と、基材10の他方の主面上に配置された第2プライマー層420と、第2プライマー層420上に配置された第2パターン状被めっき層430Aと、第2パターン状被めっき層430A上に配置された第2検出電極442および第2引き出し配線444と、を有する。なお、第1検出電極342、第1引き出し配線344、第2検出電極442、および、第2引き出し配線444は、上述した金属層40で構成されている。
なお、第1検出電極342および第2検出電極442は、この導電性積層体500を含むタッチパネルセンサーがタッチパネルの部材として組み込まれた際には、静電容量の変化を感知するセンシング電極として機能し、感知部(センシング部)を構成する。つまり、指先をタッチパネルに接触させると、第1検出電極342および第2検出電極442の間の相互静電容量が変化し、この変化量に基づいて指先の位置をIC回路によって演算する。
第1検出電極342は、タッチパネルセンサーの入力領域に接近した操作者の指のX方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第1検出電極342は、第1方向(X方向)に延び、第1方向と直交する第2方向(Y方向)に所定の間隔をあけて配列された電極である。
第2検出電極442は、タッチパネルセンサーの入力領域に接近した操作者の指のY方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第2検出電極442は、第2方向(Y方向)に延び、第1方向(X方向)に所定の間隔をあけて配列された電極である。図5においては、第1検出電極342は5つ、第2検出電極442は5つ設けられているが、その数は特に制限されず複数あればよい。
第1引き出し配線344および第2引き出し配線444は、それぞれ第1検出電極342および第2検出電極442に電圧を印加するための役割を担う部材である。
第1検出電極342は、タッチパネルセンサーの入力領域に接近した操作者の指のX方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第1検出電極342は、第1方向(X方向)に延び、第1方向と直交する第2方向(Y方向)に所定の間隔をあけて配列された電極である。
第2検出電極442は、タッチパネルセンサーの入力領域に接近した操作者の指のY方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。第2検出電極442は、第2方向(Y方向)に延び、第1方向(X方向)に所定の間隔をあけて配列された電極である。図5においては、第1検出電極342は5つ、第2検出電極442は5つ設けられているが、その数は特に制限されず複数あればよい。
第1引き出し配線344および第2引き出し配線444は、それぞれ第1検出電極342および第2検出電極442に電圧を印加するための役割を担う部材である。
以下、実施例を用いて、本発明のめっき処理用積層体について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
[プライマー層形成用組成物の調製]
<プライマー層形成用組成物の母液の調製>
以下の成分を以下の配合割合で混合して得られた混合液のpHが6になるように、1%の炭酸水素ナトリウム水溶液で調製して、プライマー層形成用組成物の母液とした。
・ポリエステルラテックス(東洋紡(株)製、商品名「バイロナール MD1500」、30%溶液) 100質量部
・ブロックイソシアネート(第一工業製薬(株)製、商品名「エラストロン H−3」、20%溶液) 140質量部
・ブロックイソシアネート用触媒(第一工業製薬(株)製、商品名「CAT21」) 5質量部
・界面活性剤A(三洋化成工業(株)製、商品名「サンデッド BL」の1%水溶液、アニオン性) 20質量部
・界面活性剤B(三洋化成工業(株)製、商品名「ナロアクティー CL−95」の1%希釈液、ノニオン性) 20質量部
・水 715質量部
<プライマー層形成用組成物の母液の調製>
以下の成分を以下の配合割合で混合して得られた混合液のpHが6になるように、1%の炭酸水素ナトリウム水溶液で調製して、プライマー層形成用組成物の母液とした。
・ポリエステルラテックス(東洋紡(株)製、商品名「バイロナール MD1500」、30%溶液) 100質量部
・ブロックイソシアネート(第一工業製薬(株)製、商品名「エラストロン H−3」、20%溶液) 140質量部
・ブロックイソシアネート用触媒(第一工業製薬(株)製、商品名「CAT21」) 5質量部
・界面活性剤A(三洋化成工業(株)製、商品名「サンデッド BL」の1%水溶液、アニオン性) 20質量部
・界面活性剤B(三洋化成工業(株)製、商品名「ナロアクティー CL−95」の1%希釈液、ノニオン性) 20質量部
・水 715質量部
<プライマー層形成用組成物P1〜19の調製>
プライマー層形成用組成物の母液に対して、以下の各シリカ分散液を混合して、プライマー層形成用組成物P1〜19を調製した。プライマー層形成用組成物P1〜19に含まれるシリカ粒子の混合量に関しては、塗布後の固形分での含有量(質量%)を下記第1表に示す。
第1表中で示したシリカ粒子の詳細は、次の通りである。
(シリカ粒子)
・第1シリカ粒子の分散液
平均粒子径10nm:日産化学工業(株)製、商品名「スノーテックス S」、30質量%分散液
平均粒子径40nm:日産化学工業(株)製、商品名「スノーテックス OL」、20質量%分散液
平均粒子径70nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 70nm」2.5質量%分散液
平均粒子径100nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P100」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
平均粒子径250nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P250」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
・第2シリカ粒子の分散液
平均粒子径250nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P250」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
平均粒子径3000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 3μm」5質量%分散液
平均粒子径5000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 5μm」5質量%分散液
平均粒子径10000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 10μm」5質量%分散液
プライマー層形成用組成物の母液に対して、以下の各シリカ分散液を混合して、プライマー層形成用組成物P1〜19を調製した。プライマー層形成用組成物P1〜19に含まれるシリカ粒子の混合量に関しては、塗布後の固形分での含有量(質量%)を下記第1表に示す。
第1表中で示したシリカ粒子の詳細は、次の通りである。
(シリカ粒子)
・第1シリカ粒子の分散液
平均粒子径10nm:日産化学工業(株)製、商品名「スノーテックス S」、30質量%分散液
平均粒子径40nm:日産化学工業(株)製、商品名「スノーテックス OL」、20質量%分散液
平均粒子径70nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 70nm」2.5質量%分散液
平均粒子径100nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P100」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
平均粒子径250nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P250」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
・第2シリカ粒子の分散液
平均粒子径250nm:日本触媒(株)製、商品名「シーホスターKE-P250」粉体を超音波分散にて1質量%の水分散液を作製
平均粒子径3000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 3μm」5質量%分散液
平均粒子径5000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 5μm」5質量%分散液
平均粒子径10000nm:コアフロント(株)製、商品名「sicastar 10μm」5質量%分散液
<プライマー層付の基材A1〜19の作製>
ポリエチレンテレフタレート(PET)のペレットを押し出し機に供給し280℃でシート状に押し出して表面温度20℃の金属ドラムで急冷した。100℃に加熱しながらロールフィルムの長手方向に3.5倍に延伸した後、プライマー層形成用組成物P1〜19をそれぞれ5.5cc/m2塗布し130℃で乾燥し、乾燥後幅方向に4倍に延伸して100μm厚のプライマー層付2軸延伸PET(基材A1〜19)を作製した。このときプライマー層は、おおよそ80nmの膜厚であった。
ポリエチレンテレフタレート(PET)のペレットを押し出し機に供給し280℃でシート状に押し出して表面温度20℃の金属ドラムで急冷した。100℃に加熱しながらロールフィルムの長手方向に3.5倍に延伸した後、プライマー層形成用組成物P1〜19をそれぞれ5.5cc/m2塗布し130℃で乾燥し、乾燥後幅方向に4倍に延伸して100μm厚のプライマー層付2軸延伸PET(基材A1〜19)を作製した。このときプライマー層は、おおよそ80nmの膜厚であった。
[被めっき層形成用の組成物の調製]
以下の第2表または第3表の配合割合になるように各成分を混合、攪拌して、被めっき層形成用の組成物Y1(組成物Y1)および被めっき層形成用の組成物Y2(組成物Y2)を得た。
以下の第2表または第3表の配合割合になるように各成分を混合、攪拌して、被めっき層形成用の組成物Y1(組成物Y1)および被めっき層形成用の組成物Y2(組成物Y2)を得た。
[めっき処理用積層体の製造]
第1表の基材および被めっき層形成用層の組み合わせになるように、基材A1〜A19に被めっき層形成用組成物を第1表の膜厚になるように塗布した後に乾燥して、ロール状のめっき処理用積層体B1〜B20を作製した。これを比較例1〜2および実施例1〜18とした。
第1表の基材および被めっき層形成用層の組み合わせになるように、基材A1〜A19に被めっき層形成用組成物を第1表の膜厚になるように塗布した後に乾燥して、ロール状のめっき処理用積層体B1〜B20を作製した。これを比較例1〜2および実施例1〜18とした。
[導電性積層体の製造]
上記のようにして得られたロール状のめっき処理用積層体B1〜B20のそれぞれをシート状に裁断して、タッチパネル用メッシュパターンを有するマスク越しにUV(紫外線)ランプ「Deep UV Lamp」(商品名、Ushio製)を用いて両面を光量2Jで露光した後、1%の炭酸ナトリウム水溶液にて現像した。このようにして、プライマー層上の一部の領域に設けられたパターン状被めっき層を有するパターン状被めっき層含有積層体C1〜C20を得た。
次に、得られたパターン状被めっき層含有積層体に対して、以下のように無電解めっきを施し、パターン状被めっき層上に配線(金属層)を形成した。
具体的には、まず、得られたパターン状被めっき層含有積層体C1〜C19を、Pd触媒付与液MAT−2(上村工業製)のMAT−2Aのみを5倍に希釈したものに室温にて5分間浸漬し、純水にて2回洗浄した。次に、還元剤MAB(上村工業製)に36℃にて5分間浸漬し、純水にて2回洗浄した。その後、無電解めっき液スルカップPEA(上村工業製)に室温にてそれぞれ60分浸漬し、純水にて洗浄した。このようにして、タッチパネル用配線(金属層)の形成された実施例および比較例の導電性積層体D1〜D19を得た。
また、パターン状被めっき層含有積層体C20を、無電解めっき液スルカップPEA(上村工業社製)に室温にて60分浸漬し、純水にて洗浄した。このようにして、タッチパネル用配線(金属層)の形成された実施例の導電性積層体D20を得た。
上記のようにして得られたロール状のめっき処理用積層体B1〜B20のそれぞれをシート状に裁断して、タッチパネル用メッシュパターンを有するマスク越しにUV(紫外線)ランプ「Deep UV Lamp」(商品名、Ushio製)を用いて両面を光量2Jで露光した後、1%の炭酸ナトリウム水溶液にて現像した。このようにして、プライマー層上の一部の領域に設けられたパターン状被めっき層を有するパターン状被めっき層含有積層体C1〜C20を得た。
次に、得られたパターン状被めっき層含有積層体に対して、以下のように無電解めっきを施し、パターン状被めっき層上に配線(金属層)を形成した。
具体的には、まず、得られたパターン状被めっき層含有積層体C1〜C19を、Pd触媒付与液MAT−2(上村工業製)のMAT−2Aのみを5倍に希釈したものに室温にて5分間浸漬し、純水にて2回洗浄した。次に、還元剤MAB(上村工業製)に36℃にて5分間浸漬し、純水にて2回洗浄した。その後、無電解めっき液スルカップPEA(上村工業製)に室温にてそれぞれ60分浸漬し、純水にて洗浄した。このようにして、タッチパネル用配線(金属層)の形成された実施例および比較例の導電性積層体D1〜D19を得た。
また、パターン状被めっき層含有積層体C20を、無電解めっき液スルカップPEA(上村工業社製)に室温にて60分浸漬し、純水にて洗浄した。このようにして、タッチパネル用配線(金属層)の形成された実施例の導電性積層体D20を得た。
[評価試験]
<耐ブロッキング性>
実施例および比較例のロール状めっき処理用積層体B1〜B20の巻き取りの状態を以下の基準に従って判定し、巻取り状態から耐ブロッキング性の評価を行った。
A:全く問題なく巻き取れる
B:巻き取れるが巻き取り時きしむ音がする
C:張り付いて巻き取れない
<耐ブロッキング性>
実施例および比較例のロール状めっき処理用積層体B1〜B20の巻き取りの状態を以下の基準に従って判定し、巻取り状態から耐ブロッキング性の評価を行った。
A:全く問題なく巻き取れる
B:巻き取れるが巻き取り時きしむ音がする
C:張り付いて巻き取れない
<視認性>
視認性の評価は、導電性積層体を形成した後において、プライマー層の傷つき状態と、プライマー層の粒状感とを、反射光がないようフェルト地の布で覆った部屋にてタングステン光でフィルム(導電性積層体)を照らした状態で目視にて観察して、以下の基準により評価を行った。
(傷つき状態)
A:全く傷が見当たらない
B:接着剤にてガラスに貼り合わせると見えなくなる程度の傷がある
C:目立つ傷がある
(粒状感)
A:10人観察したとき、10人とも粒状感がないと感じる
B:10人観察したとき、1〜4人が粒状感があると感じる
C:10人観察したとき、5〜7人が粒状感があると感じる
D:10人観察したとき、8〜10人が粒状感があると感じる
視認性の評価は、導電性積層体を形成した後において、プライマー層の傷つき状態と、プライマー層の粒状感とを、反射光がないようフェルト地の布で覆った部屋にてタングステン光でフィルム(導電性積層体)を照らした状態で目視にて観察して、以下の基準により評価を行った。
(傷つき状態)
A:全く傷が見当たらない
B:接着剤にてガラスに貼り合わせると見えなくなる程度の傷がある
C:目立つ傷がある
(粒状感)
A:10人観察したとき、10人とも粒状感がないと感じる
B:10人観察したとき、1〜4人が粒状感があると感じる
C:10人観察したとき、5〜7人が粒状感があると感じる
D:10人観察したとき、8〜10人が粒状感があると感じる
<評価結果>
第1表の評価結果の通り、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含むプライマー層を有することで、導電性積層体の視認性に優れ、耐ブロッキング性にも優れためっき処理用積層体が得られることが示された(実施例)。
また、各実施例(実施例1〜18)の導電性積層体に含まれるプライマー層の断面をTEMにより観察して、上記の粒子径−頻度関係図を作成した。その結果、いずれの実施例においても、使用した第1シリカ粒子および第2シリカ粒子の平均粒子径に対応する2つのピークがあることがわかった。
実施例3と実施例4との比較により、第1シリカ粒子の平均粒子径が80nmを超えると(実施例4)、粒状感が増して、導電性積層体の視認性が低下する傾向にあることがわかった。
実施例8と実施例9との比較により、第2シリカ粒子の平均粒子径が被めっき層形成用層の膜厚以下になると(実施例9)、耐ブロッキング性(特に、搬送速度40m/minと大きい場合)が低下する傾向にあることがわかった。
実施例14と実施例15との比較により、基材におけるプライマー層の形成された面の単位面積当たりの第2シリカ粒子の含有量(mg/m2)が高くなると(実施例14)、粒状感が増して、導電性積層体の視認性が低下する傾向にあることがわかった。
実施例16と実施例17との比較により、基材におけるプライマー層の形成された面の単位面積当たりの第2シリカ粒子の含有量(mg/m2)が低くなると(実施例17)、耐ブロッキング性(特に、搬送速度40m/minと大きい場合)が低下する傾向にあることがわかった。
また、上記のようにして得られた実施例に係る導電性積層体がタッチパネルとして反応するか確認したところ、いずれも問題なく反応することがわかった。
また、各実施例(実施例1〜18)の導電性積層体に含まれるプライマー層の断面をTEMにより観察して、上記の粒子径−頻度関係図を作成した。その結果、いずれの実施例においても、使用した第1シリカ粒子および第2シリカ粒子の平均粒子径に対応する2つのピークがあることがわかった。
実施例3と実施例4との比較により、第1シリカ粒子の平均粒子径が80nmを超えると(実施例4)、粒状感が増して、導電性積層体の視認性が低下する傾向にあることがわかった。
実施例8と実施例9との比較により、第2シリカ粒子の平均粒子径が被めっき層形成用層の膜厚以下になると(実施例9)、耐ブロッキング性(特に、搬送速度40m/minと大きい場合)が低下する傾向にあることがわかった。
実施例14と実施例15との比較により、基材におけるプライマー層の形成された面の単位面積当たりの第2シリカ粒子の含有量(mg/m2)が高くなると(実施例14)、粒状感が増して、導電性積層体の視認性が低下する傾向にあることがわかった。
実施例16と実施例17との比較により、基材におけるプライマー層の形成された面の単位面積当たりの第2シリカ粒子の含有量(mg/m2)が低くなると(実施例17)、耐ブロッキング性(特に、搬送速度40m/minと大きい場合)が低下する傾向にあることがわかった。
また、上記のようにして得られた実施例に係る導電性積層体がタッチパネルとして反応するか確認したところ、いずれも問題なく反応することがわかった。
これに対して、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含まないプライマー層を有する比較例のめっき処理用積層体によれば、耐ブロッキング性または導電性積層体としたときの視認性が低下することが示された。
また、比較例1および2の導電性積層体に含まれるプライマー層の断面をTEMにより観察して粒子径−頻度関係図を作成したところ、1つのピークのみが確認された。
また、比較例1および2の導電性積層体に含まれるプライマー層の断面をTEMにより観察して粒子径−頻度関係図を作成したところ、1つのピークのみが確認された。
1 めっき処理用積層体、10 基材、20 プライマー層、22 第1シリカ粒子、24 第2シリカ粒子、30 被めっき層形成用層、30a 照射領域、30b 未照射領域、30A パターン状被めっき層、40,140 金属層、100 パターン状被めっき層含有積層体、200,500 導電性積層体、320 第1プライマー層、330A 第1パターン状被めっき層、342 第1検出電極、344 第1引き出し配線、420 第2プライマー層、430A 第2パターン状被めっき層、442 第2検出電極、444 第2引き出し配線。
Claims (11)
- 基材と、基材上に形成されたプライマー層と、前記プライマー層上に形成された被めっき層形成用層と、を有し、
前記プライマー層が、粒度分布の互いに異なる複数種のシリカ粒子を含む、めっき処理用積層体。 - 前記複数種のシリカ粒子は、粒度分布のピークが5nm以上200nm未満の範囲にある第1シリカ粒子と、粒度分布のピークが200nm以上15μm以下の範囲にある第2シリカ粒子と、を含む、請求項1に記載のめっき処理用積層体。
- 前記第1シリカ粒子の粒度分布のピークが、5nm以上80nm以下の範囲にある、請求項2に記載のめっき処理用積層体。
- 前記第2シリカ粒子の粒度分布のピークが、250nm以上10μm以下の範囲にある、請求項2または3に記載のめっき処理用積層体。
- 前記第2シリカ粒子の粒度分布のピークにおける粒子径の値が、前記被めっき層形成用層の膜厚よりも大きい、請求項2〜4のいずれか1項に記載のめっき処理用積層体。
- 前記第1シリカ粒子の含有量が、前記プライマー層の全質量に対して、0.5〜10質量%である、請求項2〜5のいずれか1項に記載のめっき処理用積層体。
- 前記第2シリカ粒子の含有量が、前記基材における前記プライマー層の形成された面の単位面積当たり、0.05〜0.4mg/m2である、請求項2〜6のいずれか1項に記載のめっき処理用積層体。
- 前記被めっき形成用層が、重合開始剤と、以下の化合物Xまたは組成物Yと、を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のめっき処理用積層体。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のめっき処理用積層体中の前記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施し、パターン状被めっき層を形成する工程と、
前記パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、前記めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行い、前記パターン状被めっき層上に金属層を形成する工程と、を備える、導電性積層体の製造方法。 - 請求項9に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネルセンサー。
- 請求項9に記載の製造方法より得られる導電性積層体を含む、タッチパネル。
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