JP6649631B2 - 光硬化性無電解めっき下地剤 - Google Patents
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Description
さらに近年、樹脂筐体の成形技術が向上し、綺麗な筐体面をそのままめっき化できる方法、特に電子回路形成の微細化及び電気信号の高速化に伴い、平滑基板への密着性の高い無電解めっきの方法が求められている。
そこで本発明はこうした課題に着目し、環境に配慮し、少ない工程数で簡便に処理でき、かつ十分な基板密着性が得られる、無電解めっきの前処理工程として用いられる新たな無電解めっき下地剤の提供を目的とする。
(a)アンモニウム基を分子末端に有し且つ重量平均分子量が1,000〜5,000,000であるハイパーブランチポリマー、
(b)金属微粒子、
(c)(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物、及び
(d)光重合開始剤
を含む光硬化性下地剤に関する。
第2観点として、前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造、ウレタン構造及びポリ(メタ)アクリル構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物である、第1観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第3観点として、前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造及びウレタン構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物である、第1観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第4観点として、前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物である、第2観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第5観点として、前記(c)重合性化合物がウレタン(メタ)アクリレート化合物である、第2観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第6観点として、前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するポリ(メタ)アクリル化合物である、第2観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第7観点として、前記(c)重合性化合物が、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である、第1観点乃至第6観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤に関する。
第8観点として、前記(a)ハイパーブランチポリマーが、式[1]で表されるハイパーブランチポリマーである、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤に関する。
第9観点として、前記(a)ハイパーブランチポリマーが、式[3]で表されるハイパーブランチポリマーである、第8観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第10観点として、前記(b)金属微粒子が、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、スズ(Sn)、白金(Pt)及び金(Au)からなる群より選択される少なくとも一種の金属の微粒子である、第1観点乃至第9観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤に関する。
第11観点として、前記(b)金属微粒子が、パラジウム微粒子である、第10観点に記載の光硬化性下地剤に関する。
第12観点として、前記(b)金属微粒子が、1〜100nmの平均粒径を有する微粒子である、第1観点乃至第11観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤に関する。
第13観点として、第1観点乃至第12観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤を光硬化により層形成して得られる、無電解めっき下地層に関する。
第14観点として、第13観点に記載の無電解めっき下地層に無電解めっきすることにより該下地層上に形成される、金属めっき膜に関する。
第15観点として、基材と、該基材上に形成された第13観点に記載の無電解めっき下地層と、該無電解めっき下地層上に形成された第14観点に記載の金属めっき膜とを具備する、金属被膜基材に関する。
第16観点として、下記A工程乃至C工程を含む、金属被膜基材の製造方法に関する。
A工程:第1観点乃至第12観点のうち何れか一つに記載の光硬化性下地剤を基材上に塗布し、塗膜を形成する工程
B工程:光硬化性下地剤を塗布した基材を露光し、下地層を形成する工程
C工程:下地層を具備した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工程
また本発明の下地剤から形成された無電解金属めっきの下地層は、無電解めっき浴に浸漬するだけで、容易に金属めっき膜を形成でき、基材と下地層、そして金属めっき膜とを備える金属被膜基材を容易に得ることができる。そして上記金属めっき膜は、下層の下地層との密着性に優れる。
すなわち、本発明の下地剤を用いて基材上に下地層を形成することにより、いわば基材との密着性に優れた金属めっき膜を形成することができる。
本発明の下地剤は、(a)アンモニウム基を分子末端に有し且つ重量平均分子量が1,000〜5,000,000であるハイパーブランチポリマー、(b)金属微粒子、(c)(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物、及び(d)光重合開始剤を含む光硬化性下地剤である。
本発明の下地剤は基材上に無電解めっき処理により無電解めっき金属膜(金属めっき膜ともいう)を形成するための下地剤として好適に使用される。
<(a)ハイパーブランチポリマー>
本発明の下地剤に用いられるハイパーブランチポリマーは、アンモニウム基を分子末端に有し且つ重量平均分子量が1,000〜5,000,000であるポリマーであり、具体的には下記式[1]で表されるハイパーブランチポリマーが挙げられる。
また、R2乃至R4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至20の直鎖状、枝分かれ状若しくは環状のアルキル基、炭素原子数7乃至20のアリールアルキル基、又は−(CH2CH2O)mR5(式中、R5は水素原子又はメチル基を表し、mは2乃至100の任意の整数を表す。)を表す。上記アルキル基及びアリールアルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アンモニウム基、カルボキシ基又はシアノ基で置換されていてもよい。また、R2乃至R4のうちの2つの基が一緒になって、直鎖状、枝分かれ状又は環状のアルキレン基を表すか、又はR2乃至R4はそれらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成してもよい。
またX-は陰イオンを表し、nは繰り返し単位構造の数であって、5乃至100,000の整数を表す。
またR2乃至R4における炭素原子数7乃至20のアリールアルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
さらに、R2乃至R4のうちの2つの基が一緒になった直鎖状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。枝分かれ状のアルキレン基としては、メチルエチレン基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基等が挙げられる。環状のアルキレン基としては、炭素原子数3乃至30の単環式、多環式、架橋環式の環状構造の脂環式脂肪族基が挙げられる。具体的には、炭素原子数4以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ、ペンタシクロ構造等を有する基を挙げることができる。これらアルキレン基は基中に窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよい。
そして、式[1]で表される構造でR2乃至R4はそれらが結合する窒素原子と一緒になって形成する環は、環中に窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよく、例えばピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、キノリン環、ビピリジル環等が挙げられる。
これらR2乃至R4の組合せとしては、例えば、[メチル基、メチル基、メチル基]、[メチル基、メチル基、エチル基]、[メチル基、メチル基、n−ブチル基]、[メチル基、メチル基、n−ヘキシル基]、[メチル基、メチル基、n−オクチル基]、[メチル基、メチル基、n−デシル基]、[メチル基、メチル基、n−ドデシル基]、[メチル基、メチル基、n−テトラデシル基]、[メチル基、メチル基、n−ヘキサデシル基]、[メチル基、メチル基、n−オクタデシル基]、[エチル基、エチル基、エチル基]、[n−ブチル基、n−ブチル基、n−ブチル基]、[n−ヘキシル基、n−ヘキシル基、n−ヘキシル基]、[n−オクチル基、n−オクチル基、n−オクチル基]等が挙げられ、中でも[メチル基、メチル基、n−オクチル基]、[n−オクチル基、n−オクチル基、n−オクチル基]の組合せが好ましい。
またX-の陰イオンとして好ましくはハロゲン原子、PF6 -、BF4 -又はパーフルオロアルカンスルホナートが挙げられる。
Y1乃至Y4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至20のアルキル基、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基又はシアノ基を表す。
なお、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーは、国際公開第2008/029688号パンフレットの記載に従い、ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーより製造することができる。該ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーは、市販品を用いることができ、日産化学工業(株)製のハイパーテック(登録商標)HPS−200等を好適に使用可能である。
本反応で使用できる溶媒としては、本反応の進行を著しく阻害しないものであればよく、水;2−プロパノール等のアルコール類;酢酸等の有機酸類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン等のケトン類;クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化物;n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等のアミド類が使用できる。これらの溶媒は1種を用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、使用量は、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーの質量に対して0.2〜1,000倍質量、好ましくは1〜500倍質量、より好ましくは5〜100倍質量、最も好ましくは5〜50倍質量の溶媒を使用することが好ましい。
塩基の非存在下で、第一級アミン又は第二級アミン化合物と分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーを反応させた場合、それぞれに対応するハイパーブランチポリマーの末端第二級アミン及び第三級アミンがプロトン化されたアンモニウム基末端のハイパーブランチポリマーが得られる。また、塩基を用いて反応を行った場合においても、有機溶媒中で塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等の酸の水溶液と混合することにより、対応するハイパーブランチポリマーの末端第二級アミン及び第三級アミンがプロトン化されたアンモニウム基末端のハイパーブランチポリマーが得られる。
本発明の下地剤に用いられる金属微粒子としては特に限定されず、金属種としては鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、スズ(Sn)、白金(Pt)及び金(Au)並びにこれらの合金が挙げられ、これらの金属の1種類でもよいし2種以上の併用でも構わない。中でも好ましい金属微粒子としてはパラジウム微粒子が挙げられる。なお、金属微粒子として、前記金属の酸化物を用いてもよい。
前記還元剤としては、特に限定されるものではなく、種々の還元剤を用いることができ、得られる下地剤に含有させる金属種等により還元剤を選択することが好ましい。用いることができる還元剤としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム等の水素化ホウ素金属塩;水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水素化アルミニウムセシウム、水素化アルミニウムベリリウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミニウムカルシウム等の水素化アルミニウム塩;ヒドラジン化合物;クエン酸及びその塩;コハク酸及びその塩;アスコルビン酸及びその塩;メタノール、エタノール、2−プロパノール、ポリオール等の第一級又は第二級アルコール類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等の第三級アミン類;ヒドロキシルアミン;トリ−n−プロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエトキシホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(DPPE)、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(DPPP)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(DPPF)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(BINAP)等のホスフィン類などが挙げられる。
本発明の下地剤に用いられる(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物としては、(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造、ウレタン構造及びポリ(メタ)アクリル構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物であることが好ましく、また(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造及びウレタン構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物であることが好ましい。特に(メタ)アクリロイル基を有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物、ウレタン(メタ)アクリレート化合物、又は(メタ)アクリロイル基を有するポリ(メタ)アクリル化合物であることが好ましい。また、(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物は、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。
上記オキシアルキレン構造としては、例えば、オキシアルキレン基を有する構造が挙げられ、上記オキシアルキレン基としては、炭素原子数2乃至4のオキシアルキレン基が好ましく、中でもオキシエチレン基[−OCH2CH2−]又はオキシプロピレン基[−OCH2C(CH3)H−]が好ましい。オキシアルキレン基は複数個が連結したポリ(オキシアルキレン)基であってもよく、その場合、一種のオキシアルキレン基を単独で有していてもよく、或いは二種以上を組み合わせて有していてもよい。複数種のオキシアルキレン基を有する場合、それらの結合はブロック結合及びランダム結合の何れであってもよい。
なお、本発明では(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方をいう。例えば(メタ)アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸をいう。
そのような化合物としては、例えば、以下の(1)〜(5)に示した有機化合物が例示される。
(メタ)アクリロイル基を1個有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物としては、例えば、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性o−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(2−エチルヘキシル)エーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(ノニルフェニル)エーテル(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリデカエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペンタプロピレングリコールモノ(ノニルフェニル)エーテル(メタ)アクリレート、ヘキサプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリデカプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を2個有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘプタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ(テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ノナ(テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数2〜30]、プロピレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート[プロピレンオキシド付加モル数2〜30]、エチレンオキシド−プロピレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、9,9−ビス(4−(2−((メタ)アクリロイルオキシ)エトキシ)フェニル)フルオレン等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を3個有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物としては、例えば、エチレンオキシド変性1,1,1−トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数3〜30]、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数3〜30]、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート[プロピレンオキシド付加モル数3〜30]、エチレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数3〜30]、プロピレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート[プロピレンオキシド付加モル数3〜30]、トリス(2−(アクリロイルオキシ)エチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス(2−(アクリロイルオキシ)エチル)イソシアヌレート[ε−カプロラクトン付加モル数1〜30]等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を4個有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物としては、例えば、エチレンオキシド変性ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数4〜40]、エチレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数4〜40]等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を5個以上有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物としては、例えば、エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数6〜60]、エチレンオキシド変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート[エチレンオキシド付加モル数6〜60]等が挙げられる。
そのような化合物としては、例えば、以下の(1)〜(6)に示した有機化合物が例示される。
(メタ)アクリロイル基を1個有し且つウレタン構造を有する化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリイソシアネート(イソシアネート成分)とモノオール(活性水素成分)とを反応させてイソシアネート末端プレポリマーを得、これを(メタ)アクリロイル基およびイソシアネートと反応性の基を有する化合物と反応させ、(メタ)アクリロイル基を1分子あたり平均1個有するウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。モノオールの代わりにポリオールを使用してもよいが、その場合、ポリオールの末端ヒドロキシ基の一部には(メタ)アクリロイルオキシ基を導入しないように操作する必要がある。
(メタ)アクリロイル基を2個有し且つウレタン構造を有する化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物とヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化物、フェニルグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物とトルエンジイソシアネートとのウレタン化物等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を5個以上有し且つウレタン構造を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとトルエンジイソシアネートとのウレタン化物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとイソホロンジイソシアネートとのウレタン化物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化物等が挙げられる。
ポリウレタン(メタ)アクリレートは、市販品を好適に使用でき、例えば、アクリット8BR−500、同8BR−600、同8BR−930M[以上、何れも大成ファインケミカル(株)製]等の側鎖にウレタン構造を有するポリウレタン(メタ)アクリレート;アクリット8UH−1006、同8UH−1012[以上、何れも大成ファインケミカル(株)製]等の主鎖にウレタン構造を有するポリウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
そのような化合物としては、側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルポリマーであれば特に制限されない。このようなポリマー((メタ)アクリル(メタ)アクリレートともいう)は、例えば、反応性基を有する(メタ)アクリレートをモノマー成分として含む(メタ)アクリルモノマーを重合し、得られたポリマーに、該反応性基と反応し得る官能基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を反応させることで得られる。
上記(メタ)アクリロイル基を有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物、上記ウレタン(メタ)アクリレート化合物並びに上記(メタ)アクリロイル基を有するポリ(メタ)アクリル化合物以外の、本発明の(c)重合性化合物としては、例えば、以下の(1)〜(5)に示した有機化合物が例示される。
1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、3,5,5−トリメチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ノルボルネニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メンシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル=(2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル)=フタレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、モノ(2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル)スクシネート、モノ(2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル)ヘキサヒドロフタレート、モノ(2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、ネオペンチルグリコール=ベンゾエート=(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、tert−オクチル(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールアクリル酸付加物、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。
3個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、1,1,1−トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
4個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
5個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明の下地剤に用いられる光重合開始剤としては公知のものが使用することが可能であり、例えば、アルキルフェノン類、ベンゾフェノン類、アシルホスフィンオキシド類、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート類、オキシムエステル類、テトラメチルチウラムモノスルフィド類、チオキサントン類等が挙げられる。
特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、最新UV硬化技術(159頁、発行人:高薄一弘、発行所:(株)技術情報協会、1991年発行)に記載されているものが挙げられる。
市販されている光ラジカル重合開始剤としては、例えば、IRGACURE(登録商標)184、同369、同651、同500、同819、同907、同784、同2959、同CGI1700、同CGI1750、同CGI1850、同CG24−61、同TPO、同OXE−01、同OXE−02、Darocur(登録商標)1116、同1173[以上、BASFジャパン(株)製]、ESACURE KIP150、同KIP65LT、同KIP100F、同KT37、同KT55、同KTO46、同KIP75[以上、ランベルティ社製]等を挙げることができる。これら重合開始剤は複数種を組み合わせて用いることもできる。
本発明の下地剤は、前記(a)アンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマー、(b)金属微粒子、(c)重合性化合物、及び(d)光重合開始剤を含むものであり、このとき、前記ハイパーブランチポリマーと前記金属微粒子が複合体を形成していることが好ましい。
ここで複合体とは、前記ハイパーブランチポリマーの末端のアンモニウム基の作用により、金属微粒子に接触又は近接した状態で両者が共存し、粒子状の形態を為すものであり、言い換えると、前記ハイパーブランチポリマーのアンモニウム基が金属微粒子に付着又は配位した構造を有する複合体であると表現される。
従って、本発明における「複合体」には、上述のように金属微粒子とハイパーブランチポリマーが結合して一つの複合体を形成しているものだけでなく、金属微粒子とハイパーブランチポリマーが結合部分を形成することなく、夫々独立して存在しているものも含まれていてもよい。
使用する溶媒としては、金属微粒子とアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーとを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定はされないが、具体的には、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類など及びこれらの溶媒の混合液が挙げられ、好ましくは、テトラヒドロフランが挙げられる。
金属微粒子の反応混合液と、アンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを混合する温度は、通常0℃乃至溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは、室温(およそ25℃)乃至60℃の範囲である。
なお、配位子交換法において、アミン系分散剤(低級アンモニウム配位子)以外にホスフィン系分散剤(ホスフィン配位子)を用いることによっても、あらかじめ金属微粒子をある程度安定化することができる。
ここで用いられる金属イオン源としては、上述の金属塩が使用できる。
使用する溶媒としては、金属イオンとアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定はされないが、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール等のアルコール類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)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など及びこれらの溶媒の混合液が挙げられ、好ましくは、アルコール類、ハロゲン化炭化水素類、環状エーテル類が挙げられ、より好ましくは、エタノール、2−プロパノール、クロロホルム、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
還元反応の温度は、通常0℃乃至溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは、室温(およそ25℃)乃至60℃の範囲である。
ここで用いられる金属イオン源としては、上述の金属塩や、ヘキサカルボニルクロム[Cr(CO)6]、ペンタカルボニル鉄[Fe(CO)5]、オクタカルボニルジコバルト[Co2(CO)8]、テトラカルボニルニッケル[Ni(CO)4]等の金属カルボニル錯体が使用できる。また金属オレフィン錯体や金属ホスフィン錯体、金属窒素錯体等の0価の金属錯体も使用できる。
使用する溶媒としては、金属イオンとアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定はされないが、具体的には、エタノール、プロパノール等のアルコール類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類など及びこれらの溶媒の混合液が挙げられ、好ましくは、テトラヒドロフランが挙げられる。
金属イオンとアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを混合する温度は、通常0℃乃至溶媒の沸点の範囲を使用することができる。
ここで用いられる金属イオン源としては、上述の金属塩や金属カルボニル錯体やその他の0価の金属錯体、酸化銀等の金属酸化物が使用できる。
使用する溶媒としては、金属イオンとアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定はされないが、具体的には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール等のアルコール類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類など及びこれらの溶媒の混合液が挙げられ、好ましくはトルエンが挙げられる。
金属イオンとアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを混合する温度は、通常0℃乃至溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは溶媒の沸点近傍、例えばトルエンの場合は110℃(加熱還流)である。
本発明の下地剤は、必要に応じて増粘剤を配合することにより、下地剤の粘度やレオロジー特性を調整することができる。従って、増粘剤の添加は、本発明の下地剤を印刷インキとして使用する場合に特に重要な役割を果すこととなる。
本発明の下地剤は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、さらに界面活性剤、各種表面調整剤、消泡剤等の添加剤を適宜添加してもよい。
上述の本発明の下地剤は、基材上に塗布し光硬化することにより、無電解めっき下地層を形成することができる。この無電解めっき下地層も本発明の対象である。
非導電性基材としては、例えばガラス、セラミック等;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン(ポリアミド樹脂)、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、PEN(ポリエチレンナフタラート)樹脂、PET(ポリエチレンテレフタラート)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール樹脂等;紙などが挙げられる。これらはシート又はフィルム等の形態にて好適に使用され、この場合の厚さについては特に限定されない。
また導電性基材としては、例えばITO(スズドープ酸化インジウム)や、ATO(アンチモンドープ酸化スズ)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、また各種ステンレス鋼、アルミニウム並びにジュラルミン等のアルミニウム合金、鉄並びに鉄合金、銅並びに真鍮、燐青銅、白銅及びベリリウム銅等の銅合金、ニッケル並びにニッケル合金、そして、銀並びに洋銀等の銀合金などの金属等が挙げられる。
さらに上記非導電性基材上にこれらの導電性基材で薄膜が形成された基材も使用可能である。
また、上記基材は、三次元成形体であってもよい。
これらの塗布方法の中でもスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ペンリソグラフィー、コンタクトプリンティング、μCP、NIL及びnTPが好ましい。スピンコート法を用いる場合には、単時間で塗布することができるために、揮発性の高い溶液であっても利用でき、また、均一性の高い塗布を行うことができるという利点がある。スプレーコート法を用いる場合には、極少量のワニスで均一性の高い塗布を行うことができ、工業的に非常に有利となる。インクジェット法、ペンリソグラフィー、コンタクトプリンティング、μCP、NIL、nTPを用いる場合には、例えば配線などの微細パターンを効率的に形成(描画)することができ、工業的に非常に有利となる。
また上記溶媒に溶解又は分散させる濃度は任意であるが、ワニス中の前記複合体濃度は0.05〜90質量%であり、好ましくは0.1〜80質量%である。
モノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチルプロパノール、2−メチル−2−プロパノール、2−エチルヘキサノール等の低級アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチルセロソルブ)、エチレングリコールモノプロピルエーテル(プロピルセロソルブ)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(イソプロピルセロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノフェニルエーテル(フェニルセロソルブ)等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類(セロソルブ類);プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;3−メトキシプロパノール、3−エトキシプロパノール、3−プロポキシプロパノール、3−ブトキシプロパノール、3−メトキシブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、4−メトキシブタノール等のその他のアルコキシアルコール類;ジアセトンアルコール;乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類などが挙げられる。これらのモノアルコールは一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
これらの中でも、低級アルコール類、ジアセトンアルコールが好ましく、1−プロパノール、ジアセトンアルコールがより好ましい。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール;1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール等のプロパンジオール類;1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール等のブタンジオール類;1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール等のペンタンジオール類;1,6−ヘキサンジオール等のヘキサンジオール類;グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール等のトリオール類などが挙げられる。これらの多価アルコールは一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
これらの中でも、プロパンジオール類、ブタンジオール類が好ましく、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールがより好ましい。
これらの中でも、水/1−プロパノール/1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、水/1−プロパノール/1,3−プロパンジオール、水/1−プロパノール/1,3−ブタンジオール、水/1−プロパノール/1,4−ブタンジオール、水/ジアセトンアルコール/エチレングリコール、水/ジアセトンアルコール/1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、水/ジアセトンアルコール/2−エチルヘキサノール/エチレングリコールモノフェニルエーテル(フェニルセロソルブ)/1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、水/ジアセトンアルコール/1,3−プロパンジオール、水/ジアセトンアルコール/1,3−ブタンジオール、水/ジアセトンアルコール/1,4−ブタンジオールがより好ましい。
また、上記混合溶媒における多価アルコールの割合は、5質量%以上50質量%未満であることが好ましく、より好ましくは20質量%以上40質量%未満である。
上記複合体の濃度が0.05質量%未満であると、触媒インクをインクジェット塗布した際に断線が発生しやすくなる虞があり、また複合体の濃度が10質量%を超えるとインクジェットノズルの詰まりを発生させる虞がある。
上記のようにして得られた基材上に形成された無電解めっき下地層を無電解めっきすることにより、無電解めっき下地層の上に金属めっき膜が形成される。こうして得られる金属めっき膜、並びに、基材上に無電解めっき下地層、金属めっき膜の順にて具備する金属被膜基材も本発明の対象である。
無電解めっき処理(工程)は特に限定されず、一般的に知られている何れの無電解めっき処理にて行うことができ、例えば、従来一般に知られている無電解めっき液を用い、該めっき液(浴)に基材上に形成された無電解めっき下地層を浸漬する方法が一般的である。
ここで無電解めっきにより形成される金属めっき膜に用いられる金属としては、鉄、コバルト、ニッケル、銅、パラジウム、銀、スズ、白金、金及びそれらの合金が挙げられ、目的に応じて適宜選択される。
また上記錯化剤、還元剤についても金属イオンに応じて適宜選択すればよい。
また無電解めっき液は市販のめっき液を使用してもよく、例えば、メルテックス(株)製の無電解ニッケルめっき薬品(メルプレート(登録商標)NIシリーズ)、無電解銅めっき薬品(メルプレート(登録商標)CUシリーズ);奥野製薬工業(株)製の無電解ニッケルめっき液(ICPニコロン(登録商標)シリーズ、トップピエナ650)、無電解銅めっき液(OPC−700無電解銅M−K、ATSアドカッパーIW、同CT、OPCカッパー(登録商標)AFシリーズ、同HFS、同NCA)、無電解スズめっき液(サブスターSN−5)、無電解金めっき液(フラッシュゴールド330、セルフゴールドOTK−IT)、無電解銀めっき液(ムデンシルバー);小島化学薬品(株)製の無電解パラジウムめっき液(パレットII)、無電解金めっき液(ディップGシリーズ、NCゴールドシリーズ);佐々木化学薬品(株)製の無電解銀めっき液(エスダイヤAG−40);日本カニゼン(株)製の無電解ニッケルめっき液(シューマー(登録商標)シリーズ、シューマー(登録商標)カニブラック(登録商標)シリーズ)、無電解パラジウムめっき液(S−KPD);ダウケミカル社製の無電解銅めっき液(キューポジット(登録商標)カッパーミックスシリーズ、サーキュポジット(登録商標)シリーズ)、無電解パラジウムめっき液(パラマース(登録商標)シリーズ)、無電解ニッケルめっき液(デュラポジット(登録商標)シリーズ)、無電解金めっき液(オーロレクトロレス(登録商標)シリーズ)、無電解スズめっき液(ティンポジット(登録商標)シリーズ);上村工業(株)製の無電解銅めっき液(スルカップ(登録商標)ELC−SP、同PSY、同PCY、同PGT、同PSR、同PEA、同PMK);アトテックジャパン(株)製の無電解銅めっき液(プリントガント(登録商標)PV、同PVE)等を好適に用いることができる。
装置:東ソー(株)製 HLC−8220GPC
カラム:昭和電工(株)製 Shodex(登録商標)GPC KF−804L + 同KF−803L
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
検出器:UV(254nm)、RI
(2)1H NMRスペクトル
装置:日本電子(株)製 JNM−L400
溶媒:CDCl3
基準ピーク:テトラメチルシラン(0.00ppm)
(3)13C NMRスペクトル
装置:日本電子(株)製 JNM−ECA700
溶媒:CDCl3
緩和試薬:トリスアセチルアセトナートクロム(Cr(acac)3)
基準ピーク:CDCl3(77.0ppm)
(4)ICP発光分析(誘導結合プラズマ発光分析)
装置:(株)島津製作所製 ICPM−8500
(5)TEM(透過型電子顕微鏡)画像
装置:(株)日立ハイテクノロジーズ製 H−8000
(6)UV照射装置
装置:アイグラフィックス(株)製 US5−0401
(7)インクジェットシステム
装置:クラスターテクノロジー(株)製 Inkjet Designer
ドライバー:クラスターテクノロジー(株)製 WaveBuilder(登録商標)PIJD−1SET
ヘッド:クラスターテクノロジー(株)製 PulseInjector(登録商標)PIJ−15NSET(ノズル径:15μm)
(8)デジタルマイクロスコープ画像
装置:(株)キーエンス製 VHX−2000
HPS:ハイパーブランチポリスチレン[日産化学工業(株)製 ハイパーテック(登録商標)HPS−200]
2EH:2−エチルヘキサノール
DAA:ジアセトンアルコール
IPA:2−プロパノール
IPE:ジイソプロピルエーテル
PG:プロピレングリコール
PhC:フェニルセロソルブ
PrOH:1−プロパノール
PEN:ポリエチレンナフタレート
4EG2A:テトラエチレングリコールジアクリレート[日油(株)製 ブレンマー(登録商標)ADE−200]
14EG2A:テトラデカエチレングリコールジアクリレート[共栄社化学(株)製 ライトアクリレート14EG−A]
DD2A:1,10−デカンジオールジアクリレート[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−DOD−N]
DEAA:N,N−ジエチルアクリルアミド[KJケミカルズ(株)製 DEAA(登録商標)]
DP6A−12E:エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(エチレンオキシド付加モル数12)[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−DPH−12E]
EEEA:2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート[大阪有機化学工業(株)製ビスコート#190]
G3A−20E:エチレンオキシド変性グリセリントリアクリレート(エチレンオキシド付加モル数20)[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−GLY−20E]
LA:ラウリルアクリレート[日油(株)製 ブレンマー(登録商標)LA]
P4A−4E:エチレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(エチレンオキシド付加モル数4)[新中村化学工業(株)製 NKエステルATM−4E]
POEA:(2−フェノキシエチル)アクリレート[大阪有機化学工業(株)製ビスコート#192]
UA4200:ポリエーテル骨格2官能ウレタンアクリレート[新中村化学工業(株)製 NKオリゴUA−4200]
UV7605B:6官能ウレタンアクリレート[日本合成化学工業(株)製 紫光(登録商標)UV−7605B]
8KX:(メタ)アクリル(メタ)アクリレート[大成ファインケミカル(株)製 アクリット8KX−078]
8UH:ポリウレタン(メタ)アクリレート[大成ファインケミカル(株)製 アクリット8UH−1006]
TPO:ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)TPO]
NXZ:金属石鹸系消泡剤[サンノプコ(株)製 ノプコ(登録商標)NXZ]
別の300mLの反応フラスコに、ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーHPS15g及びクロロホルム150gを仕込み、窒素気流下均一になるまで撹拌した。
前述の0℃に冷却されている塩化スルフリル/クロロホルム溶液中に、窒素気流下、HPS/クロロホルム溶液が仕込まれた前記300mLの反応フラスコから、送液ポンプを用いて、該溶液を反応液の温度が−5〜5℃となるように60分間かけて加えた。添加終了後、反応液の温度を−5〜5℃に保持しながら6時間撹拌した。
さらにこの反応液へ、シクロヘキセン[東京化成工業(株)製]16gをクロロホルム50gに溶かした溶液を、反応液の温度が−5〜5℃となるように加えた。添加終了後、この反応液をIPA1,200gに添加してポリマーを沈殿させた。この沈殿をろ取して得られた白色粉末をクロロホルム100gに溶解し、これをIPA500gに添加してポリマーを再沈殿させた。この沈殿物を減圧ろ過し、真空乾燥して、塩素原子を分子末端に有するハイパーブランチポリマー(HPS−Cl)8.5gを白色粉末として得た(収率99%)。
得られたHPS−Clの1H NMRスペクトルを図1に示す。ジチオカルバメート基由来のピーク(4.0ppm、3.7ppm)が消失していることから、得られたHPS−Clは、HPS分子末端のジチオカルバメート基がほぼ全て塩素原子に置換されていることが明らかとなった。また、得られたHPS−ClのGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは14,000、分散度Mw/Mnは2.9であった。
液温30℃まで冷却後、溶媒を留去した。得られた残渣を、クロロホルム60gに溶解し、この溶液をIPE290gに添加して再沈精製した。析出したポリマーを減圧ろ過し、50℃で真空乾燥して、ジメチルオクチルアンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマー(HPS−N(Me)2OctCl)9.3gを白色粉末として得た。
得られたHPS−N(Me)2OctClの13C NMRスペクトルを図2に示す。ベンゼン環のピークと、オクチル基末端のメチル基のピークから、得られたHPS−N(Me)2OctClは、HPS−Cl分子末端の塩素原子がほぼ定量的にアンモニウム基に置換されていることが明らかとなった。また、HPS−ClのMw(14,000)及びアンモニウム基導入率(100%)から算出されるHPS−N(Me)2OctClの重量平均分子量Mwは28,000となった。
冷却器を設置した500mLの反応フラスコに、酢酸パラジウム[川研ファインケミカル(株)製]4.6g及びクロロホルム100gを仕込み、均一になるまで撹拌した。この溶液へ、製造例2で製造したHPS−N(Me)2OctCl5.0gをクロロホルム100gに溶解させた溶液を、滴下ロートを使用して加えた。この滴下ロート内を、クロロホルム100g及びエタノール100gを使用して前記反応フラスコへ洗い込んだ。この混合物を、窒素雰囲気下60℃で14時間撹拌した。
液温30℃まで冷却後、溶媒を留去した。得られた残渣をクロロホルム38g及びエタノール38gの混合液に溶解し、この溶液をIPE750gに添加して再沈精製した。析出したポリマーを減圧ろ過し、50℃で真空乾燥して、アンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーとPd粒子の複合体(Pd[HPS−N(Me)2OctCl])7.0gを黒色粉末として得た。
ICP発光分析の結果から、得られたPd[HPS−N(Me)2OctCl]のPd含有量は31質量%であった。また、TEM(透過型電子顕微鏡)画像から、そのPd粒子径はおよそ2〜4nmであった。
市販のプリントガント(登録商標)PV[アトテックジャパン(株)製]を用いて、以下のように無電解銅めっき液を調整した。
200mLのフラスコに、純水178mL、ベーシック プリントガントV15mL、カッパーソリューション プリントガントVE2mL、スターター プリントガントPV1.2mL、スタビライザー プリントガントPV0.2mL、リデューサーCu3.2mL、及びNaOH 0.52gを仕込み、撹拌して40℃まで昇温し、無電解銅めっき液とした。
以下の各成分を混合し、ハイパーブランチポリマー−Pd粒子複合体(HBP−Pd)濃度1質量%の無電解めっき下地剤を調製した。
(1)HBP−Pd:Pd[HPS−N(Me)2OctCl] 100質量部
(2)重合性化合物:表1に記載の化合物 表1に記載の量
(3)光重合開始剤:TPO 重合性化合物に対して3質量部
(4)溶媒:水−PrOH−PG混合溶液(質量比1:1:1) (1)乃至(4)の総量が10,000質量部となる量
上記下地剤をPENフィルム(50×50mm)易接着面上にスピンコーティング(200rpm×5秒間に続いて2,000rpm×30秒間)した。この基材を、80℃のホットプレートで1分間、続けて150℃のホットプレートで5分間乾燥し、基材上全面に下地層を具備した基材を得た。得られた下地層を、空気雰囲気下、露光量800mJ/cm2のUV光を照射し露光することで硬化した。
得られた基材を、40℃に加熱した参考例1で調製した無電解銅めっき液中に10分間浸漬した。その後、取り出した基材を水洗し、120℃のホットプレートで10分間乾燥することでめっき基材を得た。
また、別途PENフィルム無処理面上に上記方法によりめっきを施した基材を得た。
A:金属めっき膜の剥離が確認できず基材上に密着
B:部分的に金属めっき膜が剥離
C:粘着テープを密着させた部分のおよそ3割以上の金属めっき膜が剥離し粘着テープに付着
さらに(5)消泡剤としてNXZ 5質量部を配合し、(4)溶媒を水−DAA−2EH−PhC−PG混合溶液(質量比5:64:5:1:25)を(1)乃至(5)の総量が10,000質量部となる量に変更した以外は実施例1と同様に操作、評価した。結果を表1に併せて示す。
重合性化合物及び光重合開始剤を添加しなかった以外は実施例1と同様に操作、評価した。結果を表1に併せて示す。
これに対し、重合性化合物を含まない下地剤(比較例1)では、PENの易接着面や無処理面にかかわらず密着性はなかった。
以上の結果より、本発明の下地剤を用いることで密着性に優れためっき膜が得られることが確認された。
実施例11で調製した下地剤をインクジェットシステムを用い、駆動波形:A、繰返し周波数:1.3kHz、ステージ速度:20mm/秒、液滴間隔15μmで、PENフィルム易接着面上に、長さ30mmの細線を100μm間隔で10本描画した。なお、駆動電圧は、液滴の飛翔を観察しながら液滴曲がりが起きないように4〜6Vで調整した。
上記の細線を描画したフィルムを80℃のホットプレートで1分間、続けて150℃のホットプレートで5分間乾燥し、基材上に細線形状の下地層を具備した基材を得た。得られた下地層を、空気雰囲気下、露光量800mJ/cm2のUV光を照射し露光することで硬化した。
得られた基材を、40℃に加熱した参考例1で調製した無電解銅めっき液中に10分間浸漬した。その後、取り出した基材を水洗し、120℃のホットプレートで10分間乾燥することでめっき基材を得た。
得られた無電解めっき処理した基材の銅めっきパターンについて、デジタルマイクロスコープ画像を観察したところ、平均線幅29μmの直進性の高い細線パターンが確認された。
Claims (15)
- 基材上に無電解めっき処理により金属めっき膜を形成するための下地剤であって、
(a)アンモニウム基を分子末端に有し且つ重量平均分子量が1,000〜5,000,000であるハイパーブランチポリマー、
(b)金属微粒子、
(c)(メタ)アクリロイル基を有する重合性化合物、及び
(d)光重合開始剤
を含み、
前記(a)ハイパーブランチポリマーが、式[1]で表されるハイパーブランチポリマーである、光硬化性下地剤。
が結合する窒素原子と一緒になって環を形成してもよく、X - は陰イオンを表し、nは繰り返し単位構造の数であって、5乃至100,000の整数を表し、A 1 は式[2]で表される構造を表す。)
- 前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造、ウレタン構造及びポリ(メタ)アクリル構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物である、請求項1に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し、且つオキシアルキレン構造及びウレタン構造からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する化合物である、請求項1に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有し且つオキシアルキレン構造を有する化合物である、請求項2に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(c)重合性化合物がウレタン(メタ)アクリレート化合物である、請求項2に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(c)重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するポリ(メタ)アクリル化合物である、請求項2に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(c)重合性化合物が、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(a)ハイパーブランチポリマーが、式[3]で表されるハイパーブランチポリマーである、請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(b)金属微粒子が、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、スズ(Sn)、白金(Pt)及び金(Au)からなる群より選択される少なくとも一種の金属の微粒子である、請求項1乃至請求項8のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(b)金属微粒子が、パラジウム微粒子である、請求項9に記載の光硬化性下地剤。
- 前記(b)金属微粒子が、1〜100nmの平均粒径を有する微粒子である、請求項1乃至請求項10のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤。
- 請求項1乃至請求項11のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤を光硬化させる工程を含む、無電解めっき下地層の形成方法。
- 請求項12に記載の形成方法により無電解めっき下地層を形成したあと、当該下地層の上に無電解めっきする工程を含む、無電解めっき金属膜の形成方法。
- 基材上に請求項12に記載の形成方法により無電解めっき下地層を形成したあと、該無電解めっき下地層上に請求項13に記載の形成方法により金属めっき膜を形成することによる、金属被膜基材の製造方法。
- 下記A工程乃至C工程を含む、金属被膜基材の製造方法。
A工程:請求項1乃至請求項11のうち何れか一項に記載の光硬化性下地剤を基材上に塗布し、塗膜を形成する工程
B工程:光硬化性下地剤を塗布した基材を露光し、下地層を形成する工程
C工程:下地層を具備した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工程
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