JP4721677B2

JP4721677B2 - 印刷または塗布画像作成方法、およびそれによる、印刷または塗布画像体

Info

Publication number: JP4721677B2
Application number: JP2004258674A
Authority: JP
Inventors: 貢治村岡
Original assignee: Shuhou Co Ltd
Current assignee: Shuhou Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP2006069167A

Description

本発明は、印刷または塗布画像作成方法およびそれによる印刷または塗布画像体に関するものである。

テレビや携帯電話の普及とともに、そのアンテナの形式も色々のものがでてきている。また、車載用のディスプレーのためのアンテナとして、自動車の後部ガラス面に設けられるアンテナパターンにおいても色々な工夫がされている。（例えば、特許文献２参照）
特開２０００−４１２０号公報特開２０００−２５２７３２号公報

また、近年ＩＣ装置などの微細電気回路において電子ビームによる直接描画を利用することが行われるようになってきた。さらに、導電性の印刷インキによって電気回路や電磁波シールド線を直接構成する方法も検討されている。（例えば、非特許文献１参照）
しかしながら導電性を付与するための導電性粉体、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどの粉体の含有量については、本来の機能である良好な導電性を保有するという機能の外に、印刷インキとしての印刷特性にダメージを与えてはならないという、相反する条件を満足させなければならない。

この印刷特性を損なわないためには、導電性粉体の含有量は、せいぜい２０乃至３０％が限度となり、これは必ずしも良好な導電性を得る条件とはならない。しかも、線幅が２０μｍ、さらには１０μｍを下回るものとなると粉体粒子密度の絶対値そのものが小さくなり良好な導電性は期待できなかった。従って印刷法による良好な導電性を有する線幅２０μｍ以下、さらには１０μｍ以下の極細線の開発が強く望まれていた。

ＣａｈｎｅｒｓＥＤＮ（大日本印刷発行、ＮｅｗｓＲｅｌｅａｓｅ、２００１．４．５号コラム３〜５行）

上記のように、市場要求として、より鮮明な画像を求める傾向が強くなり、しかも、鮮明画像を、基本的に実績を積み上げて設定された従来のアンテナパターンの画像を基本的に変更することなしに得んとする方策が強く求められてきた。
本願発明は、これらの要求に応えるものとして、基本的に必要な極細巾の線状画像に対し良好な導電性を期待でき、且つ、耐久性にもすぐれた印刷または塗布による極細巾の導電性線状画像の作成方法およびそれによる印刷または塗布画像体を提供することを、その目的としている。

本発明の印刷または塗布画像作成方法は、
１）被印刷または塗布物の表面に印刷インキまたは塗料に、所定の極細巾の線状画像を印刷または塗布する第１工程と、該線状画像の印刷インキまたは塗料が硬化する以前において、該線状画像に粒度が５ナノメートル以下の所定の超微粉末の粉体を散布接着する第２工程と、さらに少なくとも前記線状画像に散布接着された超微粉末の粉体を所定加熱条件にて加熱焼結する第３工程とを有するものであり、
２）上述１）において、前記所定加熱条件を、温度１００〜２５０℃、加熱時間１〜１０ｍｉｎ．としたものであり、
３）上述１）または２）において、前記所定の超微粉末の粉体を、導電性粉体、磁性粉体の少なくとも１種としたものであり、
４）上述１）〜２）において、前記所定の超微粉末の粉体を、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃ、Ｐｄ、ＡｇまたはＡｕの群、またはそれらの各化合物の群より選ばれた少なくとも１種としたものであり、
５）上述１）における第２工程および／または第３工程の後に、更に所定の超微粉末の粉体を散布接着された線上画像面を加圧圧縮またはポリッシングする工程を付加したものである。

また、本発明の印刷または塗布画像体は、
６）上述の１から５のいずれかの印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成されたものであり、
７）上述の１）から５）のいずれかの印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成された印刷または塗布画像体を、プラスチック製品としたものであり、
８）上述の１）から５）のいずれかの印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成された印刷または塗布画像体を、ＩＣ（集積回路）製品またはアンテナ製品としたものである。

本発明の印刷または塗布画像作成方法により、市場要求に応えられる、極細巾の線状画像に対する市場要求に応えられる、必要且つ良好な導電性が期待でき、耐久性にもすぐれた印刷または塗布による極細巾の導電性線状画像体を供給することができる。

図１は、本発明の印刷または塗布画像作成方法の工程流れ図である。
図において、ＯＰ１は印刷または塗布画像作成工程（第１工程）、ＯＰ２は所定微粉体散布接着工程（第２工程）、ＯＰ３は加熱焼結工程である。
図２は、本発明の微粉体を中心に工程順を断面で示した模式説明図であり、ａは第１工程、ｂは第２工程およびｃは第３工程の状態を示す。
図において、１は被印刷または塗布画像体、２は印刷インキまたは塗料、３は超微粉末の粉体、３１は加熱焼結処理後の超微粉末の粉体を示す。

画像作成工程による極細巾３０μｍ以下、特には１０μｍ以下の極細線状画像を印刷する。次ぎに、ＯＰ２の第２工程として、前記極細巾の極細線状画像が印刷された面に、印刷インキまたは塗料が硬化する以前、すなわち粉体を接着する接着能力が十分に残っている時点で、所定の超微粉の粉体として、導電性粉体、磁性粉体の少なくとも１種の粉末、具体的にはＴｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃ、Ｐｄ、ＡｇまたはＡｕの群、またはそれらの各化合物の群より選ばれた少なくとも１種の粉末を散布し、前記極細線状画像に接着せしめる。
従来にも、導電性粉体、磁性粉体を散布接着すること自体は行われている。しかし、本発明は、ＯＰ３の第３工程における、粉体を極細線状画像上で比較的低温で焼結することを必須条件とするため、粉体の粒度を超微細のものとしているところに特徴がある。

粉体は粒子径ｄが１／ｎに小さくなると、その単位体積当たりの表面積Ｓはｎ倍の割合で大きくなる。またエネルギ順位の高い表面層が極端に増加することにより、また、微視的凹凸および応力集中により、結晶格子間の接触が行われ、また投入エネルギに対し結晶格子間に安定した原始的結合ができる。従って、粒子径がある限界以上に細分化されると比較的低い温度で粒子間の凝着をすることができる。
本出願人は、多くの実験の結果、前記の導電性粉体、磁性粉体の超微粉体において、印刷インキまたは塗料の条件から加熱温度を１００〜２５０℃とし、且つ安定した粉体の焼結状態を得るためには、その平均粒度を約５ｎｍ以下にする必要があるとの知見を得た。
図４は、Ｃｕ微粉末における平均粒度と安定した焼結温度との関係の１例を示す図である。１０ｎｍ以下において、焼結温度は急激に低下する。好ましくは約５ｎｍ以下が望ましい。

本発明の１実施例は下記のとおりである。
被印刷体；セラミックス板（１００×１００×２）単位；ｍｍ
凸版原板；
Ａｌ原版線幅１０μｍ×ピッチ０．２ｍｍ×高さ２μｍ平行線
弾性ブランケット；ラバー材（１２０×１２０×１０）
印刷インキ；凸版用ＵＶ印刷インキ
超微粉粉体；パラジウム粉（平均粒径；（ａ）５ｎｍ、（ｂ）１μｍ）
散布方法；篩自然落下法
加熱条件；加熱温度Ｔ１＝１００℃、Ｔ２＝１５０℃、Ｔ３＝２５０℃
加熱時間１ｍｉｎ．

図１の工程に準じて、印刷後大気中にて１ｍｉｎ放置後、パラジウム粉を万便なく散布し、余剰分を除去した後、加熱処理した。各試料（ａ×Ｔ１、ａ×Ｔ２、ａ×Ｔ３、ｂ×Ｔ１、ｂ×Ｔ２、ｂ×Ｔ３）における、粉体の焼結状態を顕微鏡による観察および触針スクラッチ（荷重０．５ｇ）による画像スクラッチ面の観察をした。
図３は、各試料における焼結状態の観察結果を示す図である。

粒径１μｍ（ｂ）の試料では、該温度範囲では良好な焼結状態は得られない。しかし、粒径５ｎｍ（ａ）では２５０℃でも焼結状態は良好となった。但し、スクラッチによるスクラッチ部の粉体脱落が認められた。これにより、粉体粒径が５ｎｍ以下であれば、十分な焼結状態が得られると考えられる。
また、印刷インキに替わりより接着性に富む塗料を使用することにより、スクラッチ画像の乱れを減らすことができる。

電磁波遮断またはアンテナを目的とした被印刷画像体の場合、所定の超微粉末の粉体は、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃ、Ｐｄ、ＡｇまたはＡｕの群、またはそれらの各化合物の群より選ばれた少なくとも１種、特には、比較的に表面エネルギーが高く、超微粉末の製作上からＣｕ、Ａｇ等が好ましい。

なお、加熱焼結温度は、バインダーとしての印刷インキまたは塗料の接着強度を十分に維持している必要があり、２５０℃以下に抑えることが好ましい。また、加熱焼結温度１００℃以下にすると加熱処理時間が増大し、粉体の粒度分布をよりシビヤにする必要があり、１００℃以上とすることが好ましい。
超微粉体を加熱焼結することにより、極細線の画像強度が増すばかりでなく、導電性能力が増加する。

また、超微粉体散布後に加圧圧縮処理またはポリッシング処理を併用することにより、より高い極細線の画像強度、導電性能力を期待することができる。加圧圧縮処理またはポリッシング処理の条件については、本出願人の出願になる特開２００３−３０６７９２号、特開２００３−２６８５６５号に準じた条件にて処理することが望ましい。

本発明は、線状画像に粒度が５ｎｍ以下の所定の超微粉末の粉体を散布接着し、所定加熱条件にて加熱焼結するものであるが、被印刷体、接着媒体に比較的耐熱性を有する材料を使用する場合には、経済的にも粉体粒度が３０μｍ以下などの大きいものを使用し、加熱処理温度も１００〜２５０℃より高い温度で処理することも出来る。

上述のごとく、本発明の塗布画像体は、プラスチック製品、特にはＩＣ（集積回路）製品またはアンテナ製品としたものであるが、電磁波遮断用の部材等への適用をすることができる。

本発明の印刷または塗布画像作成方法の工程流れ図である。本発明の微粉体を中心に工程順を断面で示した模式説明図である。本実施例１における、各試料における焼結状態の観察結果を示す図である。平均粒度と焼結温度の関係の１例を示す図である。

符号の説明

１被印刷または塗布画像体、２印刷インキまたは塗料、３超微粉末の粉体、３１加熱焼結処理後の超微粉末の粉体、ＯＰ１印刷または塗布画像作成工程（第１工程）、ＯＰ２所定微粉体散布接着工程（第２工程）、ＯＰ３加熱焼結工程。

Claims

印刷または塗布物の表面に印刷または塗布画像を作成する方法であって、被印刷または塗布物の表面に印刷インキまたは塗料に、所定の極細巾の線状画像を印刷または塗布する第１工程と、該線状画像の印刷インキまたは塗料が硬化する以前において、該線状画像に粒度が５ナノメートル以下の所定の超微粉末の粉体を散布接着する第２工程と、さらに少なくとも前記線状画像に散布接着された超微粉末の粉体を所定加熱条件にて加熱焼結する第３工程とを有することを特徴とする印刷または塗布画像作成方法。
前記所定加熱条件が、温度１００〜２５０℃、加熱時間１〜１０ｍｉｎ．であることを特徴とする請求項１に記載の印刷または塗布画像作成方法。
前記所定の超微粉末の粉体が、導電性粉体、磁性粉体の少なくとも１種よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷または塗布画像作成方法。
前記所定の超微粉末の粉体が、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃ、Ｐｄ、ＡｇまたはＡｕの群、またはそれらの各化合物の群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の印刷または塗布画像作成方法。
前記第２工程および／または第３工程の後に、更に所定の超微粉末の粉体を散布接着された線状画像面を加圧圧縮またはポリッシングする工程を付加したことを特徴とする請求項１に記載の印刷または塗布画像作成方法。
前記請求項１から５のいずれか１項の印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成された印刷または塗布画像体。
前記請求項１から５のいずれか１項の印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成された印刷または塗布画像体が、プラスチック製品であることを特徴とする請求項６に記載の印刷または塗布画像体。
前記請求項１から５のいずれか１項の印刷または塗布画像作成方法により線状画像を画像作成された印刷または塗布画像体が、ＩＣ（集積回路）製品またはアンテナ製品であることを特徴とする請求項６に記載の印刷または塗布画像体。