JP2017068301A - Shrink film with conductive circuit and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法に関する。 The present invention relates to a shrink film with a conductive circuit and a method for producing the same.
近年、物流や在庫の管理などを目的として、外部のリーダーやライターを介してデータを非接触で送受信するICタグが、商品などのパッケージに付けられることが多くなっている。ここでICタグとは、フィルムなどに印刷されたアンテナ回路とICチップからなるものである。 In recent years, for the purpose of distribution and inventory management, IC tags that transmit and receive data in a non-contact manner via external readers and writers are often attached to packages such as products. Here, the IC tag includes an antenna circuit printed on a film or the like and an IC chip.
その一つの態様として、シュリンクフィルムにICタグを貼り付けたボトル用のラベルがある(たとえば、特許文献1参照)。このラベルは、シュリンクフィルムの一方の面に絵柄層が印刷され、他方の面に導電性インキからなるアンテナ回路が印刷されており、アンテナ回路と導通するようにICタグが貼り付けられたICラベルである。このICラベルの両端部を重ね合わせて筒状になったラベルをボトルへ装着し、シュリンクフィルムを熱収縮させてボトルに密着させることで、ICタグ付ボトルを得ている。 As one embodiment, there is a label for a bottle in which an IC tag is attached to a shrink film (for example, see Patent Document 1). This label has an image label printed on one side of the shrink film, an antenna circuit made of conductive ink printed on the other side, and an IC tag attached to the antenna circuit so as to be conductive. It is. A bottle with an IC tag is obtained by attaching a cylindrical label by overlapping both ends of the IC label to the bottle, and thermally shrinking the shrink film so as to adhere to the bottle.
しかし、従来のICラベルにおいては、導電性インキに収縮性がないため、ICラベルを設ける箇所が平面や2次曲面に限られてしまい、3次曲面の箇所にICラベルを設けることが困難であるという問題がある。 However, in conventional IC labels, since the conductive ink is not shrinkable, the location where the IC label is provided is limited to a flat surface or a quadric surface, and it is difficult to provide the IC label at the location of the cubic surface. There is a problem that there is.
また、シュリンクフィルムの収縮開始温度が導電性インキの乾燥温度よりも低いため、ICラベルを製造する過程でシュリンクフィルムが収縮してしまうという問題がある。 Further, since the shrink start temperature of the shrink film is lower than the drying temperature of the conductive ink, there is a problem that the shrink film shrinks in the process of manufacturing the IC label.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、シュリンクフィルムを収縮させても導電回路が3次曲面に追従できる導電回路付シュリンクフィルムと、製造過程でシュリンクフィルムが収縮することがない導電回路付シュリンクフィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a shrink film with a conductive circuit in which the conductive circuit can follow a cubic surface even when the shrink film is shrunk, and the shrink film shrinks in the manufacturing process. It aims at providing the manufacturing method of the shrink film with a conductive circuit which does not have.
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は必要に応じて任意に組み合わせることができる。 Hereinafter, a plurality of modes will be described as means for solving the problems. These embodiments can be arbitrarily combined as necessary.
本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、
基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、
転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程と
を含むことを特徴とするものである。
The manufacturing method of the shrink film with a conductive circuit of the present invention,
Forming a transfer layer including a conductive circuit layer formed using a stretchable ink on a base sheet to obtain a transfer sheet;
Laminating a transfer sheet and a shrink substrate, applying heat and pressure to the laminate, transferring the transfer layer to the shrink substrate, and removing the substrate sheet from the laminate.
好ましい態様においては、基体シートと導電回路層との間に絵柄層を形成する工程をさらに有するものである。 In a preferred embodiment, the method further includes a step of forming a pattern layer between the base sheet and the conductive circuit layer.
好ましい態様においては、絵柄層上に、保護層を形成する工程をさらに有するものである。 In a preferred embodiment, the method further includes a step of forming a protective layer on the pattern layer.
これらの好ましい態様においては、インキは、銀、PEDOT、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか1つを含むものである。 In these preferred embodiments, the ink contains any one of silver, PEDOT, carbon black, and carbon nanotubes.
これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム上に電子部品を装着する工程をさらに有するものである。 In these preferable embodiments, the method further includes a step of mounting an electronic component on the shrink film with a conductive circuit so as to be electrically connected to the conductive circuit layer.
これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、シュリンク基材上または導電回路層上に電子部品を装着する工程をさらに有するものである。 In these preferable embodiments, the method further includes a step of mounting an electronic component on the shrink base material or the conductive circuit layer so as to be electrically connected to the conductive circuit layer.
本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、
シュリンク基材と、
シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層と
を含むことを特徴とするものである。
The shrink film with conductive circuit of the present invention is
A shrink substrate;
And a conductive circuit layer formed using a stretchable ink on a shrink base material.
好ましい態様においては、導電回路層上に、絵柄層が形成されているものである。 In a preferred embodiment, a picture layer is formed on the conductive circuit layer.
好ましい態様においては、絵柄層上に、保護層が形成されているものである。 In a preferred embodiment, a protective layer is formed on the pattern layer.
これらの好ましい態様においては、インキは、銀、PEDOT、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか1つを含むものである。 In these preferred embodiments, the ink contains any one of silver, PEDOT, carbon black, and carbon nanotubes.
これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム上に電子部品が装着されているものである。 In these preferred embodiments, an electronic component is mounted on the conductive film-attached shrink film so as to be electrically connected to the conductive circuit layer.
本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、シュリンク基材と、シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層とを含むように構成した。したがって、本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、導電回路付シュリンクフィルムを熱収縮させて3次曲面を有する成形品に装着する場合でも、導電回路が3次曲面に追従できるものである。 The shrink film with a conductive circuit of the present invention was configured to include a shrink base material and a conductive circuit layer formed on the shrink base material using an ink having stretchability. Therefore, the shrink film with a conductive circuit of the present invention allows the conductive circuit to follow the cubic curved surface even when the shrink film with the conductive circuit is thermally contracted and attached to a molded product having a cubic curved surface.
本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程とを含むように構成した。したがって、本発明によれば、製造過程においてシュリンクフィルムが収縮しない導電回路付シュリンクフィルムを容易に得ることができる。 The method for producing a shrink film with a conductive circuit of the present invention comprises a step of forming a transfer layer including a conductive circuit layer formed using a stretchable ink on a base sheet to obtain a transfer sheet, And a step of applying a heat and pressure to the laminate to transfer the transfer layer to the shrink substrate and removing the substrate sheet from the laminate. Therefore, according to this invention, the shrink film with a conductive circuit which a shrink film does not shrink | contract in a manufacture process can be obtained easily.
以下、導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法について、実施形態の一例を説明する。 Hereinafter, an example of embodiment is described about the shrink film with a conductive circuit, and its manufacturing method.
本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程とを含むことを特徴とするものである。 The method for producing a shrink film with a conductive circuit of the present invention comprises a step of forming a transfer layer including a conductive circuit layer formed using a stretchable ink on a base sheet to obtain a transfer sheet, Laminating a shrink substrate, applying heat and pressure to the laminate, transferring the transfer layer to the shrink substrate, and removing the substrate sheet from the laminate.
まず、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る。 First, a transfer layer including a conductive circuit layer formed using stretchable ink is formed on a base sheet to obtain a transfer sheet.
基体シートの材質は特に限定されず、たとえば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩ビ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ABS系樹脂などの熱可塑性樹脂およびこれらの積層品を挙げることができる。基体シートの厚みは、たとえば15μm〜600μmとすることができる。 The material of the base sheet is not particularly limited. For example, heat such as polypropylene resin, polyethylene resin, polyamide resin, acrylic resin, olefin resin, polyester resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, ABS resin, etc. A plastic resin and these laminated products can be mentioned. The thickness of the base sheet can be, for example, 15 μm to 600 μm.
伸縮性を有するインキの材質としては、銀、PEDOT(ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン))、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか1つを含むものとすることができる。PEDOTを用いる場合は、PEDOTが水や溶媒に難溶であるため、PSS(ポリスチレンスルホン酸)を添加することが好ましい。これらの材質は粒子としてインキに分散される。インキ中にはバインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂によって上記粒子がインキ中に分散されるとともに、バインダー樹脂に粒子が担持される。また、バインダー樹脂が含まれることで、インキが塗布面にしっかりと密着することができる。なお、インキは、硬化剤や溶剤その他添加剤を含んでもよい。 The material of the stretchable ink can include any one of silver, PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)), carbon black, and carbon nanotube. When PEDOT is used, it is preferable to add PSS (polystyrene sulfonic acid) because PEDOT is hardly soluble in water or a solvent. These materials are dispersed in the ink as particles. The ink preferably contains a binder resin. The particles are dispersed in the ink by the binder resin, and the particles are supported on the binder resin. Moreover, ink can adhere | attach firmly on an application surface because binder resin is contained. The ink may contain a curing agent, a solvent, and other additives.
バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エラストマー樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2つ以上を混ぜて使用してもよい。上記粒子とバインダー樹脂との重量比率は、20:80〜99:1が好ましく、より好ましくは60:40〜80:20である。粒子の重量比率が20未満であると、形成した導電回路層における導電率の低下や抵抗値の上昇などの不具合が生じる。一方、バインダー樹脂の重量比率が1未満であると、粒子が均一に分散されないため、導電率低下や抵抗値上昇などの不具合が生じる。 Examples of the binder resin include epoxy resin, polyester resin, acrylic resin, urethane resin, phenol resin, polyimide resin, and elastomer resin. These may be used alone or in combination of two or more. The weight ratio of the particles to the binder resin is preferably 20:80 to 99: 1, and more preferably 60:40 to 80:20. When the weight ratio of the particles is less than 20, problems such as a decrease in conductivity and an increase in resistance value occur in the formed conductive circuit layer. On the other hand, when the weight ratio of the binder resin is less than 1, since the particles are not uniformly dispersed, problems such as a decrease in conductivity and an increase in resistance value occur.
転写シート1は、基体シート11上に、保護層12、絵柄層13、導電回路層14、接着層15が順次積層されたものを用いることができる(図3参照)。なお、基体シート11上には、基体シートと保護層との離型性を高めるために、離型層を形成してもよい。
As the transfer sheet 1, a sheet in which a
保護層12は、転写層10をシュリンク基材2上に転写し、基体シート11を取り除いた後、導電回路付シュリンクフィルム3の最表面となる層である。保護層12を形成することによって、絵柄層13や導電回路層14に耐水性や耐久性を付与できる。保護層12の材質としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂などの他、塩化ビニル―酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体系樹脂などのコポリマーを用いるとよい。保護層12に硬度が必要な場合には、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などを選定して用いるとよい。保護層12の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。
The
絵柄層13は、保護層12上に全面的に形成してもよく、部分的に形成してもよい。絵柄層13の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド系樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。絵柄層13の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。
The
導電回路層14は、上述のインキを用いて形成する。導電回路層14の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。
The
接着層15はシュリンク基材2上に上記の各層を接着するために形成する。接着層15としては、シュリンク基材2の材質に適した感熱性または感圧性の樹脂を適宜選択して用いるとよい。たとえば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン‐酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体系樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂などを挙げることができる。接着層15の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。
The
なお、上記の各層を形成する際の乾燥温度は、たとえば50℃〜200℃にすることができる。 In addition, the drying temperature at the time of forming each said layer can be 50 degreeC-200 degreeC, for example.
以上のようにして、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成した転写シートを得ることができる。 As described above, a transfer sheet in which a transfer layer including a conductive circuit layer formed using a stretchable ink is formed on a base sheet can be obtained.
次に、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く。 Next, the transfer sheet and the shrink substrate are laminated, heat and pressure are applied to the laminate, the transfer layer is transferred to the shrink substrate, and the substrate sheet is removed from the laminate.
具体的には、図2に示すように転写シート1とシュリンク基材2を積層し、積層物を加熱した互いに逆方向に回転しているローラー4の間に通して、積層物に熱と圧力を加える。熱と圧力によって転写層がシュリンク基材2に転写される。転写後、基体シート11を積層物から剥離する。
Specifically, as shown in FIG. 2, the transfer sheet 1 and the
シュリンク基材2の材質は特に限定されるものではなく、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素系樹脂、塩酸ゴム、シリコーンゴム、EPDM、クロロプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴムなどの樹脂またはゴムを挙げることができる。これらをフィルム状に成形し、一軸または二軸方向に延伸して熱セット処理をすることでシュリンク基材が得られる。
The material of the
転写時の温度は170℃〜210℃、好ましくは180℃〜200℃である。この範囲にあれば、接着層15の樹脂の溶融が十分であり、転写層10とシュリンク基材2が密着し、転写層10をシュリンク基材2に確実に転写することができる。
The temperature at the time of transfer is 170 ° C. to 210 ° C., preferably 180 ° C. to 200 ° C. Within this range, the resin of the
転写時の圧力は0.3MPa〜1.2MPa、好ましくは0.4MPa〜0.8MPaである。この範囲にあれば、熱の伝導が良く、接着層15の樹脂が適度に溶融して、転写層10とシュリンク基材2が密着し、転写層10をシュリンク基材2に確実に転写することができる。
The pressure at the time of transfer is 0.3 MPa to 1.2 MPa, preferably 0.4 MPa to 0.8 MPa. Within this range, heat conduction is good, the resin of the
上記の温度と圧力の付加時間は、積層物とローラー4の相対移動速度により表すことができ、好ましくは0.5m/分〜4.0m/分である。速度が0.5m/分未満の場合、熱の伝導が高く、シュリンク基材2が製造過程において収縮してしまう。4.0m/分より速い場合は、熱の伝導が低く、接着層15の樹脂の溶融が不十分なため、転写層10がシュリンク基材2と密着しない。
The time for applying the temperature and pressure can be expressed by the relative moving speed of the laminate and the
導電回路層14を含む各層をシュリンク基材2に転写することによって、シュリンク基材2が収縮することなく、シュリンク基材2上に容易に導電回路層14を設置することができる。
By transferring each layer including the
本発明の導電回路付シュリンクフィルム3は、熱収縮させて成形品などに装着することができる。装着箇所は、導電回路付シュリンクフィルム3を熱収縮させたときに収縮率が大きい箇所であってよく、小さい箇所であってもよい。成形品が、たとえばボトルの場合は、収縮率が大きい箇所として口部・くびれ部・底部などを挙げることができ、収縮率が小さい箇所として胴部(直径の大きい部分)などを挙げることができる。導電回路層14は、上述したインキを用いて形成するため、伸縮性を有する。したがって、導電回路付シュリンクフィルム3を熱収縮させて、3次曲面を有する成形品などに装着しても、導電回路が3次曲面に追従できる。
The
本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、導電回路層14と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム3上に電子部品を装着する工程をさらに有することができる。電子部品としては、たとえば、ICチップが挙げられる。この場合、基体シート11上の導電回路層14は、ICチップ5と導通する形状にパターニングされたアンテナ6として形成する(図4参照)。アンテナ6はリーダー/ライターから発生している磁束がアンテナ6を通過したときに生じる電流が流れる部分である。この電流がアンテナ6からICチップ5に供給されてICチップ5が起動し、リーダー/ライターとの間で情報のやり取りができるようになる。
The manufacturing method of the shrink film with a conductive circuit of this invention can further have the process of mounting | wearing an electronic component on the
導電回路付シュリンクフィルム3に保護層12や絵柄層13が形成されていない場合は、たとえばアンテナ6上に塗布した導電性接着剤を介してICチップ5を装着することで、アンテナ6とICチップ5を導通接続することができる。導電回路付シュリンクフィルム3に保護層12や絵柄層13が形成されている場合は、たとえば、次のような方法でアンテナ6とICチップ5を導通接続することができる。(1)保護層12と絵柄層13を貫通してアンテナ6に到達する穴を設け、(2)穴に導電ペーストを充填し、(3)導電ペースト上に塗布した導電性接着剤を介してICチップ5を装着する。
When the
電子部品は、導電回路付シュリンクフィルム3を得る前に装着することもできる。この場合、ICチップ5を転写シート1またはシュリンク基材2上に装着する。
The electronic component can be mounted before obtaining the
ICチップ5を転写シート1上に装着する場合は、導電回路層14はICチップ5と導通する形状にパターニングしたアンテナ6として形成する。次に、アンテナ6とICチップ5の回路とを、導電性接着剤などによって電気的に導通接続して、転写シート1を得る。この転写シート1をシュリンク基材2に転写することで、導電回路付シュリンクフィルム3を得ることができる。
When the IC chip 5 is mounted on the transfer sheet 1, the
ICチップ5をシュリンク基材2上に装着する場合は、ICチップ5の回路と接する接着層15上には導電性接着剤を塗布するとよい。このようにすると、転写時の熱と圧力によって導電性接着剤が融着し、ICチップ5の回路とアンテナ6とを導通接続することができる。
When the IC chip 5 is mounted on the
導電回路付シュリンクフィルム3を得る前にICチップ5を装着する場合は、基体シート11、転写層10の各層、シュリンク基材2の厚みや材質を適切に選定することによって、転写時の熱と圧力からICチップ5を保護することができる。
When the IC chip 5 is mounted before obtaining the
なお、電子部品としてはICチップの他に、ディスプレイモジュール、タッチパネル、太陽電池、各種センサー(ガスセンサー、熱センサー、圧力センサー)などを利用することもできる。 In addition to the IC chip, electronic components such as a display module, a touch panel, a solar cell, and various sensors (gas sensor, heat sensor, pressure sensor) can be used.
以上のようにして、本発明の導電回路付シュリンクフィルムを得ることができる。 The shrink film with a conductive circuit of the present invention can be obtained as described above.
1 :転写シート
10 :転写層
11 :基体シート
12 :保護層
13 :絵柄層
14 :導電回路層
15 :接着層
2 :シュリンク基材
3 :導電回路付シュリンクフィルム
4 :ローラー
5 :ICチップ
6 :アンテナ
1: Transfer sheet 10: Transfer layer 11: Base sheet 12: Protective layer 13: Picture layer 14: Conductive circuit layer 15: Adhesive layer 2: Shrink base material 3: Shrink film with conductive circuit 4: Roller 5: IC chip 6: antenna
Claims (11)
前記転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えて前記シュリンク基材に前記転写層を転写し、前記積層物から前記基体シートを取り除く工程と
を含むことを特徴とする導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。 Forming a transfer layer including a conductive circuit layer formed using a stretchable ink on a base sheet to obtain a transfer sheet;
Laminating the transfer sheet and the shrink base material, applying heat and pressure to the laminate, transferring the transfer layer to the shrink base material, and removing the base sheet from the laminate. Manufacturing method of shrink film with conductive circuit.
前記シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層と
を含むことを特徴とする導電回路付シュリンクフィルム。 A shrink substrate;
The shrink film with a conductive circuit characterized by including the conductive circuit layer formed on the said shrink base material using the ink which has a stretching property.
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