JPH0959553A

JPH0959553A - 透明導電性インキ

Info

Publication number: JPH0959553A
Application number: JP7221395A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ubukawa; 裕章生川; Shuhei Hosomi; 周平細見; Masanobu Taniguchi; 正允谷口; Kyoji Nomura; 恭司野村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-04
Also published as: US6084007A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、オフセット印刷で施された多色の
絵柄や図像の表面に、透明導電性皮膜をグラビア印刷に
よって形成する際に使用する透明導電性インキにおい
て、グラビア印刷適性、耐ブロッキング性、導電性の安
定な発現、及び絵柄や図像の色彩の鮮明さに優れた透明
導電性インキの提供を課題とする。【構成】本発明の透明導電性インキは、オフセット印
刷で施された多色の絵柄４の表面に重ねて、グラビア印
刷により透明導電性皮膜５を形成するための透明導電性
インキであって、ガラス転移点が４５℃以上のアクリル
系熱可塑性樹脂と、平均粒径１μｍ以下の導電性粉末及
び溶剤とからなり、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対
し、前記の導電性粉末を１００〜５００重量部含有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙などの基材上にオフ
セット印刷で施された多色の絵柄の表面に重ねてグラビ
ア印刷により透明導電性皮膜を形成するための透明導電
性インキを提供するものであり、本発明の透明導電性イ
ンキにより導電性を付与された印刷物は、教育絵本並び
に教育玩具などに好適に利用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性インキを用いて印刷してな
る学習用教材が知られている。この様な学習用教材とし
ては、例えば実開昭４８−２０５４０号に開示されてい
る学習用問題集（図１）のように、基材１上に非導電性
インキによって印刷された問題（質問事項）部分２と導
電性インキ（または非導電性インキ）によって印刷され
た選択するためのチェックマーク３とによって印刷物が
構成される。この場合、一つの質問事項に対して複数個
の回答が印刷され、それぞれに対してチェックマークが
併記して印刷され、正解のチェックマークのみが導電性
インキによって印刷されている。学習者は、導電性イン
キ層による導通が得られたときにのみランプを点灯させ
るようにしたチェック用ライトペン（図示せず）によっ
てチェックマークを押圧することによって正解ないし不
正解を確認することができるようになっている。したが
って、このような導電性インキを利用した学習用教材
は、迅速な自己チェックが可能であり、繰り返し使用が
可能であるという利点がある。ところで、上記のような
印刷物に用いられている導電性インキとしては、導電性
成分としてカーボン粉末や銀粉末が使用されているが、
上述したような学習用教材のチェックマークのみの印刷
においては特に問題はないものの、多様な画像パターン
が要求される幼児用の学習絵本などを印刷する場合、導
電性インキ自体で自由に多色の絵柄や図像を印刷するこ
とは必ずしも容易ではない。また、当該導電性インキは
不透明であるため多色の絵柄や図像の上に印刷しても所
望の色彩の絵柄や図像を得ることはできない。

【０００３】また、特開平７−５７５４５号公報には、
印刷基材上に印刷基材側から順に文字や絵柄の印刷イン
キ層、バリア層、透明導電性インキ層を積層してなる導
電部を有する透明導電性印刷物が開示され、オフセット
印刷で施された多色の絵柄の表面に重ねて、透明導電性
インキにより透明導電性皮膜をグラビア印刷により形成
することが記載されている。

【０００４】このようなグラビア印刷の標準作業条件の
特徴は、高速印刷（１分あたり３０枚〜１２０枚）であ
り、低温・短時間乾燥（６０℃で３０秒〜６０秒）であ
る。また、印刷物は製本まで積み重ねられる（５０００
〜１００００枚、高さ１ｍ、底部圧力１０ｋｇ／ｃｍ²
となる）ものであるので、グラビア印刷に供する透明導
電性インキとしては、このような作業条件でのグラビア
印刷適性、耐ブロッキング性、導電性の安定な発現及び
絵柄や図像の色彩の鮮明さの確保という課題を克服しな
ければならない。

【０００５】また、グラビア印刷用インキとしては、一
般に乾燥条件の制約や乾燥印刷物中の残留溶剤が少な
く、かつ、残留溶剤の減少が速いことが必要であるとの
理由から溶剤はトルエン主体に組成され、バインダーと
なる樹脂としてはこのようなトルエンに可溶な樹脂が一
般に選定されているが、塩化ゴム系樹脂は組成中に含ま
れる塩素が焼却時に公害問題を引き起こす恐れがあるこ
と、またアルキド系樹脂は乾燥性が悪く硝化綿の併用が
必要で、硝化綿を溶解するケトン系やエステル系の溶剤
が必須成分となり、印刷中の溶剤組成中のエステル系や
ケトン系溶剤の減少で硝化綿の析出する危惧がある等の
問題を有する。

【０００６】また、上記の公報においては、透明導電性
インキとして、ポリエステル系樹脂１０．５％、酸化錫
と５酸化アンチモンの混合物２４．５％、トルエン５０
％−メチルイソブチルケトン５０の混合溶媒６５％とか
らなる組成のものが開示されているが、この透明導電性
インキにしても、乾燥性が良くなく、乾燥インキ中に溶
剤が残留しやすく、また、混合溶剤を使用することによ
る溶剤組成の変化により、粘度変化が大きいという問題
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、オフセット
印刷で施された多色の絵柄や図像の表面に、透明導電性
皮膜をグラビア印刷によって形成する際に使用する透明
導電性インキにおいて、グラビア印刷適性、耐ブロッキ
ング性、導電性の安定な発現、及び絵柄や図像の色彩の
鮮明さに優れた透明導電性インキの提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の透明導電性イン
キは、オフセット印刷で施された多色の絵柄の表面に重
ねて、グラビア印刷により透明導電性皮膜を形成するた
めの透明導電性インキであって、ガラス転移点が４５℃
以上のアクリル系熱可塑性樹脂と、平均粒径１μｍ以下
の導電性粉末及び溶剤とからなり、前記熱可塑性樹脂１
００重量部に対し前記の導電性粉末を１００〜５００重
量部含有することを特徴とする。

【０００９】図２は本発明の導電性インキを使って実施
例による導電性印刷物の断面図である。すなわち、基材
１上の絵柄印刷層４の表面に、本発明の導電性インキを
用いて透明導電性層５が形成される。

【００１０】本発明の透明導電性インキにおけるアクリ
ル系熱可塑性樹脂は、メチルアクリレート樹脂、エチル
アクリレート樹脂、イソブチルアクリレート樹脂、ブチ
ルアクリレート樹脂、メチルメタクリレート樹脂、エチ
ルメタクリレート樹脂、イソブチルメタクリレート樹
脂、ブチルメタクリレート樹脂、エチルメタクリレート
−エチルアクリレート共重合樹脂、メチルメタクリレー
ト−スチレン共重合樹脂、メチルメタクリレート−エチ
ルアクリレート共重合樹脂、ウレタン変成アクリル樹
脂、ポリエステル変成アクリル樹脂等が例示され、ガラ
ス転移点（Ｔｇ）が４５℃以上のものである。すなわ
ち、Ｔｇが４５℃未満ではブロッキングが生じ、ブロッ
キング防止剤を併用しても完全には防止できない。更
に、好ましくはＴｇが１０５℃以下とするとよく、１０
５℃を超えた場合は皮膜が脆くなり好ましくない。

【００１１】また、導電性粉末としては、酸化錫を主成
分とし、アンチモン、アルミニウム、ほう素等の原子価
数の異なる金属をドープした粉末、また、この組成物を
核物質、例えばマイカ粉、チタン酸カリウム、シリカ粉
等に被覆した粉末、アンチモン酸亜鉛、酸化インジウム
錫、金、銀、銅等の導電性粉末が例示される。導電性粉
末の粒径は透明性の点で１μｍ以下であることが必要で
あり、屈折率が小さいものが好ましい。

【００１２】導電性粉末の含有量は、塗膜の透明性と導
電性を確保する上で、アクリル系樹脂１００重量部に対
して１００重量部〜５００重量部、好ましくは１８０重
量部〜３００重量部である。導電性粉末が１００重量部
未満では、１０¹⁰Ω／□以上の導電性となり、本発明の
用途には適さない。また、５００重量部を超えると導電
性粉末が過剰となり、塗膜の透明性（曇価で評価する）
が損なわれ、絵柄・図像の表面に印刷した場合に鮮明な
色相が得られにくくなる。

【００１３】溶剤としては、トルエン、キシレン、酢酸
エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等
が例示され、また、その混合溶媒を使用してもよい。グ
ラビア印刷時の気温の高い場合は、トルエン−キシレン
の混合溶媒が印刷性の点より好ましい。

【００１４】本発明の導電性インキの製造方法として
は、アクリル系樹脂、導電性粉末及び溶剤を、ボールミ
ル、サンドミル、三本ロールミル等の分散機を使用して
混合し、分散させるとよい。少量製造の場合はペイント
シェイカーが利用できる。

【００１５】また、本発明においては、導電性粉末の分
散性をより高めるために、シランカップリング剤や界面
活性剤などの分散助剤を併用することができる。さら
に、耐ブロッキング性や耐磨耗性を向上させるために、
印刷用インキに一般的に用いられるワックス、微粉シリ
カ及びフッ素パウダーなどが併用できる。

【００１６】このようにして調製された導電性インキ
は、基材である紙、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニルをベースとする合成紙、ポリエチレンテレ
フタレート等の合成樹脂フイルム上にオフセット印刷さ
れた多色の絵柄や図柄層の表面にグラビア印刷により印
刷され、乾燥時膜厚０．８μｍ〜５μｍの導電性膜が形
成される。

【００１７】本発明における透明導電性皮膜は、表面抵
抗値（２５℃）が１０⁹Ω／□台以下、好ましくは１×
１０⁷Ω／□以下の良好な導電性が確保できるため、現
在実用化されている１０⁹Ω／□台以下と１０¹⁰Ω／□
台以上を区別して感知するチェック用ライトペンに適応
させることができる。

【００１８】また、本発明における透明導電性皮膜は、
その曇価としては４０以下、好ましくは２０以下とする
とよく、４０を越えると絵柄の鮮明さが失われる。

【００１９】透明導電性インキ層は、多色の絵柄や図柄
層の表面にグラビア印刷されるに際して、ベタ印刷され
るとよいが、線幅１００μｍ〜数百μｍの方眼目、若し
くは５０％以上の網点（線数は任意）で印刷することに
より、より透明性を保持させ、絵柄を鮮明にすることが
できる。

【００２０】また、本発明における透明導電性皮膜は、
オフセット印刷された多色の絵柄や図柄層の表面に透明
プライマー層を介してグラビア印刷されてもよい。透明
プライマー層は絵柄や図柄層中に含有される可塑剤等が
透明導電性インキ層に移行するのを防止するバリア効果
や、透明導電性インキ層を形成するのにムラの少ない平
滑な印刷面を与えることができる。このような透明プラ
イマー層を形成するには、グラビアワニス、オフセット
用のＯＰワニス等を使用するとよく、乾燥膜厚１μｍ〜
１０μｍとするとよい。

【００２１】

【作用及び発明の効果】本発明の透明導電性インキは、
グラビア印刷適性、耐ブロッキング性、導電性の安定な
発現、及び絵柄や図像の色彩の鮮明さに優れた透明導電
性インキであり、導電性を有する多色の絵柄や図像を自
由に、かつ、高生産性をもって提供することを可能にす
るものである。

【００２２】

【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。な
お、実施例で使用しているアクリル系熱可塑性樹脂中の
溶剤成分はトルエンである。

【００２３】（実施例１）下記組成を１リットルのガラ
ス瓶中に、ガラスビーズ（東芝バロティーニ製）２００
ｇと一緒に仕込み、ペイントシェイカーで４時間分散
し、平均粒径１μｍ以下に分散した。

【００２４】・アクリル系熱可塑性樹脂溶液（エチルメタクリレートとエチルアクリレートの共重合樹脂、Ｔｇ７５℃、固形分３０％）・・１００重量部・酸化錫粉末（五酸化アンチモン含有、平均一次粒径０．２μｍ）・・９０重量部・トルエン・・７０重量部得られた透明導電性インキは、トルエンにてザーンカッ
プＮｏ．３で測定して２０〜２５秒に調整し、枚葉グラ
ビア印刷校正機を用い評価した。

【００２５】評価には、オフセット印刷によって一部分
に多色の絵柄を形成した印刷物（基材には１４８ｇ／ｍ
²のグロスコート紙を使用）を用い、上記で調製したイ
ンキをベタ版で全面に印刷を行い、透明導電皮膜（乾燥
膜厚約３μｍ）を形成し試験片を得た。

【００２６】この試験片を用いて、絵柄部の導電性の発
現度合い、絵柄の鮮明さ、絵柄同士を重ね合わせて放置
した場合のブロッキング性について評価した。この結果
は表１に示す。

【００２７】（実施例２）実施例１のインキのアクリル
系熱可塑性樹脂溶液を、アクリル系樹脂（イソブチルメ
タクリレート樹脂、Ｔｇ５０℃、固形分３０％）に全量
置き換え、実施例１と同様に透明導電性インキ、試験片
を作製し、試験片の評価を行った。この結果は表１に示
す。実施例１より耐ブロッキング性が劣るが、実用水準
にある。

【００２８】（実施例３）実施例１のインキのアクリル
系熱可塑性樹脂溶液を、アクリル系樹脂（メチルメタク
リレート樹脂、Ｔｇ１０５℃、固形分３０％）に全量置
き換え、実施例１と同様に透明導電性インキ、試験片を
作製し、試験片の評価を行った。この結果は表１に示す
ように実施例１と同様に良好であった。

【００２９】（実施例４）実施例１のインキにおいて、
熱可塑性樹脂溶液を希釈するトルエンをキシレンに全量
置き換えた。溶剤組成はトルエン７０重量部とキシレン
７０重量部の混合系であり、気温の高い季節の印刷を想
定したものである。実施例１と同様に透明導電性イン
キ、試験片を作製し、試験片の評価並びに気温３０℃で
の印刷適性を評価した。この結果は表１に示すように気
温３０℃での印刷性が優れている。

【００３０】（実施例５）実施例１のインキの酸化錫粉
末９０重量部を３０重量部に減らし、実施例１と同様に
透明導電性インキ、試験片を作製し、試験片の評価を行
った。結果は表１に示すように表面抵抗値は１０⁹Ω／
□台であった。

【００３１】（実施例６）実施例１のインキの酸化錫粉
末９０重量部を１２０重量部に増量し、実施例１と同様
に透明導電性インキ、試験片を作製し、試験片の評価を
行った。

【００３２】結果は表１に示すように、表面抵抗は１０
⁵Ω／□台を示した。実施例１に比較し、表面抵抗は大
差なく、曇価及び絵柄の鮮明さは低下したが実用水準で
あった。

【００３３】（比較例１）実施例１のインキのアクリル
系熱可塑性樹脂を、アクリル系樹脂（エチルメタクリレ
ート樹脂、Ｔｇ４０℃、固形分３０％）に全量置き換
え、実施例１と同様に透明導電性インキ、試験片を作製
し、試験片の評価を行った。この結果は表１に示すよう
に耐ブロッキング性がやや不良であった。

【００３４】（比較例２）実施例１のインキの酸化錫粉
末９０重量部を２５重量部に減量し、実施例１と同様に
透明導電性インキ、試験片を作製し、試験片の評価を行
った。結果は表１に示すように、表面抵抗は１０¹¹Ω／
□台を示した。実施例５に比較し表面抵抗値はやや不良
で実用水準以下の表面抵抗値であった。

【００３５】なお、試験片の評価方法は次の通りであ
る。

【００３６】（１）表面抵抗値（Ω／□）ハイレスターＩＰＨＴ−２１０（油化電子（株）製）
を使用し測定。

【００３７】（２）絵柄の鮮明さ目視で、透明導電層が形成されていない絵柄と比較し
た。二重丸は丸印より、より絵柄が鮮明である。

【００３８】（３）耐ブロッキング性５０℃−８０％ＲＨの雰囲気中で印刷物の絵柄同士を重
ねて、５Ｋｇ／ｃｍ²の荷重を与え、２０時間静置し
た。その後、荷重を除き、印刷物同士の固着度合いを評
価した。二重丸は固着なし、丸印は固着は若干あるが絵
柄に損傷のないもの、三角印は固着があり、引き剥がし
たとき絵柄が損傷するものである。

【００３９】（４）グラビア印刷適性枚葉グラビア印刷校正機（型式Ｄテスター）を用いて
評価した。二重丸は連続印刷が２時間以上可能なもの、
丸印は連続印刷が１〜２時間可能なもの、三角印は連続
印刷が０．５〜１時間可能なものを示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】次に、実施例１で調製した透明導電性イン
キを、ポリエチレンテレフタレートフイルム（膜厚１２
５μｍ）上に、バーコーターで乾燥塗膜約１μｍの膜厚
に塗布し、試験片を得、実施例１同様に表面抵抗値、ま
た、下記の方法で曇価を測定した結果を表２に示す。

【００４２】（５）曇価直読式ヘーズコンピューター（スガ試験機（株）製）を
用いて測定した。

【００４３】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は従来の導電性インキを用いて印刷され
た学習用教材の平面図である。

【図２】図２は、本発明の透明導電性インキを使用し
て作製した印刷物の断面模式図である。

【符号の説明】

１…基材、２…非導電性インキによって印刷された問題
（質問事項）部分、３…導電性インキ及び非導電性イン
キによって印刷された選択するためのチェックマーク、
４…絵柄印刷層、５…透明導電層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷口正允千葉県習志野市実籾町四丁目1096番94号 (72)発明者野村恭司千葉県習志野市東習志野一丁目11番21号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オフセット印刷で施された多色の絵柄の
表面に重ねて、グラビア印刷により透明導電性皮膜を形
成するための透明導電性インキであって、ガラス転移点
が４５℃以上のアクリル系熱可塑性樹脂と、平均粒径１
μｍ以下の導電性粉末及び溶剤とからなり、前記熱可塑
性樹脂１００重量部に対し前記の導電性粉末を１００〜
５００重量部含有することを特徴とする透明導電性イン
キ。
【請求項２】導電性粉末が、酸化錫を主成分とする請
求項１記載の透明導電性インキ。
【請求項３】溶剤が、トルエン、キシレンのうち少な
くとも１種である請求項１記載の透明導電性インキ。