JPWO2013179965A1 - 導電性パターン、導電回路及び導電性パターンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明が解決しようとする課題は、導電性物質がプライマー層(X)から経時的に剥離することがないレベルの優れた密着性を有し、低抵抗で導電性に優れ、にじみ等を引き起こすことなく細線状のパターンを形成することの可能な導電性パターンを提供することである。、本発明は、支持体の表面にプライマーを塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布し、乾燥することによって得られる、支持体と、塗膜(x)を用いることによって形成されたプライマー層(X)と、導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記塗膜(x)が、エタノールを塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものである導電性パターンに関するものである。
Description
本発明は、電磁波シールドや集積回路や有機トランジスタ等の製造に使用可能な導電性パターンに関するものである。
電子機器の高性能化や小型化、薄型化にともなって、それに使用される電子回路や集積回路の高密度化や薄型化が、近年、強く求められている。
前記電子回路等に使用可能な導電性パターンは、例えば銀等の導電性物質を含む導電性インクを、各種印刷方式によって支持体表面に塗布(印刷)し、必要に応じて加熱等することによって製造することができる。
しかし、前記導電性インクを、各種支持体の表面に、直接、塗布しても、前記導電性インクが前記支持体表面に密着しにくいため容易に剥離し、最終的に得られる電子回路等の断線等を引き起こす場合があった。とりわけ、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等からなる支持体は比較的柔軟であるため、折り曲げ可能なフレキシブルデバイスの生産に使用できるものの、前記ポリイミド樹脂等からなる支持体には、インク等が密着しにくいため、折り曲げた際にそれらが剥離しやすく、その結果、最終的に得られる電子回路等の断線を引き起こす場合があった。
前記問題を解決する方法としては、例えば支持体表面にラテックス層を設けたインク受容基材に、導電性インクを用いて、所定の方法によりパターンを描画することによって導電性パターンを作製する方法が知られ、前記ラテックス層としてアクリル樹脂を使用できることが知られている(特許文献1参照。)。
しかし、前記方法で得られた導電性パターンは、前記インク受容層と導電性インクとの密着性の点で未だ十分でない場合があるため、導電性インク中に含まれる導電性物質の剥離による導電性の低下を引き起こす場合があった。
また、前記ラテックス層に導電性インクを線状に塗布した場合に、にじみ等が生じやすく、例えば電気回路等に使用可能なレベルの細線状に画線できない場合があった。
また、前記ラテックス層に導電性インクを線状に塗布した場合に、にじみ等が生じやすく、例えば電気回路等に使用可能なレベルの細線状に画線できない場合があった。
ところで、前記導電性パターンを製造する際には、通常、導電性インク中に含まれる導電性物質同士を接触させ導電性を付与するために、導電性インクを用いて印刷等して得た印刷物を、比較的高温で加熱する場合が多い。
しかし、前記文献1に記載されたラテックス層のようなインク受容層は、前記加熱工程で受けた高熱の影響によって変形や劣化等しやすいため、インク受容層と前記支持体との界面の密着性の低下を引き起こし、導電性パターンの欠損(クラック等)を引き起こす場合があった。また、前記支持体としてプラスチック基材を用いる場合には、前記高熱の影響によって支持体が変形し、それが導電性パターンの抵抗値の向上(導電性の低下)を引き起こす場合があった。
一方、従来知られる導電性インクやその受容層を用い、比較的低温で加熱することによって導電性パターンを製造した場合、導電性物質間の融着が不十分であったり、支持体と受容層との密着性や導電層と受容層との密着性が十分に発現せず、その結果、導電性の低下等を引き起こす場合があった。
以上のように、産業界からは、前記密着性の低下や導電性の低下を引き起こすことのない導電性パターンが求められていた。
本発明が解決しようとする課題は、導電性物質がプライマー層(X)から経時的に剥離することがないレベルの優れた密着性を有し、低抵抗で導電性に優れ、かつ、にじみ等を引き起こすことなく細線状のパターンを形成することの可能な細線性に優れた導電性パターンを提供することである。
本発明者等は、前記課題を検討すべく検討を進めた結果、特定組成の流動体(a)とともに、それを受容しうるプライマー層(X)を形成する特定のプライマー(x)とを組み合わせ使用した場合に、前記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、支持体の表面の一部または全部にプライマーを塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布し、乾燥することによって得られる、支持体と、前記塗膜(x)を用いることによって形成されたプライマー層(X)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記塗膜(x)が、25℃の環境下においてエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものであることを特徴とする導電性パターンに関するものである。
本発明の導電性パターンは、導電性物質(a2)の経時的な剥離を引き起こすことのないレベルの優れた密着性を有し、かつ優れた導電性を有することから、例えば電子回路の形成、有機太陽電池や電子書籍端末、有機EL、有機トランジスタ、フレキシブルプリント基板、非接触ICカード等のRFID等を構成する配線の形成、プラズマディスプレイの電磁波シールドの配線、集積回路、有機トランジスタの製造等の、一般にプリンテッド・エレクトロニクス分野といわれる新規分野で使用することができる。
本発明の導電性パターンは、支持体の表面の一部または全部にプライマーを塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含む多価アルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布した後、加熱することによって得られる、支持体と、前記塗膜(x)が加熱されることによって形成したプライマー層(X)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記流動体(a)を塗布する前の前記塗膜(x)が、25℃の環境下でエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものであることを特徴とするものである。
本発明の導電性パターンは、少なくとも、支持体と、プライマー層(X)と、導電性物質(a2)を含む層(Y)とから構成される。
はじめに、前記プライマー層(X)について説明する。
前記プライマー層(X)としては、例えば、前記所定のエタノールの吸収率を有する塗膜(x)の表面に前記流動体(a)が塗布された後、加熱や紫外線等のエネルギー線を照射されることによって形成されるプライマー層(X−1)、前記エタノールの吸収率を有する塗膜(x)からなるプライマー層が挙げられる。いいかえれば、前記塗膜(x)は前記プライマー層(X)として使用することができる。また、前記塗膜(x)は、その後、加熱やエネルギー線照射等されることによって新たに形成されたプライマー層(X−1)を形成することもできる。
前記プライマー層(X)は、例えば前記プライマー層(X−1)のように、前記流動体(a)が塗布され、加熱等された後であれば、前記所定のエタノール吸収率を有していなくてもよい。
前記プライマー層(X)としては、例えば、前記所定のエタノールの吸収率を有する塗膜(x)の表面に前記流動体(a)が塗布された後、加熱や紫外線等のエネルギー線を照射されることによって形成されるプライマー層(X−1)、前記エタノールの吸収率を有する塗膜(x)からなるプライマー層が挙げられる。いいかえれば、前記塗膜(x)は前記プライマー層(X)として使用することができる。また、前記塗膜(x)は、その後、加熱やエネルギー線照射等されることによって新たに形成されたプライマー層(X−1)を形成することもできる。
前記プライマー層(X)は、例えば前記プライマー層(X−1)のように、前記流動体(a)が塗布され、加熱等された後であれば、前記所定のエタノール吸収率を有していなくてもよい。
前記プライマー層(X)は、導電性インク等の前記流動体(a)に含まれる銀等の導電性物質(a2)と、前記支持体とを密着させる。具体的には、プライマーを用いて形成された塗膜(x)は、その表面に前記流動体(a)が接触した際、前記流動体(a)中に含まれる溶媒を吸収し、前記塗膜(x)の表面に、前記流動体(a)に含まれる前記導電性物質(a2)を担持する。その後、常温下での乾燥工程や、導電性を付与する場合であれば焼成等の加熱等の工程を経ることによって、前記プライマー層(X)の表面に担持された前記導電性物質(a2)からなる導電性パターンが形成される。
前記プライマー層(X)は、前記支持体の表面の一部または全部に設けられてもよく、前記支持体の片面または両面に設けられてもよい。例えば、前記導電性パターンとしては、支持体の表面の全面にプライマー層(X)を有し、そのプライマー層(X)のうち必要な部分にのみ、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)を有するものを使用することができる。また、支持体の表面のうち、前記層(Y)が設けられる部分にのみ、前記プライマー層(X)が設けられた導電性パターンであってもよい。
前記プライマー層(X)は、本発明の導電性パターンを使用する用途等によって異なるが、折り曲げ可能なレベルの柔軟性を備えた支持体を使用した際に、その良好な柔軟性を維持する観点から、概ね0.01μm〜300μmの厚みであることが好ましく、0.05μm〜20μmの厚みであることがより好ましい。
次に、本発明の導電性パターンを構成する層(Y)について説明する。
前記層(Y)は、前記流動体(a)中に含まれる導電性物質(a2)によって構成される層であり、導電層またはめっき核層としての役割を有する。前記層(Y)は、例えば前記流動体(a)として銀を含む導電性インクを用いた場合であれば、前記導電性インク中に含まれる前記銀によって構成される層に相当し、それは前記銀によって構成される印刷像やパターンに相当するものである。
前記層(Y)は、前記流動体(a)中に含まれる導電性物質(a2)によって構成される層であり、導電層またはめっき核層としての役割を有する。前記層(Y)は、例えば前記流動体(a)として銀を含む導電性インクを用いた場合であれば、前記導電性インク中に含まれる前記銀によって構成される層に相当し、それは前記銀によって構成される印刷像やパターンに相当するものである。
前記層(Y)は、主として前記導電性物質(a2)によって構成されるが、前記流動体(a)中に含まれる他の成分、例えばエタノールをはじめとする炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)、後述する一般式(I)で示される物質等が、前記層(Y)中に残存していてもよい。
前記層(Y)は、前記プライマー層(X)の表面全体に設けられた層であってもよく、また、前記プライマー層(X)の表面の一部に設けられた層であってもよい。前記プライマー層(X)の表面の一部に存在する前記層(Y)は、具体的には、前記プライマー層(X)の表面に画線され形成された細線状の層を指す。前記細線状の層は、本発明の導電性パターンを電気回路等として使用する場合に好適である。
前記細線状の層(パターン)の幅(線幅)は、概ね0.01μm〜200μm程度、好ましくは0.01μm〜150μm程度であることが、導電性パターンの高密度化等を図るうえで好ましい。
前記層(Y)は、低抵抗で導電性に優れた導電性パターンを形成するうえで、0.01μm〜100μmの厚みを有するものであることが好ましい。また、前記層(Y)が細線状のものである場合、その厚み(高さ)は0.1μm〜50μmの範囲であることが好ましい。
次に、本発明の導電性パターンを構成する支持体について説明する。
本発明で使用する支持体としては、例えばポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)をはじめ、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロースナノファイバー、シリコン、セラミックス、ガラス等からなる支持体を使用することができる。前記支持体は、多孔質のものであってもよい。
本発明で使用する支持体としては、例えばポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)をはじめ、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、セルロースナノファイバー、シリコン、セラミックス、ガラス等からなる支持体を使用することができる。前記支持体は、多孔質のものであってもよい。
また、前記支持体としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維等の合成繊維や、綿、麻等の天然繊維等からなるものを使用することができる。前記繊維には、予め加工が施されていてもよい。
前記支持体としては、一般に、回路基板等の導電性パターンを形成する際の支持体として使用されることの多い、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ガラス、セルロースナノファイバー等からなる支持体を使用することが好ましい。
前記支持体としては、本発明の導電性パターンが柔軟性の求められる用途に使用される場合、比較的柔軟で折り曲げ等が可能なものを使用することが、導電性パターンに柔軟性を付与し、折り曲げ可能な最終製品を得るうえで好ましい。具体的には、一軸延伸等することによって形成されたフィルムまたはシート状の支持体を使用することが好ましい。
前記フィルムまたはシート状の支持体としては、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムやポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を使用することが好ましい。
前記支持体としては、導電性パターン及びそれの使用される最終製品の軽量化及び薄型化を実現する観点から1μm〜2,000μm程度の厚さのものであることが好ましく、1μm〜200μm程度の厚さであることがより好ましい。前記積層体として比較的柔軟なものが求められる場合には、1μm〜80μm程度の厚さのものを使用することが好ましい。
前記支持体の表面の一部または全部に前記プライマー層(X)を有し、前記プライマー層(X)の一部または全部に、導電性物質(a2)とを含む層(Y)を有する本発明の導電性パターンは、電気回路等の薄型化を図るうえで、前記支持体以外の構成部分の厚さ、具体的には、前記プライマー層(X)と前記層(Y)との合計の厚さが、0.01μm〜300μmの範囲とすることが好ましく、0.05μm〜80μmとすることがより好ましい。
次に、本発明導電性パターンの製造に使用する流動体(a)について説明する。
前記流動体(a)は、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と、導電性物質(a2)と、必要に応じてその他の溶媒とを含有するものである。
前記流動体(a)は、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と、導電性物質(a2)と、必要に応じてその他の溶媒とを含有するものである。
前記流動体(a)は、概ね23℃においてE型粘度計(TVE−22LT、東機産業株式会社製)で測定した粘度が0.1mPa・s〜500,000mPa・s、好ましくは0.5mPa・s〜10,000mPa・sである液状または粘稠液状のものであることがより好ましい。
前記流動体(a)を、後述するインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷、フレキソ印刷等の方法により、所望の位置に塗布(印刷)する際には、概ね5mPa・s〜1,000mPa・sの範囲の粘度に調整された流動体を使用することが好ましい。
前記流動体(a)としては、具体的には導電性インク、めっき処理を施す際に使用することのできるめっき核剤等が挙げられる。
前記流動体(a)に使用する前記モノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)としては、前記モノアルコール(a1−1)を必須とし、必要に応じてその他のアルコールを含むものを使用することができる。
前記モノアルコール(a1−1)は、導電性パターンからの導電性物質の剥離を引き起こすことのないレベルの密着性や導電性を損なうことなく、細線性に優れた導電性パターンを形成するうえで、前記プライマー層(X)とともに組み合わせ使用する。
前記モノアルコール(a1−1)としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコール、sec−ブタノール、tert−ブタノールを使用することができ、なかでもエタノールを使用することが、導電性パターンからの導電性物質の剥離を引き起こすことのないレベルの密着性に優れ、低抵抗で導電性に優れ、かつ、導電性インク等の流動体(a)の、塗布面からのはじきや、にじみ等を引き起こすことなく、細線性に優れた導電性パターンを形成するうえで特に好ましい。
前記エタノール等のモノアルコール(a1−1)は、前記流動体(a1)の全量に対して5質量%〜70質量%の範囲で含まれることが好ましく、10質量%〜50質量%の範囲で含まれることがより好ましい。
前記モノアルコール(a1−1)は、導電性パターンからの導電性物質の剥離を引き起こすことのないレベルの密着性や導電性を損なうことなく、細線性に優れた導電性パターンを形成するうえで、前記プライマー層(X)とともに組み合わせ使用する。
前記モノアルコール(a1−1)としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコール、sec−ブタノール、tert−ブタノールを使用することができ、なかでもエタノールを使用することが、導電性パターンからの導電性物質の剥離を引き起こすことのないレベルの密着性に優れ、低抵抗で導電性に優れ、かつ、導電性インク等の流動体(a)の、塗布面からのはじきや、にじみ等を引き起こすことなく、細線性に優れた導電性パターンを形成するうえで特に好ましい。
前記エタノール等のモノアルコール(a1−1)は、前記流動体(a1)の全量に対して5質量%〜70質量%の範囲で含まれることが好ましく、10質量%〜50質量%の範囲で含まれることがより好ましい。
また、前記アルコール(a1)としては、前記モノアルコール(a1−1)とともに、下記一般式(I)で示されるジオール(a1−2)を組み合わせ使用することが、前記細線性を損なうことなく、前記密着性や導電性をより一層向上するうえで好ましい。また、導電性インク等の流動体(a)をインクジェット方式によって塗布する場合に、その吐出安定性を付与することもできるため、かかる場合には前記ジオール(a1−2)を使用することが好ましい。
前記ジオール(a1−2)としては、前記一般式(I)中のRが水素原子またはアルキル基であり、前記アルキル基としては、好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは1〜5のアルキル基であり、さらに好ましくは1〜3のアルキル基であるものを使用することができる。
前記ジオール(a1−2)としては、前記流動体(a)中に含まれる導電性物質(a2)によって形成される層(Y)の、プライマー層(X)からの剥離を引き起こさないレベルのより一層優れた密着性を備え、描写された導電性パターンにクラックがなく、より一層優れた導電性を備えた導電性パターンを得るうえで、一般式(I)中のRが水素原子である1,3−ブチレングリコール、または、Rがアルキル基であるイソプレングリコール等を使用することが好ましい。
前記ジオール(a1−2)は、前記流動体(a)全量に対して5質量%〜60質量%の範囲で含まれることが好ましく、15質量%〜50質量%の範囲で含まれることがより好ましく、20質量%〜40質量%の範囲で含まれることが、前記流動体(a)の吐出安定性を向上し、導電性に優れる配線パターンを形成するうえでさらに好ましい。
前記アルコール(a1)として前記モノアルコール(a1−1)及び前記ジオール(a1−2)と組み合わせ使用することのできるその他のアルコールとしては、従来知られるアルコールを使用することができ、例えば2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−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、グリセリン等を使用することができる。
前記導電性物質(a2)としては、遷移金属やその化合物を使用することができる。なかでもイオン性の遷移金属を使用することが好ましく、例えば銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト等の遷移金属を使用することが好ましく、銅、銀、金等を使用することが、電気抵抗が低く、腐食に強い導電性パターンを形成できるのでより好ましく、銀を使用することがさらに好ましい。
また、前記流動体(a)をめっき核剤に使用する場合には、前記導電性物質(a2)として前記したような遷移金属からなる金属粒子、それが前記遷移金属の酸化物または有機物によって表面被覆されたものを1種類以上使用することができる。
また、前記流動体(a)をめっき核剤に使用する場合には、前記導電性物質(a2)として前記したような遷移金属からなる金属粒子、それが前記遷移金属の酸化物または有機物によって表面被覆されたものを1種類以上使用することができる。
なお、前記遷移金属の酸化物は、通常、不活性(絶縁)な状態であるため、それを含有する流動体を、単に支持体の表面に塗布等しても、導電性を示さない場合が多い。そのため、前記酸化物を含有する流動体を前記支持体の表面に塗布等した場合には、その表面を、ジメチルアミノボラン等の還元剤を用いて処理することによって、遷移金属が露出し活性(導電性)を備えた層を形成することが可能となる。
また、前記有機物によって表面被覆された金属としては、乳化重合法等によって形成した樹脂粒子(有機物)中に金属を内在させたものが挙げられる。これらは、前記遷移金属の酸化物と同様に、通常、不活性(絶縁)な状態であるため、それを含有する流動体を、単に支持体の表面に塗布等しても、導電性を示さない場合が多い。そのため、前記有機物によって表面被覆された金属を含有する流動体を前記支持体の表面に塗布等した場合には、その表面にレーザー等を照射し、前記有機物を除去することによって、遷移金属が露出し活性(導電性)を備えた層を形成することが可能となる。
前記導電性物質(a2)としては、概ね1nm〜100nm程度の平均粒子径を有する粒子状のものを使用することが好ましく、1nm〜50nmの平均粒子径を有するものを使用することが、マイクロメータオーダーの平均粒子径を有する導電性物質を用いる場合と比較して、微細な導電性パターンを形成でき、加熱後の抵抗値をより低減できることからより好ましい。なお、前記「平均粒子径」は、前記導電性物質(a2)を分散良溶媒にて希釈し、動的光散乱法により測定した体積平均値である。この測定にはマイクロトラック社製ナノトラックUPA−150を用いることができる。
前記導電性物質(a2)は、本発明で使用する流動体(a)の全量に対して、5質量%〜90質量%の範囲で含むものを使用することが好ましく、5質量%〜85質量%の範囲で含まれることがより好ましく、10質量%〜60質量%の範囲で使用することがさらに好ましく、20質量%〜40質量%の範囲で使用することが特に好ましい。
本発明で使用する流動体(a)は、前記アルコール(a1)及び前記導電性物質(a2)とともに、必要に応じて、水性媒体、有機溶剤等の溶媒を含有するものであることが、導電性インクまたはめっき核剤等として使用するうえで好適である。
前記溶媒としては、例えば蒸留水、イオン交換水、純水、超純水等の水性媒体をはじめ、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機溶剤を使用することができる。
前記アルコールとしては、例えばヘプタノール、ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ステアリルアルコール、アリルアルコール、シクロヘキサノール、テルピネオール、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等を使用することができる。
また、前記流動体(a)としては、前記したもののほかに、必要に応じて、アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、3―メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート等のエステル溶剤、トルエン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、シクロオクタン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、テトラリン、トリメチルベンゼンシクロヘキサン等の炭化水素溶剤、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ等の溶媒を併用することもできる。
本発明の流動体(a)は、例えば前記アルコール(a1)と前記導電性物質(a2)と必要に応じて前記溶媒とを混合することによって製造することができる。なかでも、前記導電性物質(a2)と前記溶媒とを含む組成物を製造し、次いで、前記組成物と前記モノアルコール(a1−1)や前記ジオール(a1−2)を含むアルコール(a1)とを混合することによって製造することが、導電性物質の分散安定性の向上や、前記層(Y)のクラック防止等を図るうえでより好ましい。
前記導電性物質(a2)と前記溶媒とを含む組成物としては、前記水性媒体や有機溶剤等の溶媒中に、前記導電性物質(a2)が分散した分散体を使用することができる。
前記分散体は、前記導電性物質(a2)と前記溶媒とを混合し、撹拌することによって製造することができる。前記分散体としては、具体的には、、SW1000(バンドー化学株式会社製)、シルクオートA−1(三菱マテリアル株式会社製)、MDot−SLP(三ツ星ベルト株式会社製)等を使用することができる。
前記分散体と、前記アルコール(a1)との混合は、ミキサー、ディスパー、ビーズミル、超音波ホモジナイザーなど混合、分散に一般的に用いることのできる装置で行うことができる。
また、本発明に使用する流動体(a)は、水性媒体や有機溶剤等の溶媒中における導電性物質(a2)の分散安定性をより一層向上するとともに、前記流動体(a)の、前記塗膜(x)表面への濡れ性等を向上するうえで、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、レオロジー調整剤等を含有してもよい。
前記流動体(a)としては、前記方法で製造した後、不純物等を除去する観点から、必要に応じてミクロポアフィルター等を用いて濾過したもの、遠心分離器等を用いて処理したものを使用することもできる。
次に、本発明の導電性パターンを製造するうえで使用するプライマーについて説明する。
前記プライマーは、前記流動体(a)に含まれる導電性物質(a2)を担持しうる塗膜(x)を形成するとともに、本発明の導電性パターンの層(Y)を形成しうるものである。
前記プライマーとしては、25℃の環境下においてエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収可能な塗膜(x)を形成できるものであれば、いずれのものも使用することができる。
前記塗膜(x)を形成可能なプライマーとしては、各種樹脂と溶媒とを含有するものを使用することができる。
前記樹脂としては、例えばウレタン樹脂(x1)、ビニル樹脂(x2)、ウレタン−ビニル複合樹脂(x3)、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等を使用することができる。
前記樹脂としては、なかでも、ウレタン樹脂(x1)としてポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂、脂肪族ポリエステル構造を有するウレタン樹脂、ビニル樹脂(x2)としてメタクリル酸メチル由来の構造単位を有するアクリル樹脂、及び、ウレタン−ビニル複合樹脂(x3)としてウレタン−アクリル複合樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂(x−1)を使用することが、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成するうえで好ましく、ウレタン−アクリル複合樹脂を使用することがより好ましい。
前記プライマーとしては、前記プライマー全体に対して前記樹脂を10質量%〜70質量%含むものを使用することが、塗布のしやすさ等を維持するうえで好ましく、10質量%〜50質量%含むものを使用することがより好ましい。
また、前記プライマーに使用可能な溶媒としては、各種有機溶剤、水性媒体を使用することができる。
前記有機溶剤としては、例えばトルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等を使用することができる。また、前記水性媒体としては、水、水と混和する有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。
水と混和する有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−及びイソプロパノール、エチルカルビトール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;ポリアルキレングリコールのアルキルエーテル類;N−メチル-2-ピロリドン等のラクタム類等が挙げられる。
本発明では、水のみを用いても良く、また水及び水と混和する有機溶剤との混合物を用いても良く、水と混和する有機溶剤のみを用いても良い。
前記プライマーとしては、前記プライマー全体に対して前記溶媒を25質量%〜90質量%含むものを使用することが、塗布のしやすさ等を維持するうえで好ましく、50質量%〜85質量%含むものを使用することがより好ましい。
前記溶媒として水性媒体を使用する場合には、前記樹脂として親水性基を有する樹脂を使用することが、プライマーに良好な水分散性を付与し保存安定性を向上するうえで好ましい。
前記親水性基としては、例えばアニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基が挙げられる。
前記アニオン性基としては、例えばカルボキシル基、カルボキシレート基、スルホン酸基、スルホネート基等を使用することができ、なかでも、一部または全部が塩基性化合物等によって中和され形成したカルボキシレート基またはスルホネート基を使用することが、良好な水分散性を付与するうえで好ましい。
前記アニオン性基の中和に使用可能な塩基性化合物としては、例えばアンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン;モノエタノールアミン等のアルカノールアミン;ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム等を含む金属塩基化合物等が挙げられる。導電性パターン等を形成する場合には、前記金属塩基化合物が導電性等を阻害しうる場合があるため、前記アンモニア、有機アミンまたはアルカノールアミンを使用することが好ましい。
前記アニオン性基として前記カルボキシレート基やスルホネート基を使用する場合、それらは前記樹脂全体に対して50mmol/kg〜2,000mmol/kgの範囲で存在することが、前記樹脂の良好な水分散安定性を維持するうえで好ましい。
また、前記カチオン性基としては、例えば3級アミノ基等を使用することができる。
前記3級アミノ基の一部またhは全てを中和する際に使用することができる酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、乳酸、マレイン酸等の有機酸;スルホン酸、メタンスルホン酸等の有機スルホン酸;塩酸、硫酸、オルトリン酸、オルト亜リン酸等の無機酸等を単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。前記導電性パターン等を形成する場合には、塩素や硫黄等が導電性等を阻害しうる場合があるため、酢酸、プロピオン酸、乳酸、マレイン酸等を使用することが好ましい。
また、前記ノニオン性基としては、例えばポリオキシエチレン基、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)基、及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基を使用することができる。なかでもオキシエチレン単位を有するポリオキシアルキレン基を使用することが、親水性をより一層向上させるうえで好ましい。
前記プライマーに含まれる樹脂として使用可能なウレタン樹脂(x1)としては、ポリオールとポリイソシアネートと、必要に応じて鎖伸長剤とを反応させることによって得られるウレタン樹脂を使用することができる。なかでも、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成する観点から、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂、脂肪族ポリエステル構造を有するウレタン樹脂を使用することが好ましい。
前記ポリカーボネート構造、脂肪族ポリエステル構造は、前記ウレタン樹脂の製造に使用するポリオール由来の構造であることが好ましい。具体的には、前記ポリカーボネート構造含有ウレタン樹脂は、前記ポリオールとして後述するポリカーボネートポリオールを含むものを使用することによって製造することができる。また、前記脂肪族ポリエステル構造含有ウレタン樹脂は、前記ポリオールとして後述する脂肪族ポリエステルポリオールを含むものを使用することによって製造することができる。
前記ウレタン樹脂(x1)の製造に使用可能なポリオールとしては、前記のとおりポリカーボネートポリオール、脂肪族ポリエステルポリオール等を使用することができる。また、前記ポリオールとしては、必要に応じてその他のポリオールを組み合わせ使用することができる。
また、前記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるものや、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものを使用することができる。
前記炭酸エステルとしては、メチルカーボネートや、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネ−ト等を使用することできる。
前記炭酸エステルと反応しうるポリオールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、4,4’−ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物等を使用することができる。
また、前記脂肪族ポリエステルポリオールとしては、例えば低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られる脂肪族ポリエステルポリオールやε−カプロラクトンやγ−ブチロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られる脂肪族ポリエステルや、これらの共重合ポリエステル等を使用することができる。
前記ポリエステルポリオールの製造に使用可能な低分子量のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等を単独または2種以上併用して使用することができ、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオールまたは1,4−ブタンジオール等と、3−メチル−1,5−ペンタンジオールやネオペンチルグリコール等とを組み合わせ使用することが好ましい。
前記ポリカルボン酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸及びこれらの無水物またはエステル形成性誘導体などを使用することができ、アジピン酸等の脂肪族ポリカルボン酸を使用することが好ましい。
前記ポリカーボネートポリオール、脂肪族ポリエステルポリオールとしては、数平均分子量が500〜4,000のものを使用することが好ましく、500〜2,000のものを使用することがより好ましい。
また、前記ウレタン樹脂(x1)の製造に使用可能なポリオールとしては、前記したもののほかに必要に応じて、その他のポリオールを併用することができる。
前記その他のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等や、アクリル共重合体に水酸基を導入したアクリルポリオール、分子内に水酸基を含有するブタジエンの共重合体であるポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分鹸化物等を適宜使用することができる。
また、前記ウレタン樹脂(x1)として親水性基を有するウレタン樹脂を製造する場合には、前記その他のポリオールとして親水性基を有するポリオールを使用することが好ましい。
前記親水性基を有するポリオールとしては、例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基を有するポリオール;5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のスルホン酸基を有するポリオールを使用することができる。また、前記親水性基を有するポリオールとしては、前記した低分子量の親水性基を有するポリオールと、例えばアジピン酸等の各種ポリカルボン酸とを反応させて得られる親水性基を有するポリエステルポリオール等を使用することもできる。
前記ポリオールと反応しウレタン樹脂を生成しうるポリイソシアネートとしては、例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、クルードジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族構造を有するポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートまたは脂肪族環式構造を有するポリイソシアネートを使用することができる。
また、前記ウレタン樹脂を製造する際に使用できる鎖伸長剤としては、ポリアミン、ヒドラジン化合物、その他活性水素原子を有する化合物を使用することができる。
前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等のジアミン;N−ヒドロキシメチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシプロピルアミノプロピルアミン、N−エチルアミノエチルアミン、N−メチルアミノプロピルアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等を使用することができ、エチレンジアミンを使用することが好ましい。
前記ヒドラジン化合物としては、例えばヒドラジン、N,N’−ジメチルヒドラジン、1,6−ヘキサメチレンビスヒドラジン、コハク酸ジヒドラジッド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、β−セミカルバジドプロピオン酸ヒドラジド、3−セミカルバジッド−プロピル−カルバジン酸エステル、セミカルバジッド−3−セミカルバジドメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサンを使用することができる。
前記その他活性水素を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、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、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール、水等を使用することができる。
前記鎖伸長剤は、例えば前記ポリアミンが有するアミノ基と、イソシアネート基との当量比が、1.9以下(当量比)となる範囲で使用することが好ましく、0.3〜1(当量比)の範囲で使用することがより好ましい。
前記ウレタン樹脂(x1)は、例えば無溶剤下または有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートと、必要に応じて前記鎖伸長剤とを、従来知られた方法で反応させることによって製造することができる。
前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの反応は、急激な発熱や発泡などに十分に注意し安全性を考慮し、好ましくは50℃〜120℃、より好ましくは80℃〜100℃の反応温度で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを、一括混合、または、何れか一方を他方へ滴下等の方法で逐次供給し、概ね1時間〜15時間程度反応させる方法により行うことができる。
また、前記ウレタン樹脂(x1)の水分散体を含有するプライマーは、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートと、必要に応じて鎖伸長剤とを前記した方法により反応させることによってウレタン樹脂(x1)を製造し、必要に応じて、前記ウレタン樹脂(x1)の有するアニオン性基等の親水性基の一部または全てを中和等した後、それを、プライマーの溶媒として使用する水性媒体と混合することによって、ウレタン樹脂(x1)が水性媒体中に分散または一部が溶解したウレタン樹脂(x1)水分散体からなるプライマーを得ることができる。
より具体的には、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを前記した方法により反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを製造し、必要に応じて、前記ウレタンプレポリマーの有するアニオン性基等の親水性基の一部又は全てを中和等した後、それを前記水性媒体と混合し、必要に応じて前記鎖伸長剤を用いて鎖伸長することによって、ウレタン樹脂(x1)が水性媒体中に分散または溶解したウレタン樹脂(x1)水分散体からなるプライマーを得ることができる。
前記ポリイソシアネートと前記ポリオールとの反応は、例えば前記ポリイソシアネートの有するイソシアネート基と前記ポリオールの有する水酸基との当量割合〔イソシアネート基/水酸基〕が0.90〜2となる範囲で行うことが好ましい。
前記ウレタン樹脂(x1)を製造する際には、前記のとおり溶媒として有機溶剤を使用することもできる。前記有機溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル;アセトニトリル等のニトリル;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミドを使用することができる。
前記有機溶剤は、前記ウレタン樹脂(x1)の製造後、蒸留法等によって除去することが好ましい。しかし、前記プライマーとして前記ウレタン樹脂(x1)と有機溶剤とを含有するものを使用する場合には、前記ウレタン樹脂(x1)を製造する際に使用した有機溶剤を、前記プライマーの溶媒として使用してもよい。
前記有機溶剤は、前記ウレタン樹脂(x1)の製造後、蒸留法等によって除去することが好ましい。しかし、前記プライマーとして前記ウレタン樹脂(x1)と有機溶剤とを含有するものを使用する場合には、前記ウレタン樹脂(x1)を製造する際に使用した有機溶剤を、前記プライマーの溶媒として使用してもよい。
前記ウレタン樹脂(x1)としては、前記密着性に優れ、かつ導電性に優れた導電性パターンを形成するうえで、5,000〜500,000の重量平均分子量を有するものを使用することが好ましく、20,000〜100,000のものを使用することがより好ましい。
前記ウレタン樹脂(x1)としては、必要に応じて各種官能基を有するものを使用することができる。前記官能基としては、例えばアルコキシシリル基、シラノール基、水酸基、アミノ基等の架橋性官能基が挙げられる。
前記架橋性官能基は、前記流動体(a)を担持するプライマー層(X)中に架橋構造を形成することで、耐久性に優れたパターン(層(Y))を形成するうえで好適である。
前記アルコキシシリル基やシラノール基は、前記ウレタン樹脂(x1)を製造する際にγ−アミノプロピルトリエトキシシラン等を使用することによって、前記ウレタン樹脂中に導入することができる。
また、前記ウレタン樹脂(x1)を後述する架橋剤(D)と組み合わせ使用する場合には、前記架橋剤(D)の有する官能基と反応しうる官能基を有するものを使用することができる。前記官能基としては、組み合わせ使用する架橋剤(D)の選択にもよるが、例えばブロックイソシアネート化合物等の架橋剤を使用する場合には水酸基またはアミノ基等を使用することができる。
また、前記プライマーに含まれる樹脂として使用可能なビニル樹脂(x2)としては、重合性不飽和二重結合を有する単量体の重合体を使用することができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エチレン−プロピレン共重合体、天然ゴム、合成イソプロピレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂等を使用することができ、メタクリル酸メチル由来の構造単位を有するアクリル樹脂を使用することが好ましい。
前記アクリル樹脂としては、(メタ)アクリル単量体を重合して得られる重合体や共重合体を使用することができる。なお、(メタ)アクリル単量体は、アクリル単量体及びメタクリル単量体のいずれか一方または両方を指す。
前記アクリル樹脂としては、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成する観点から、(メタ)アクリル酸メチル由来の構造単位を有するアクリル樹脂を使用することが好ましい。
前記アクリル樹脂としては、例えば後述する各種の(メタ)アクリル単量体を重合することによって製造することができる。
前記(メタ)アクリル単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸メチルや、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3−ペンタフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸パーフルオロシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3,−テトラフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸β−(パーフルオロオクチル)エチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用することができる。
前記したなかでも、メタクリル酸メチルは、所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成するうえで使用することが好ましく、導電性パターンを作製する際の加熱工程等における熱等の影響によらず、前記プライマー層(X)と前記支持体との優れた密着性を付与するうえで、前記メタクリル酸メチルを使用することが好ましい。また、電子回路等の導電性パターンを形成する際に求められる、概ね0.01μm〜200μm程度、好ましくは0.01μm〜150μm程度の幅からなる細線を、にじみを引き起こすことなく印刷すること(細線性の向上)を可能にするうえでも、前記メタクリル酸メチルを使用することがより好ましい。
また、前記メタクリル酸メチルとともに、炭素原子数2個〜12個のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用することが好ましく、炭素原子数3個〜8個のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルを使用することがより好ましく、アクリル酸n−ブチルを使用することが、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成し、前記密着性や導電性のより一層の向上を図るうえで好ましい。また、前記流動体(a)のにじみ等がなく細線性に優れた導電性パターンを形成するうえでも好ましい。
前記(メタ)アクリル酸メチルは、前記(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して、好ましくは10質量%〜70質量%、より好ましくは30質量%〜65質量%であり、かつ、前記炭素原子数2個〜12個のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル、好ましくは炭素原子数3個〜8個のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルは、前記(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して、好ましくは20質量%〜80質量%、より好ましくは35質量%〜70質量%である。
また、前記アクリル樹脂を製造する際に使用可能な(メタ)アクリル単量体としては、前記したものの他に、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、2−(メタ)アクリロイルプロピオン酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸ハーフエステル、マレイン酸ハーフエステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート等のカルボキシル基含有ビニル単量体を使用することができる。前記カルボキシル基を有するビニル単量体は、アンモニア、水酸化カリウム等によって中和されていてもよい。
また、前記(メタ)アクリル単量体としては、前記アクリル樹脂に、メチロールアミド基及びアルコキシメチルアミド基からなる群より選ばれる1種以上のアミド基や、前記以外のアミド基、水酸基、グリシジル基、アミノ基、シリル基、アジリジニル基、イソシアネート基、オキサゾリン基、シクロペンテニル基、アリル基、カルボキシル基、アセトアセチル基等の前記架橋性官能基を導入する観点から、架橋性官能基を有するビニル単量体を使用することができる。
前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体に使用可能なメチロールアミド基及びアルコキシメチルアミド基からなる群より選ばれる1種以上のアミド基を有するビニル単量体としては、例えばN−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ペントキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチロール(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジプロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジペントキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル−N−ペントキシメチル(メタ)アクリルアミド等を使用することができる。
なかでも、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミドを使用することが、めっき工程における導電性物質(a2)の剥離等を防止可能なレベルの耐久性等を備えた導電性パターンを形成するうえで好ましい。
前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体としては、前記したもの以外にも、例えば(メタ)アクリルアミド等のアミド基を有するビニル単量体、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル、(メタ)アクリル酸グリセロール、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等の水酸基を有するビニル単量体:(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基を有する重合性単量体;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N−モノアルキルアミノアルキル、(メタ)アクリル酸N,N−ジアルキルアミノアルキル等のアミノ基を有する重合性単量体;ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びその塩酸塩のシリル基を有する重合性単量体;(メタ)アクリル酸2−アジリジニルエチル等のアジリジニル基を有する重合性単量体;(メタ)アクリロイルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネートエチルのフェノール、それらのメチルエチルケトオキシム付加物等の(ブロック化)イソシアネート基を有する重合性単量体;2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−オキサゾリン等のオキサゾリン基を有する重合性単量体;(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル等のシクロペンテニル基を有する重合性単量体;(メタ)アクリル酸アリル等のアリル基を有する重合性単量体;アクロレイン、ジアセトン(メタ)アクリルアミド等のカルボニル基を有する重合性単量体等を使用することができる。
前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体は、前記(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して0質量%〜50質量%の範囲で使用することができる。なお、前記架橋剤(D)として自己架橋反応するものを使用する場合には、前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体を使用しなくてもよい。
前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体のうち、前記アミド基を有する(メタ)アクリル単量体は、自己架橋反応性のメチロールアミド基等を導入するうえで、(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して0.1質量%〜50質量%の範囲で使用することが好ましく、1質量%〜30質量%の範囲で使用することがより好ましい。また、前記自己架橋反応性のメチロールアミド基と組み合わせて使用するその他のアミド基を有する(メタ)アクリル単量体及び水酸基を有する(メタ)アクリル単量体は、前記(メタ)アクリル単量体の全量に対して合計0.1質量%〜30質量%の範囲で使用することが好ましく、1質量%〜20質量%の範囲で使用することがより好ましい。
また、前記架橋性官能基を有する(メタ)アクリル単量体のうち、前記水酸基を有する(メタ)アクリル単量体や酸基を有する(メタ)アクリル単量体は、組み合わせ使用する架橋剤(D)の種類等にもよるが、前記(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して概ね0.05質量%〜50質量%の範囲で使用することが好ましく、0.05質量%〜30質量%の範囲で使用することが好ましく、0.1質量%〜10質量%で使用することがより好ましい。
また、前記アクリル樹脂を製造する際には、前記(メタ)アクリル単量体とともに、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチラート、バーサチック酸ビニル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アミルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、α−ハロスチレン、ビニルナフタリン、ジビニルスチレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン、エチレン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、N−ビニルピロリドンや、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−メチルアリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸2−スルホエチル、(メタ)アクリル酸2−スルホプロピル、「アデカリアソープPP−70、PPE−710」(株式会社ADEKA製)またはそれらの塩等を組み合わせ使用することもできる。
前記アクリル樹脂は、前記した各種ビニル単量体の混合物を、従来から知られている方法で重合することによって製造することができるが、密着性に優れ導電性に優れた導電性パターンを製造するうえで、乳化重合法を適用することが好ましい。
前記乳化重合法としては、例えば水と、(メタ)アクリル単量体混合物と、重合開始剤と、必要に応じて連鎖移動剤や乳化剤や分散安定剤等とを、反応容器中に一括供給、混合して重合する方法や、(メタ)アクリル単量体混合物を反応容器中に滴下し重合するモノマー滴下法や、(メタ)アクリル単量体混合物と乳化剤等と水とを予め混合したものを、反応容器中に滴下し重合するプレエマルジョン法等を適用することができる。
前記乳化重合法の反応温度は、使用する(メタ)アクリル単量体及び重合開始剤の種類によって異なるが、例えば30℃〜90℃程度、反応時間は例えば1時間〜l0時間程度であることが好ましい。
前記重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物類、過酸化水素等があり、これら過酸化物のみを用いてラジカル重合するか、或いは前記過酸化物と、アスコルビン酸、エリソルビン酸、エリソルビン酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシラートの金属塩、チオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、塩化第二鉄等のような還元剤とを併用したレドックス重合開始剤系によっても重合でき、また、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ系開始剤を使用することも可能であり、これら化合物は、単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
前記アクリル樹脂の製造に使用可能な乳化剤としては、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤等が挙げられる。
前記陰イオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコールの硫酸エステル及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの硫酸ハーフエステル塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸塩、等が挙げられ、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレンジオール系界面活性剤等を使用することができる。
また、前記陽イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルアンモニウム塩等を使用することができる。
また、両性イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキル(アミド)ベタイン、アルキルジメチルアミンオキシド等を使用することができる。
前記乳化剤としては、上記の界面活性剤の他に、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、一般的に「反応性乳化剤」と称される重合性不飽和基を分子内に有する乳化剤を使用することもできる。
前記反応性乳化剤としては、例えば、スルホン酸基及びその塩を有する「ラテムルS−180」(花王(株)製)、「エレミノールJS−2、RS−30」(三洋化成工業(株)製)等;硫酸基及びその塩を有する「アクアロンHS−10、HS−20、KH−1025」(第一工業製薬(株)製)、「アデカリアソープSE−10、SE−20」((株)ADEKA製)等;リン酸基を有する「ニューフロンティアA−229E」(第一工業製薬(株)製)等;非イオン性親水基を有する「アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50」(第一工業製薬(株)製)等を使用することができる。
また、前記アクリル樹脂(x2−1)の製造に使用可能な連鎖移動剤としては、ラウリルメルカプタン等を使用することができ、前記(メタ)アクリル単量体混合物の全量に対して0質量%〜1質量%の範囲で使用することが好ましく、0質量%〜0.5質量%の範囲であることがより好ましい。
また、前記プライマーに含まれる樹脂として使用可能なウレタン−ビニル複合樹脂(x3)としては、ウレタン樹脂(x3−1)とビニル重合体(x3−2)とが複合樹脂粒子を形成し水性媒体中に分散等できるものが挙げられる。
前記複合樹脂粒子は、具体的には、前記ウレタン樹脂(x3−1)が形成する樹脂粒子内に前記ビニル重合体(x3−2)の一部または全部が内在したものが挙げられる。コア層としての前記ビニル重合体(x3−2)と、シェル層としての前記親水性基を有するウレタン樹脂とから構成されるコア・シェル型の複合樹脂粒子を形成することが好ましい。特に導電性パターンを形成する際においては、電気特性を低下させうる界面活性剤等を使用する必要がない前記コア・シェル型の複合樹脂粒子を使用することが好ましい。なお、前記複合樹脂粒子としては、前記ビニル重合体(x3−2)が前記ウレタン樹脂(x3−1)によってほぼ完全に覆われていることが好ましいが、必須ではなく、本発明の効果を損なわない範囲で、前記ビニル重合体(x3−2)の一部が前記複合樹脂粒子の最外部に存在してもよい。
また、前記複合樹脂粒子としては、前記ビニル重合体(x3−2)の方が、前記ウレタン樹脂(x3−1)と比較してより親水性である場合には、前記ビニル重合体(x3−2)が形成した樹脂粒子内に、前記ウレタン樹脂(x3−1)の一部または全部が内在し複合樹脂粒子を形成したものであってもよい。
また、前記ウレタン樹脂(x3−1)と前記ビニル重合体(x3−2)とは、共有結合を形成していてもよいが、結合を形成していないことが好ましい。
また、前記ウレタン−ビニル複合樹脂(x3)としては、前記ビニル重合体(x3−2)がアクリル樹脂であるウレタン−アクリル複合樹脂を使用することが好ましい。
また、前記複合樹脂粒子は、良好な水分散安定性を維持する観点から、5nm〜100nmの範囲の平均粒子径であることが好ましい。ここで言う平均粒子径とは、動的光散乱法により測定した体積基準での平均粒子径を指す。
前記ウレタン−ビニル複合樹脂を構成する前記ウレタン樹脂(x3−1)と前記ビニル重合体(x3−2)との質量割合は、[ウレタン樹脂(x3−1)/ビニル重合体(x3−2)]=90/10〜10/90の範囲であることが好ましく、70/30〜10/90の範囲であることがより好ましい。
前記ウレタン−ビニル複合樹脂を構成するウレタン樹脂(x3−1)としては、前記ウレタン樹脂(x1)と同様のものを使用することができる。また、前記ウレタン−ビニル複合樹脂を構成するウレタン樹脂(x3−1)としては、前記ウレタン樹脂(x1)として例示したもの以外に、例えば、ポリエーテル構造を有するウレタン樹脂、芳香族ポリエステル構造を有するウレタン樹脂を使用することもできる。
前記ウレタン樹脂(x3−1)の製造に使用可能なポリオール、ポリイソシアネート、鎖伸長剤としては、前記ウレタン樹脂(x1)を製造する際に使用可能なものとして例示したポリオール、ポリイソシアネート、鎖伸長剤と同様のものを使用することができる。
また、前記ポリエーテル構造を有するウレタン樹脂は、前記ポリオールとして後述するポリエーテルポリオールを含有するものを使用することによって製造することができる。
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば活性水素原子を2個以上有する化合物の1種または2種以上を開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものを使用することができる。
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば活性水素原子を2個以上有する化合物の1種または2種以上を開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものを使用することができる。
前記開始剤としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等を使用することができる。
前記アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフラ
ン等を使用することができる。
ン等を使用することができる。
また、前記芳香族ポリエステル構造を有するウレタン樹脂を使用する場合には、前記ポリオールとして芳香族ポリエステルポリオールを使用することもできる。
前記芳香族ポリエステルポリオールとしては、例えば低分子量のポリオールと芳香族ポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの等を使用することができる。
前記芳香族ポリエステルポリオールの製造に使用可能な低分子量のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等を単独または2種以上併用して使用することができ、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオールまたは1,4−ブタンジオール等と、3−メチル−1,5−ペンタンジオールやネオペンチルグリコール等とを組み合わせ使用することが好ましい。
前記芳香族ポリカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びこれらの無水物またはエステル化物等を使用することができる。
前記ポリエーテルポリオール、前記芳香族ポリエステルポリオールとしては、数平均分子量が500〜4,000のものを使用することが好ましく、500〜2,000のものを使用することがより好ましい。
前記ウレタン−ビニル複合樹脂を構成するビニル重合体(x3−2)としては、10℃〜70℃のガラス転移温度を有するものを使用することが、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成し、前記流動体(a)に含まれる導電性物質(a2)との密着性、及び、得られる導電性パターンの導電性を向上するうえで好ましい。なお、前記ビニル重合体(x3−2)のガラス転移温度は、主に、該ビニル重合体(x3−2)の製造に使用するビニル単量体の組成に基づき、計算によって決定される値である。具体的には、後述するビニル重合体(x3−2)の組み合わせで使用することによって、前記所定のガラス転移温度を有するビニル重合体(x3−2)を得ることができる。
また、前記ビニル重合体(x3−2)としては、前記所定のエタノールの吸収率を備えた塗膜(x)を形成し、前記流動体(a)に含まれる導電性物質(a2)との密着性や、得られる導電性パターンの導電性を向上し、かつパターンの細線化を図るうえで、80万以上の重量平均分子量を有するものを使用することが好ましく、100万以上の重量平均分子量を有するものを使用することがより好ましい。
前記ビニル重合体(x3−2)の重量平均分子量の上限値としては、特に限定されないが、概ね1000万以下であることが好ましく、500万以下であることが好ましい。
また、前記ビニル重合体(x3−2)としては、必要に応じて各種官能基を有していてもよく、前記官能基としては例えばアミド基、水酸基、グリシジル基、アミノ基、シリル基、アジリジニル基、イソシアネート基、オキサゾリン基、シクロペンテニル基、アリル基、カルボキシル基、アセトアセチル基等の架橋性官能基が挙げられる。
前記ビニル重合体(x3−2)としては、前記ビニル重合体(x2)と同様のものを使用することができる。具体的には、前記ビニル重合体(x3−2)の製造に使用可能な(メタ)ビニル単量体としては、前記ビニル樹脂(x2)の製造に使用可能なものとして例示したビニル単量体、好ましくは(メタ)アクリル単量体と同様のものを使用することができる。なかでも、ビニル重合体(x3−2)としては、前記ビニル樹脂(x2)に使用可能なものとして例示したメタクリル酸メチル由来の構造単位を有するアクリル樹脂と同様のものを使用することが好ましい。
前記ウレタン−ビニル複合樹脂(x3)は、例えば、前記ポリイソシアネートとポリオールと必要に応じて鎖伸長剤とを反応させ、水分散化することによってウレタン樹脂(x3−1)の水分散体を製造する工程(V)、及び、前記水分散体中で前記(メタ)アクリル単量体を重合しビニル重合体(x3−2)を製造する工程(W)により製造することができる。
具体的には、無溶剤下または有機溶剤下または(メタ)アクリル単量体等の反応性希釈剤の存在下で、前記ポリイソシアネートとポリオールとを反応させることによってウレタン樹脂(x3−1)を得、次いで、前記ウレタン樹脂(x3−1)の有する親水性基の一部または全部を、必要に応じて塩基性化合物等を用いて中和し、必要に応じて、更に鎖伸長剤と反応させ、それを水性媒体中に分散させることによって、ウレタン樹脂(x3−1)の水分散体を製造する。
次に、前記で得たウレタン樹脂(x3−1)の水分散体中に、前記(メタ)アクリル単量体等のビニル単量体を供給し、前記ウレタン樹脂(x3−1)粒子内で前記ビニル単量体をラジカル重合させビニル樹脂(x3−2)を製造する。また、前記ウレタン樹脂(x3−1)の製造をビニル単量体の存在下で行った場合には、前記ウレタン樹脂(x3−1)の製造後、重合開始剤等を供給することによって、前記(メタ)アクリル単量体等のビニル単量体をラジカル重合させビニル樹脂(x3−2)を製造する。
これにより、前記ウレタン樹脂(x3−1)粒子中に前記ビニル樹脂(x3−2)の一部または全部が内在した複合樹脂粒子が、水性媒体に分散したプライマーを製造することができる。
前記複合樹脂粒子を製造する際、前記ウレタン樹脂(x3−1)が高粘度であるため作業性に優れない場合には、メチルエチルケトンやN−メチルピロリドン、アセトン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等の通常の有機溶剤や、反応性希釈剤を使用することができる。特に、前記反応性希釈剤として、前記ビニル重合体(x3−2)の製造に使用可能な(メタ)アクリル単量体等のビニル単量体を使用することが、脱溶剤工程の省略によるプライマーの生産効率の向上を図るうえで好ましい。
また、前記プライマーに使用可能な樹脂としては、前記したもののほかに、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等を使用することができる。
前記プライマーに使用可能な樹脂としては、前記したものを適宜組み合わせ使用してもよい。例えば、前記ウレタン樹脂(x1)とビニル樹脂(x2)とウレタン−ビニル複合樹脂(x3)とのうちの2種以上を適宜組み合わせ使用することができる。また、前記ウレタン樹脂(x1)として、ポリエーテル構造を有するウレタン樹脂とポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂とを組み合わせ使用することができる。
前記プライマーとしては、前記ウレタン樹脂(x1)と前記ビニル樹脂(x2)とを組み合わせ使用することもできる。かかる組み合わせで使用する場合には、前記ウレタン樹脂(x1)と前記ビニル樹脂(x2)との質量割合が、[(x1)/(x2)]=90/10〜10/90の範囲で使用することが好ましく、70/30〜10/90となる範囲で使用することがより好ましい。
前記プライマーに含まれる樹脂としては、前記したとおり、架橋性官能基を有するものを使用することができる。
前記架橋性官能基は、前記流動体(a)を担持するプライマー層(X)中に架橋構造を形成することで、にじみ等を引き起こすことなく、密着性や導電性に優れたパターン(層(Y))を形成するうえで好適に使用することができる。
前記プライマーを用いて形成される塗膜(x)は、その表面の一部また全部に前記流動体(a)が塗布(印刷)される前に、架橋構造を有していてもよいが、エタノール吸収率が20質量%〜500質量%の範囲に入るよう調整する必要がある。
また、前記塗膜(x)、その表面に前記流動体(a)が塗布(印刷)される前に架橋構造を有しておらず、前記流動体(a)が塗布された後に、プライマー層(X)として架橋構造を有するプライマー層を形成してもよい。
前記架橋性官能基としては、例えばアルコキシシリル基及びシラノール基をはじめ、アミノ基及び水酸基が挙げられる。
前記アルコキシシリル基及びシラノール基を有する樹脂を使用した場合、前記アルコキシシリル基及びシラノール基は、プライマーの溶媒である水性媒体中で加水分解縮合し、架橋構造を形成する。架橋構造の形成したプライマーを支持体表面に塗布し乾燥等することで、流動体(a)を塗布する前において、既に架橋構造の形成した塗膜(x)を形成する。
また、前記架橋性官能基としては、概ね100℃以上、好ましくは120℃以上に加熱することによって架橋性官能基間または後述する架橋剤(D)等と架橋反応し、前記架橋構造を形成しうるものを使用することもでき、具体的には、メチロールアミド基及びアルコキシメチルアミド基からなる群より選ばれる1種以上の熱架橋性官能基を使用することが好ましい。
前記アルコキシメチルアミド基としては、具体的には、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基等が窒素原子に結合し形成したアミド基が挙げられ、なかでも、メチロールアミド基及びアルコキシメチルアミド基からなる群より選ばれる1種以上を有するものを使用することが、プライマー層(X)の耐久性、各種支持体への密着性を大幅に向上するうえで好ましい。
前記したような、概ね100℃以上、好ましくは120℃程度に加熱することによって架橋反応しうる官能基を備えた樹脂を含むプライマーを使用した場合、前記プライマーを支持体表面に塗布し乾燥する際の温度は、100℃未満であることが好ましい。これにより、前記塗膜(x)として実質的に架橋構造を有さない塗膜を形成することができる。
前記架橋構造を有さない塗膜に前記流動体(a)を塗布(印刷)した後に、100℃以上の温度で、加熱工程、または、前記加熱工程とは別に加熱等することによって、プライマー層(X)として架橋構造を備えたプライマー層を形成することもできる。
このように、前記流動体(a)と塗布した後に、プライマー層(X)中に架橋構造を形成することによって、後述するめっき処理工程において、強アルカリまたは強酸性物質からなるめっき薬剤に晒された場合であっても、支持体からのプライマー層(X)の剥離を引き起こすことのない、格段に優れた耐久性を備えた導電性パターンを形成することができる。なお、前記「実質的に架橋構造を有さない」とは、前記架橋構造が全く形成されていない態様を含むとともに、前記架橋構造を形成しうる官能基数の約5%以内が部分的に架橋構造を形成したものを指す。
前記架橋性官能基は、前記プライマーに使用する樹脂の全量に対して、合計0.005当量/kg〜1.5当量/kgの範囲で含まれることが好ましい。
また、前記プライマーは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて架橋剤(D)をはじめ、pH調整剤、被膜形成助剤、レベリング剤、増粘剤、撥水剤、消泡剤等公知のものを適宜添加して使用してもよい。
前記架橋剤(D)としては、例えば金属キレート化合物、ポリアミン化合物、アジリジン化合物、金属塩基化合物、イソシアネート化合物等の、概ね25℃〜100℃未満の比較的低温で反応し架橋構造を形成しうる熱架橋剤(d1−1)、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、及び、ブロックイソシアネート化合物からなる群より選ばれる1種以上等の概ね100℃以上の比較的高温で反応し架橋構造を形成しうる熱架橋剤(d1−2)、各種光架橋剤を使用することができる。
前記熱架橋剤(d1−1)を含有するプライマーは、例えばそれを支持体表面に塗布し、比較的低温で乾燥し、次いで、前記流動体を塗布(印刷)した後に、100℃未満の温度に加温し架橋構造を形成することで、長期にわたる熱や外力の影響によらず導電性物質の欠落を防止可能なレベルの、格段に優れた耐久性を備えた導電性パターンを形成することができる。
一方、前記熱架橋剤(d1−2)を含有するプライマーは、例えばそれを支持体表面に塗布し、常温(25℃)〜概ね100℃未満の低温で乾燥することで、架橋構造を形成していない塗膜(x)を製造し、次いで、前記流動体(a)を塗布した後に、例えば150℃以上、好ましくは200℃以上の温度で加熱し架橋構造を形成することで、長期間にわたる熱や外力等の影響によらず、導電性物質の剥離等を引き起こさないレベルの格段に優れた耐久性を備えた導電性パターンを得ることができる。
ただし、支持体として比較的熱に弱いポリエチレンテレフタレート等からなる支持体を用いる場合には、前記支持体の変形等を防止する観点から、概ね150℃以下、好ましくは120℃以下の温度で加熱することが好ましいため、前記架橋剤としては、前記熱架橋剤(d1−2)ではなく、前記熱架橋剤(d1−1)を使用することが好ましい。
前記熱架橋剤(d1−1)に使用可能な金属キレート化合物としては、例えばアルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトン配位化合物、アセト酢酸エステル配位化合物等を使用することができ、アルミニウムのアセチルアセトン配位化合物であるアセチルアセトンアルミニウムを使用することが好ましい。
また、前記熱架橋剤(d1−1)に使用可能なポリアミン化合物としては、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等の3級アミンを使用することもできる。
また、前記熱架橋剤(d1−1)に使用可能なアジリジン化合物としては、例えば2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−4,4’−N,N’−ジエチレンウレア等を使用することができる。
また、前記架橋剤(d1−1)として使用可能な金属塩基化合物としては、例えば硫酸アルミニウム、アルミニウムミョウバン、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化アルミニウム六水和物、四塩化チタン、テトライソプロピルチタネート、チタンアセチルアセトネート、乳酸チタン等の水溶性金属塩を使用することができる。
前記熱架橋剤(d1−1)に使用可能なイソシアネート化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4−フェニルメタン)トリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート;それらを用いて得られるイソシアヌレート型ポリイソシアネート化合物;それらとトリメチロールプロパン等とからなるアダクト体;前記ポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオールとを反応させて得られるポリイソシアネート基を有するウレタン等を使用することができる。なかでもヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパン等とのアダクト体、トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパン等とのアダクト体、キシリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパン等とのアダクト体を使用することが好ましい。
また、前記熱架橋剤(d1−2)に使用可能なメラミン化合物としては、例えばヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシメチルメラミン、ヘキサペンチルオキシメチルメラミン、ヘキサヘキシルオキシメチルメラミンあるいはこれらの2種を組み合わせた混合エーテル化メラミン等を使用することができる。なかでも、トリメトキシメチルメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンを使用することが好ましい。市販品としては、ベッカミン M−3、APM、J−101(DIC(株)製)等を使用することができる。前記メラミン化合物は、自己架橋反応することによって架橋構造を形成することができる。
前記メラミン化合物を使用する場合には、その自己架橋反応を促進するうえで、有機アミン塩等の触媒を使用してもよい。市販品としては、キャタリスト ACX、376等を使用することができる。前記触媒は、前記メラミン化合物の全量に対して概ね0.01質量%〜10質量%の範囲であることが好ましい。
また、前記熱架橋剤(d1−2)に使用可能なエポキシ化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等の脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル;ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル;1,3−ビス(N,N’−ジグリシジルアミノエチル)シクロヘキサン等のポリグリシジルアミン;多価カルボン酸[蓚酸、アジピン酸、ブタントリカルボン酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ベンゼントリカルボン酸等]のポリグリシジルエステル;ビスフェノールAとエピクロルヒドリンの縮合物、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンの縮合物のエチレンオキシド付加物等のビスフェノールA系エポキシ樹脂;フェノールノボラック樹脂;側鎖にエポキシ基を有する各種ビニル系(共)重合体等を使用することができる。なかでも1,3−ビス(N,N’−ジグリシジルアミノエチル)シクロヘキサン等のポリグリシジルアミン、グリセリンジグリシジルエーテル等の脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル、を使用することが好ましい。
また、前記エポキシ化合物としては、前記したものの他に例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシランもしくはγ−グリシドキシプロピルトリイソプロぺニルオキシシラン等のグリシジル基を有するシラン化合物を使用することもできる。
また、前記熱架橋剤(d1−2)に使用可能なオキサゾリン化合物としては、例えば2,2’−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−メチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−エチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−トリメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−テトラメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−ヘキサメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−オクタメチレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−エチレン−ビス−(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、2,2’−p−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレン−ビス−(2−オキサゾリン)、2,2’−m−フェニレン−ビス−(4,4’−ジメチル−2−オキサゾリン)、ビス−(2−オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド、ビス−(2−オキサゾリニルノルボルナン)スルフィド等を使用することができる。
また、前記オキサゾリン化合物としては、例えば下記の付加重合性オキサゾリンと、必要に応じてその他の単量体とを組み合わせ重合して得られるオキサゾリン基を有する重合体を使用することもできる。
前記付加重合性オキサゾリンとしては、例えば、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等を単独または2種以上組み合わせ使用することができる。なかでも、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンを使用することが、工業的に入手し易いため好ましい。
また、前記熱架橋剤(d1−2)に使用可能なカルボジイミド化合物としては、例えばポリ[フェニレンビス(ジメチルメチレン)カルボジイミド]やポリ(メチル−1,3−フェニレンカルボジイミド)等を使用することができる。市販品では、カルボジライトV−01、V−02、V−03、V−04、V−05、V−06(日清紡(株)製)、UCARLINK XL−29SE、XL−29MP(ユニオンカーバイド(株)製)等を使用することができる。
また、前記熱架橋剤(d1−2)に使用可能なブロックイソシアネート化合物としては、前記熱架橋剤(d1−1)として例示したイソシアネート化合物の有するイソシアネート基の一部または全部が、ブロック化剤によって封止されたものを使用することができる。
前記ブロック化剤としては、例えばフェノール、クレゾール、2−ヒドロキシピリジン、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、n−ブタノール、イソブタノール、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、コハク酸イミド、マレイン酸イミド、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、尿素、チオ尿素、エチレン尿素、ホルムアミドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ジフェニルアニリン、アニリン、カルバゾール、エチレンイミン、ポリエチレンイミン等を使用することができる。
前記ブロックイソシアネート化合物としては、水分散型の市販品としてエラストロン BN−69(第一工業製薬(株)製)等を使用することができる。
前記架橋剤(D)を使用する場合、前記プライマーに含まれる樹脂としては、前記架橋剤(D)の有する架橋性官能基と反応しうる基を有するものを使用することが好ましい。具体的には、前記(ブロック)イソシアネート化合物、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物を架橋剤として使用するとともに、前記樹脂として水酸基またはカルボキシル基を有する樹脂を使用することが好ましい。
前記架橋剤(D)は、種類等によって異なるものの、通常、前記プライマーに含まれる樹脂の合計質量100質量部に対して0.01質量%〜60質量%の範囲で使用することが好ましく、0.1質量%〜10質量%の範囲で使用することがより好ましく、0.1質量%〜5質量%の範囲で使用することが、密着性及び導電性に優れ、かつ、前記耐久性に優れた導電性パターンを形成できるため好ましい。
また、前記架橋剤(D)は、本発明のプライマーを支持体表面に塗工又は含浸する前に、予め添加して使用することが好ましい。
また、前記添加剤としては、無機粒子等の各種充填材を使用することもできる。しかし、本発明のプライマーとしては、前記充填材等の使用量はできるだけ少ないことが好ましく、本発明のプライマーの全量に対して5質量%以下であることがより好ましい。
前記添加剤の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定しないが、プライマー中の固形分の全量に対して0.01質量%〜40質量%の範囲であることが好ましい。
次に、本発明の導電性パターンの製造方法について説明する。
本発明の導電性パターンは、前記支持体の表面の一部または全部にプライマーを塗布し、次いで、前記プライマーを用いて形成された塗膜(x)の表面の一部または全部に、前記流動体(a)を塗布した後、乾燥することによって製造することができる。
はじめに、前記支持体の表面の一部または全部にプライマーを塗布することによって塗膜(x)を形成する方法について説明する。
前記塗膜(x)は、前記支持体に前記プライマーを塗布し、前記プライマー中に含まれる水性媒体や有機溶剤等の溶媒を除去する方法によって形成することができる。
前記支持体の表面の一部または全部に塗布し塗膜(x)を形成しうるプライマーは、本発明の導電性パターンのプライマー層(X)を形成しうるものである。
前記プライマーを前記支持体の表面に塗布する方法としては、例えばグラビア法、コーティング法、スクリーン法、ローラー法、ロータリー法、スプレー法、スピンコーター法、インクジェット法等の方法が挙げられる。
また、前記プライマー中に含まれる溶媒を除去する方法としては、例えば乾燥機を用いて乾燥させ、前記溶媒を揮発させる方法が一般的である。乾燥温度としては、前記溶媒を揮発させることが可能で、かつ支持体に悪影響を与えない範囲の温度に設定すればよい。
支持体上への前記プライマーの塗布量は、優れた密着性と導電性を付与する観点から、前記塗膜(x)の膜厚が0.01μm〜300μmとなる範囲であることが好ましく、0.05μm〜20μmとなる範囲であることがより好ましい。
前記方法で得られた塗膜(x)の膜厚は、最終的に得られる導電性パターンを構成する前記プライマー層(X)の厚みが0.01μm〜300μmとなる範囲で使用することが好適である。
前記塗膜(x)は、25℃の環境下において、エタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%の吸収しうる塗膜であることが、前記課題を解決するうえで必須である。
前記塗膜(x)の質量に対する、前記塗膜(x)が吸収するエタノールの質量割合[エタノールの吸収率]は、以下の方法によって測定することによって得られた値である。
前記プライマーを、アプリケーターを用いて離型紙表面に塗布し、乾燥した後、前記離型紙を除去することによって、縦3cm、横3cm及び厚み50μmの塗膜を作成する。
次に、前記で得た塗膜の質量を測定する。
次に、前記塗膜を、25℃の環境下で、25℃に調整したエタノール30g中に浸漬する。
次に、前記塗膜を前記エタノール中に浸漬した時から30秒後に、前記塗膜をエタノール中から取り出し、それを、ベンコットを3枚重ねた上に置き、その上にベンコットを3枚重ね、さらに500gの分銅を載せた状態で、10秒放置する。
前記10秒後、塗膜の質量を測定し、前記浸漬後の塗膜に吸収されたエタノールの質量を求める。
次に、前記浸漬後の塗膜に吸収されたエタノールの質量を、前記浸漬前の塗膜の質量で除し、100を乗じることによって得られた質量割合を、前記エタノールの吸収率とした。
ここで、前記エタノールの吸収率が20質量%未満である場合、具体的には10質量%である塗膜に対して、前記流動体(a)を塗布等した場合、導電性の低下や密着性の低下を引き起こす場合がある。具体的には、流動体(a)に含まれる溶媒が塗膜(x)に吸収されにくいために、塗膜(x)と導電性パターンの密着性を悪化させる場合がある。
一方、前記エタノールの吸収率が500質量%を超える場合、導電性を悪化させる場合がある。
前記エタノールの吸収率は、より一層優れた密着性と導電性とを付与する観点から、20質量%〜300質量%の範囲であることが好ましく、20質量%〜200質量%の範囲であることがより好ましく、45質量%〜190質量%の範囲であることがさらに好ましい。
前記塗膜(x)は、加熱や紫外線照射等されることによって形成される前記プライマー層(X)の、前駆体となる膜である。また、前記塗膜(x)は、例えば常温で乾燥等されることによってプライマー層(X)としても使用することができる。
また、本発明では、単に前記所定の吸収率を有する塗膜(x)を使用すればよいのではなく、前記塗膜(x)に対して前記所定の流動体(a)を用いてパターンを印刷することによって、はじめて、前記課題を解決できる。
なお、前記導電性パターンを構成する前記プライマー層(X)は、必ずしも前記所定の吸収率を有する必要はない。前記加熱前であり、かつ、前記流動体(a)が塗布される前の塗膜(x)が、前記所定のエタノール吸収率を有していることが、前記課題を解決するうえで必須である。
前記塗膜(x)は、前記流動体(a)に含まれる溶媒によって適度に溶解され、前記溶媒を吸収することで、前記流動体(a)に含まれる金属等の導電性物質(a2)を精度よく定着することが可能な膨潤タイプの受容層であるため、にじみのない導電性パターンを得ることに寄与できる。また、前記塗膜(x)を用いることによって、従来知られる多孔質タイプのプライマー層と比較して透明なプライマー層を形成することが可能である。
次に、前記で得た塗膜(x)の表面の一部または全部に、前記流動体(a)を塗布した後、それを乾燥することによって導電性パターンを製造する方法について説明する。
前記塗膜(x)の表面の一部または全部に前記流動体(a)を塗布する方法としては、例えば凸版反転印刷法等の反転印刷法をはじめ、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ダイコート法、スリットコート法、ロールコート法、ディップコート法等を用い、前記受容基材等に、前記導電性インクを直接、または反転して印刷する方法等が挙げられる。
なかでも、前記流動体(a)を、電子回路等の高密度化を実現する際に求められる概ね0.01μm〜100μm程度の細線状に塗布(印刷)する場合には、インクジェット印刷法を採用することが好ましい。
前記インクジェット印刷法としては、一般にインクジェットプリンターといわれるものを使用することができる。具体的には、コニカミノルタEB100、XY100(コニカミノルタIJ株式会社製)や、ダイマティックス・マテリアルプリンターDMP−3000、ダイマティックス・マテリアルプリンターDMP-2831(富士フィルム株式会社製)等が挙げられる。
前記流動体(a)の塗布(印刷)されたものは、例えば常温または加熱等によって乾燥することができる。なかでも、前記流動体(a)中に含まれる金属等の導電性物質(a2)間を密着し接合することで導電性を付与する際には、加熱することが好ましい。
一方、前記流動体(a)としてめっき核剤を使用する場合には、必ずしも前記導電性物質(a2)による導電性を必要としない場合がある。かかる場合には、常温下等で乾燥することによって、前記塗膜(x)からなるプライマー層表面に前記導電性物質(a2)を担持してもよい。
一方、前記流動体(a)としてめっき核剤を使用する場合には、必ずしも前記導電性物質(a2)による導電性を必要としない場合がある。かかる場合には、常温下等で乾燥することによって、前記塗膜(x)からなるプライマー層表面に前記導電性物質(a2)を担持してもよい。
前記加熱は、概ね80℃〜300℃の範囲で、概ね2分〜200分程度行うことが好ましい。前記加熱は大気中で行っても良いが、前記金属の酸化を防止する観点から、加熱工程の一部または全部を還元雰囲気下で行っても良い。また、本発明の導電性パターンは、概ね80℃〜120℃の比較的低温で加熱した場合であっても、密着性や導電性優れたパターンを形成できる。
また、前記加熱工程は、例えばオーブンや熱風式乾燥炉、赤外線乾燥炉、レーザー照射、マイクロウェーブ等を用いて行うことができる。
また、前記プライマーに含まれる樹脂として、比較的高温で架橋反応する架橋性官能基を有する樹脂を用いる場合や、前記架橋剤(d1−2)を用いることによって、前記流動体(a)を塗布(印刷)した後に、プライマー層(X)中に架橋構造を形成しようとする場合には、前記加熱工程を経ることによって、塗布(印刷)後に架橋構造が形成される。これにより、導電性パターンの耐久性を各段に向上することができる。
前記架橋反応工程と前記加熱工程とをかねる場合、前記加熱温度は、使用する前記架橋剤(D)等の種類や架橋性官能基の組み合わせ等によって異なるが、概ね80℃〜300℃の範囲であることが好ましく、100℃〜300℃がより好ましく、120℃〜300℃が特に好ましい。なお、前記支持体が比較的熱に弱い場合には、温度の上限が好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下である。
前記加熱工程を経ることによって得られた導電性パターンの表面には、流動体(a)中に含まれる金属等の導電性物質によって導電性パターンが形成される。かかる導電性パターンは、銀インク等を用いた電子回路の形成、有機太陽電池や電子書籍端末、有機EL、有機トランジスタ、フレキシブルプリント基板、RFID等を構成する各層、周辺配線の形成、プラズマディスプレイの電磁波シールドの配線等のプリンテッド・エレクトロニクス分野等でも好適にすることができる。
また、前記導電性パターンとしては、長期間にわたり断線等を引き起こすことなく、良好な導電性を維持可能な信頼性の高い配線パターンを形成するうえで、銅等の金属によるめっき処理が施されたものを使用することができる。具体的には、前記導電性パターンとしては、例えば前記支持体の表面の一部または全部に、前記プライマーを用いて形成された塗膜(x)を有し、その塗膜(x)表面の一部または全部に、前記流動体(a)としてのめっき核剤を塗布(印刷)することによって、前記塗膜(x)の表面にめっき核を担持し、必要に応じて加熱工程等を経た後、電解めっき処理、無電解めっき処理、または、前記無電解めっき処理後に更に電解めっき処理を施すことによって形成されるめっき被膜からなるめっき層(Z)を有するものが挙げられる。
前記無電解めっき処理工程は、例えばパラジウムや銀等のめっき核が前記プライマー層(X)に担持されたものの表面に、無電解めっき液を接触することで、前記無電解めっき液中に含まれる銅等の金属を析出させ金属被膜からなる無電解めっき層(被膜)を形成する工程である。
前記無電解めっき液としては、例えば、銅、ニッケル、クロム、コバルト、スズ等の金属からなる導電性物質と、還元剤と、水性媒体または有機溶剤等の溶媒とを含有するものを使用することができる。
前記還元剤としては、例えば、ジメチルアミノボラン、次亜燐酸、次亜燐酸ナトリウム、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、水素化ホウ素ナトリウム、フェノール類等を使用することができる。
また、前記無電解めっき液としては、必要に応じて、酢酸、蟻酸等のモノカルボン酸;マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマール酸等のジカルボン酸;リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、グルコン酸、クエン酸等のヒドロキシカルボン酸;グリシン、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸等のアミノ酸;イミノジ酢酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミンジ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸等のアミノポリカルボン酸等の有機酸、これらの有機酸の可溶性塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等)、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのアミン等の錯化剤を含有するものであってもよい。
前記めっき核剤中のめっき核が担持されたプライマー層(X)の表面に、前記無電解めっき液を接触する際の前記無電解めっき液の温度は、概ね20℃〜98℃の範囲であることが好ましい。
また、電解めっき処理工程は、例えば前記めっき核が担持されたプライマー層(X)の表面、または、前記無電解処理によって形成された無電解めっき層(被膜)の表面に、電解めっき液を接触した状態で通電することにより、前記電解めっき液中に含まれる銅等の金属を、負極に設置した前記プライマー層(X)または前記無電解処理によって形成された無電解めっき層(被膜)の表面に析出させ、電解めっき被膜(金属被膜)を形成する工程である。
前記電解めっき液としては、銅、ニッケル、クロム、コバルト、スズ等の金属からなる導電性物質と、硫酸等と、水性媒体とを含むものを使用することができる。
前記めっき核剤中のめっき核が担持された前記プライマー層(X)の表面に、前記電解めっき液を接触する際の前記電解めっき液の温度は、概ね20℃〜98℃の範囲であることが好ましい。
前記したような無電解めっき処理及び電解めっき処理の工程では、前記したような強酸または強アルカリ性のめっき液を使用する場合が多いため、通常の前記プライマー層(X)では、その前記プライマー層(X)が侵され、前記前記プライマー層(X)の支持体からの剥離を引き起こす場合が多い。
一方、前記めっき核剤等の流動体(a)を用いて印刷した後に、前記前記プライマー層(X)中の架橋構造を形成したものについては、前記めっき処理工程において、支持体に対する前記プライマー層(X)の剥離を引き起こすことがない。特に、前記支持体がポリイミド樹脂等からなるものであっても、前記プライマー層(X)の剥離を引き起こすことがないため、前記導電性パターンの製造に極めて好適に使用することができる。
以上のような導電性パターンは、例えば、銀インク等を用いた電子回路の形成、有機太陽電池や電子書籍端末、有機EL、有機トランジスタ、フレキシブルプリント基板、RFID等を構成する各層、周辺配線の形成、プラズマディスプレイの電磁波シールドの配線等を製造する際の導電性パターン、より具体的には回路基板の形成に好適に使用することが可能である。
また、前記方法で得られた導電性パターンのうち、導電性インクまたはめっき核剤等の流動体(a)を塗布(印刷)した後に、その前記プライマー層(X)中に架橋構造を形成して得られた導電性パターンは、めっき処理工程を経た場合であっても、前記プライマー層(X)の支持体からの剥離等を引き起こすことなく、良好な導電性を維持可能なレベルの、格段に優れた耐久性を付与できることから、銀インク等を用いた電子回路、集積回路等に使用される回路形成用基板の形成、有機太陽電池、電子書籍端末、有機EL、有機トランジスタ、フレキシブルプリント基板、RFID等を構成する各層、周辺配線の形成、プラズマディスプレイの電磁波シールドの配線等のうち、特に耐久性の求められる用途に好適に使用することができる。特に、前記めっき処理の施された導電性パターンは、長期間にわたり断線等を引き起こすことなく、良好な導電性を維持可能な信頼性の高い配線パターンを形成できることから、例えば、一般に銅張積層板(CCL:Copper Clad Laminate)といわれ、フレキシブルプリント基板(FPC)、テープ自動ボンディング(TAB)、チップオンフィルム(COF)、及びプリント配線板(PWB)等の用途に使用することが可能である。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
[調製例1]プライマー1の調製
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水115質量部、ラテムルE−118B(花王(株)製:有効成分25質量%)4質量部を入れ、窒素を吹き込みながら75℃まで昇温した。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水115質量部、ラテムルE−118B(花王(株)製:有効成分25質量%)4質量部を入れ、窒素を吹き込みながら75℃まで昇温した。
撹拌下、反応容器中にメタクリル酸メチル60質量部、メタクリル酸3質量部、アクリル酸n−ブチル37質量部からなるビニル単量体混合物とアクアロンKH−1025(第一工業製薬(株)製:有効成分25質量%)4質量部と脱イオン水15質量部とを混合して得られたモノマープレエマルジョンの一部(5質量部)を添加し、続いて過硫酸カリウム0.1質量部を添加し、反応容器内温度を75℃に保ちながら60分間で重合させた。
次いで、反応容器内の温度を75℃に保ちながら、残りのモノマープレエマルジョン(114質量部)と、過硫酸カリウムの水溶液(有効成分1.0質量%)30質量部とを、各々別の滴下漏斗を使用して、180分間かけて滴下した。滴下終了後、同温度にて60分間撹拌した。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、反応容器中の水分散体のpHが8.5になるようにアンモニア水(有効成分10質量%)を使用した。
ついで、不揮発分が30.0質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー1を調製した。
[調製例2]プライマー2の調製
はじめに、温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、ポリエチレングリコール−ジグリシジルエーテル(エポキシ当量185g/当量。)543質量部を仕込んだ後、フラスコ内を窒素置換した。次いで、前記フラスコ内の温度が70℃になるまでオイルバスを用いて加熱した後、滴下装置を使用してジ−n−ブチルアミン380質量部を30分間で滴下し、滴下終了後、70℃で10時間反応させた。反応終了後、赤外分光光度計(FT/IR−460Plus、日本分光株式会社製)を用いて、反応生成物のエポキシ基に起因する842cm−1付近の吸収ピークが消失していることを確認し、3級アミノ基を有するポリオールK(アミン当量315g/当量、水酸基当量315g/当量。)を調製した。
はじめに、温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、ポリエチレングリコール−ジグリシジルエーテル(エポキシ当量185g/当量。)543質量部を仕込んだ後、フラスコ内を窒素置換した。次いで、前記フラスコ内の温度が70℃になるまでオイルバスを用いて加熱した後、滴下装置を使用してジ−n−ブチルアミン380質量部を30分間で滴下し、滴下終了後、70℃で10時間反応させた。反応終了後、赤外分光光度計(FT/IR−460Plus、日本分光株式会社製)を用いて、反応生成物のエポキシ基に起因する842cm−1付近の吸収ピークが消失していることを確認し、3級アミノ基を有するポリオールK(アミン当量315g/当量、水酸基当量315g/当量。)を調製した。
次に、温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、ネオペンチルグリコールと1,4−ブタンジオールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールP(数平均分子量2,000)を1070質量部、酢酸エチルを770質量部加え、攪拌しながら70℃に昇温した。攪拌混合後、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート281質量部とオクチル酸第一錫0.2質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
反応終了後、前記で得た3級アミノ基を有するポリオールKを84質量部添加し、4時間反応させた後、架橋構造を形成しうる成分として「アミノシランA1100」〔日本ユニカー株式会社製、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン〕36質量部を添加して、1時間反応させることにより、シリル基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。次いで、前記ウレタンプレポリマー溶液にN−アミノエチルエタノールアミン38質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行うことによって、カチオン性ウレタン樹脂の有機溶剤溶液を得た。
次に、酢酸エチルを1710質量部及び酢酸22質量部を添加し、45℃で1時間保持した後、40℃に冷却し、イオン交換水3850質量部を添加することにより、水分散体を調製した。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるプライマー2を調製した。
[調製例3]プライマー3の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールQ(前記ポリエステルポリオールQ中の水酸基当量1000g/当量)を100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、及び、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールQ(前記ポリエステルポリオールQ中の水酸基当量1000g/当量)を100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、及び、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次に、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にトリエチルアミンを13.3質量部加えることで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水380質量部を加え十分に攪拌することにより、ウレタンプレポリマーの水性分散液を得た。
次に、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を8.8質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、エージング・脱溶剤することによって不揮発分30質量%のウレタン樹脂(L−1)の水性分散液を得た。ここで得られたウレタン樹脂(L−1)は、酸価が30、重量平均分子量が53,000であった。
次に、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−1)の水性分散体100質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50質量部、アクリル酸n−ブチル50質量部を含有する単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−1)からなるシェル層と、前記単量体混合物が重合して形成されるビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20.0質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー3を調製した。
[調製例4]プライマー4の調製
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−1)の水分散体100質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50.0質量部、アクリル酸n−ブチル45.0質量部、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド5質量部を含む単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−1)からなるシェル層と、前記単量体混合物が重合して形成されるビニル重合体からなるコア層とによって構成される複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20.0質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー4を調製した。
[調製例5]プライマー5の調製
攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−1)の水分散体333質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50質量部、アクリル酸n−ブチル45質量部、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド5質量部を含む単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−1)からなるシェル層と、前記単量体混合物が重合して形成されるビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー5を調製した。
[調製例6]プライマー6の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールQ(前記ポリエステルポリオール中の水酸基当量1000g/当量)100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールQ(前記ポリエステルポリオール中の水酸基当量1000g/当量)100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次に、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液に、「アミノシランA1100」〔日本ユニカー株式会社製、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン〕10質量部を混合し、前記ウレタンプレポリマーとγ−アミノプロピルトリエトシキシランとを反応させることで、ウレタン樹脂の有機溶剤溶液を得た。
次に、前記ウレタン樹脂の有機溶剤溶液にトリエチルアミンを13.3質量部加えることで前記ウレタン樹脂が有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水380質量部を加え十分に攪拌することによりウレタン樹脂の水性分散液を得た。
次に、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を8.8質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、次いでエージング・脱溶剤することによって、不揮発分30質量%のウレタン樹脂(L−2)の水性分散液を得た。ここで得られたウレタン樹脂(L−2)は、酸価が30、重量平均分子量が88,000であった。
次に、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−2)の水分散体100質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50質量部、アクリル酸n−ブチル50質量部を含む単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−2)からなるシェル層と、前記単量体混合物が重合して形成されるビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー6を調製した。
[調製例7]プライマー7の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、エチレングリコールと1,4−ブタンジオールと1,4−ブタンジオールとイソフタル酸とテレフタル酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールS(前記ポリエステルポリオールS中の水酸基当量840g/当量)を64質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸7質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール6質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート47質量部を、メチルエチルケトン80質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、エチレングリコールと1,4−ブタンジオールと1,4−ブタンジオールとイソフタル酸とテレフタル酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールS(前記ポリエステルポリオールS中の水酸基当量840g/当量)を64質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸7質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール6質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート47質量部を、メチルエチルケトン80質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次に、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にトリエチルアミンを5質量部加えることで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水264質量部を加え十分に攪拌することにより、ウレタンプレポリマーの水性分散液を得た。
次に、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を5.6質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、次いでエージング・脱溶剤することによって、不揮発分30質量%でウレタン樹脂(L−3)の水性分散液を得た。ここで得られたウレタン樹脂(L−3)は、酸価が30、重量平均分子量が50,000であった。
次に、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−3)の水分散体100質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50質量部、アクリル酸n−ブチル50質量部を含有する単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−3)からなるシェル層と、前記ビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー7を調製した。
[調製例8]プライマー8の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール(前記ポリカーボネートポリオール中の水酸基当量1000g/当量)を100質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸9.7質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール5.5質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート51.4質量部を、メチルエチルケトン111質量部の中で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール(前記ポリカーボネートポリオール中の水酸基当量1000g/当量)を100質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸9.7質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール5.5質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート51.4質量部を、メチルエチルケトン111質量部の中で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にトリエチルアミンを7.3質量部加えることで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水355質量部を加え十分に攪拌することにより、ウレタンプレポリマーの水性分散液を得た。
次いで、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を4.3質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、次いでエージング・脱溶剤することによって不揮発分30質量%でウレタン樹脂(L−4)の水性分散液を得た。ここで得られたウレタン樹脂(L−4)は、酸価が30、重量平均分子量が61,000であった。
次に、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L−4)の水分散体100質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、メタクリル酸メチル50質量部、アクリル酸n−ブチル50質量部を含有する単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L−4)からなるシェル層と、前記ビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、プライマー8を調製した。
[調製例9]比較例用のプライマー9の調製
[調製例9]比較例用のプライマー9の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとイソフタル酸とテレフタル酸とを反応させて得られたポリエステルポリオールS(前記ポリエステルポリオールS中の水酸基当量840g/当量)を64質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸7質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール6質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート47質量部を、メチルエチルケトン80質量部の中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にトリエチルアミンを5質量部加えることで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水264質量部を加え十分に攪拌することにより、ウレタンプレポリマーの水性分散液を得た。
次いで、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を5.6質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、次いでエージング・脱溶剤することによって、不揮発分30質量%でpHが8であるウレタン樹脂(L’−5)の水性分散液からなる比較例用のプライマー9を得た。前記ウレタン樹脂(L’−5)は、酸価が30、重量平均分子量が50,000であった。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、比較例用のプライマー7を調製した。
[調製例10]比較例用のプライマー10の調製
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、数平均分子量600のポリエチレングリコールを100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部との中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
はじめに、温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、数平均分子量600のポリエチレングリコールを100質量部、2,2―ジメチロールプロピオン酸17.6質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール21.7質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート106.2質量部を、メチルエチルケトン178質量部との中で反応させることによって、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にトリエチルアミンを13.3質量部加えることで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和し、さらに水380質量部を加え十分に攪拌することにより、ウレタンプレポリマーの水性分散液を得た。
次いで、前記水性分散液に、25質量%のエチレンジアミン水溶液を8.8質量部加え、攪拌することによって、ウレタン樹脂を鎖伸長させ、次いでエージング・脱溶剤することによって、不揮発分30質量%のウレタン樹脂(L’−6)の水性分散液を得た。ここで得られたウレタン樹脂(L’−6)は、酸価が30、重量平均分子量が30,000であった。
次に、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、単量体混合物滴下用滴下漏斗、重合触媒滴下用滴下漏斗を備えた反応容器に脱イオン水140質量部、前記で得たウレタン樹脂(L’−6)の水分散体333質量部を入れ、窒素を吹き込みながら80℃まで昇温した。
80℃まで昇温した反応容器内に、攪拌下、アクリル酸エチル100質量部を含有する単量体混合物と、過硫酸アンモニウム水溶液(不揮発分0.5質量%)20質量部を別々の滴下漏斗から、反応容器内温度を80±2℃に保ちながら120分間かけて滴下し重合した。
滴下終了後、同温度にて60分間攪拌することによって、前記ウレタン樹脂(L’−6)からなるシェル層と、前記ビニル重合体からなるコア層とによって構成されるウレタン−アクリル複合樹脂粒子の水分散体を得た。
前記反応容器内の温度を40℃に冷却し、ついで、不揮発分が20質量%になるように脱イオン水を使用した後、200メッシュ濾布で濾過することによって、比較例用のプライマー10を調製した。
[プライマーを用いて形成された塗膜のエタノール吸収率の測定方法]
前記エタノール吸収率は、前記プライマーを用いて得られた塗膜の質量に対する、前記塗膜が吸収するエタノールの質量割合である。
前記エタノール吸収率は、前記プライマーを用いて得られた塗膜の質量に対する、前記塗膜が吸収するエタノールの質量割合である。
前記プライマーを、アプリケーターを用いて離型紙表面に塗布し、乾燥した後、前記離型紙を除去することによって、縦3cm、横3cm及び厚み50μmの塗膜を作成した。
次に、前記で得た塗膜の質量を測定した。
次に、前記塗膜を、25℃の環境下で、25℃に調整したエタノール30g中に浸漬した。
次に、前記塗膜を前記エタノール中に浸漬した時から30秒後に、前記塗膜をエタノール中から取り出し、それを、ベンコットを3枚重ねた上に置き、その上にベンコットを3枚重ね、さらに500gの分銅を載せた状態で、10秒放置した。
前記10秒後、塗膜の質量を測定することによって、前記浸漬後の塗膜に吸収されたエタノールの質量を求めた。
次に、前記浸漬後の塗膜に吸収されたエタノールの質量を、前記浸漬前の塗膜の質量で除し、100を乗じることによって得られた質量割合を、前記エタノールの吸収率とした。
[流動体(a−1)の調製]
エタノール30質量部と、イオン交換水37質量部とグリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−1)を調製した。
エタノール30質量部と、イオン交換水37質量部とグリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−1)を調製した。
[流動体(a−2)の調製]
エタノール15質量部と、イオン交換水40質量部と、グリセリン15質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−2)を調製した。
エタノール15質量部と、イオン交換水40質量部と、グリセリン15質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−2)を調製した。
[流動体(a−3)の調製]
エタノール20質量部と、1,3−ブチレングリコール25質量部と、イオン交換水15質量部と、グリセリン10質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−3)を調製した。
[流動体(a−4)の調製]
エタノール30質量部と、1,3−ブチレングリコール37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−4)を調製した。
[流動体(a−5)の調製]
エタノール30質量部と、エチレングリコール37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−5)を調製した。
[流動体(a−6)の調製]
エタノール10質量部と、イオン交換水6質量部と、グリセリン4質量部と、平均粒径30nmの銀粒子80質量部を攪拌機ディスパーサーで混合攪拌することによって、導電性インクである流動体(a−6)を調製した。
エタノール20質量部と、1,3−ブチレングリコール25質量部と、イオン交換水15質量部と、グリセリン10質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−3)を調製した。
[流動体(a−4)の調製]
エタノール30質量部と、1,3−ブチレングリコール37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−4)を調製した。
[流動体(a−5)の調製]
エタノール30質量部と、エチレングリコール37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子30質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a−5)を調製した。
[流動体(a−6)の調製]
エタノール10質量部と、イオン交換水6質量部と、グリセリン4質量部と、平均粒径30nmの銀粒子80質量部を攪拌機ディスパーサーで混合攪拌することによって、導電性インクである流動体(a−6)を調製した。
[流動体(a’−1)の調製]
イオン交換水37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子60質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a’−1)を調製した。
イオン交換水37質量部と、グリセリン3質量部からなる混合溶媒に、平均粒径30nmの銀粒子60質量部を分散させ、ミクロポアフィルターで濾過することによって、導電性インクである流動体(a’−1)を調製した。
実施例1<導電性パターンの作製>
前記で得たプライマー1を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面全面に、乾燥後の塗膜の膜厚が3μmとなるように、バーコーターを用いて塗布した。次いで、熱風乾燥機を用いて70℃で3分間乾燥することによって、前記支持体の表面に塗膜が形成した受容基材(1)を得た。
前記で得たプライマー1を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面全面に、乾燥後の塗膜の膜厚が3μmとなるように、バーコーターを用いて塗布した。次いで、熱風乾燥機を用いて70℃で3分間乾燥することによって、前記支持体の表面に塗膜が形成した受容基材(1)を得た。
前記で得た受容基材(1)を構成する前記プライマーを用いて形成された塗膜の表面に、前記流動体(a−1)及び前記流動体(a−2)を、インクジェットプリンター(コニカミノルタIJ(株)製インクジェット試験機EB100、評価用プリンタヘッドKM512L、吐出量42pl)を用い、それぞれ、縦3cm、横1cmの長方形の範囲(面積)を、膜厚0.5μmで印刷し、次いで120℃の条件下で30分間乾燥することによって2種類の導電性パターンを得た。
また、前記で得た受容基材(1)を構成する前記プライマーを用いて形成された塗膜の表面に、前記流動体(a−3)をメタルメッシュ250のスクリーン版を用いて、縦3cm、横1cmの長方形の範囲(面積)を、膜厚1μm印刷し、次いで120℃の条件下で30分間乾燥することによって導電性パターンを得た。
実施例2<導電性パターンの作製>
前記プライマー1の代わりに、プライマー2を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層及びそれを形成する塗膜は、架橋構造を有するものであった。
前記プライマー1の代わりに、プライマー2を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層及びそれを形成する塗膜は、架橋構造を有するものであった。
実施例3<導電性パターンの作製>
前記プライマー1の代わりに、プライマー3を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。
前記プライマー1の代わりに、プライマー3を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。
実施例4<導電性パターンの作製>
前記プライマー1の代わりに、プライマー4を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層は、前記流動体の塗布後に架橋構造を形成したものであった。
前記プライマー1の代わりに、プライマー4を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層は、前記流動体の塗布後に架橋構造を形成したものであった。
実施例5<導電性パターンの作製>
前記プライマー1の代わりに、プライマー5を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層は、前記流動体の塗布後に架橋構造を形成したものであった。
前記プライマー1の代わりに、プライマー5を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層は、前記流動体の塗布後に架橋構造を形成したものであった。
実施例6<導電性パターン3種類の作製>
前記プライマー1の代わりに、プライマー6を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層及びそれを形成する塗膜は、架橋構造を有するものであった。
前記プライマー1の代わりに、プライマー6を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、3種類の導電性パターンを得た。前記導電性パターンを構成するプライマー層及びそれを形成する塗膜は、架橋構造を有するものであった。
比較例1<導電性パターンの作製>
前記プライマー1の代わりに、比較例用のプライマー9を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、(6)導電性パターンを得た。
前記プライマー1の代わりに、比較例用のプライマー9を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、(6)導電性パターンを得た。
比較例2<導電性パターン(2’)の作製>
前記プライマー1の代わりに、比較例用のプライマー10を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、(6)導電性パターンを得た。
前記プライマー1の代わりに、比較例用のプライマー10を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、(6)導電性パターンを得た。
比較例3<導電性パターンの作製>
前記流動体(a−1)〜流動体(a−3)の代わりに、前記流動体(a’−1)を使用すること以外は、実施例3と同様の方法で、1種類の導電性パターンを得た。
前記流動体(a−1)〜流動体(a−3)の代わりに、前記流動体(a’−1)を使用すること以外は、実施例3と同様の方法で、1種類の導電性パターンを得た。
[プライマー層と導電層との密着性の評価方法]
前記方法で得られた導電性パターンを構成する導電層の表面にセロハン粘着テープ(ニチバン(株)製,CT405AP−24,24mm)を指で圧着した後、前記セロハン粘着テープを剥離した。剥離したセロハン粘着テープの粘着面を目視で観察し、その付着物の有無に基づいて前記密着性を評価した。
前記方法で得られた導電性パターンを構成する導電層の表面にセロハン粘着テープ(ニチバン(株)製,CT405AP−24,24mm)を指で圧着した後、前記セロハン粘着テープを剥離した。剥離したセロハン粘着テープの粘着面を目視で観察し、その付着物の有無に基づいて前記密着性を評価した。
前記剥離したセロハン粘着テープの粘着面に、導電性パターンを構成する導電層が全く付着していなかったものを「A」、導電層のごく一部の付着がみられたものの、導電性パターン(線部)の断線を生じていないものを「B」、導電層全体の面積に対し約30%〜50%の範囲の導電層が前記粘着面へ付着し、断線が生じていたものを「C」、導電層全体の面積に対し約50%以上の範囲の導電層が前記粘着面へ付着し、断線が生じていたものを「D」と評価した。
[導電性(抵抗値)の評価方法]
前記で得た導電性パターンの表面に形成された縦3cm、横1cmの長方形の範囲の導電性物質からなる層表面の体積抵抗率を、ロレスタ指針計(三菱化学(株)製MCP−T610)を用いて測定した。体積抵抗率が5×10−6Ω・cm未満であったものを「A」、5×10−6以上9×10−6Ω・cm未満であり十分使用可能なレベルであるものを「B」、9×10−6以上5×10−5Ω・cm未満であって使用可能であるレベルのものを「C」、5×10−5以上9×10−5Ω・cm未満であるものを「D」、9×10−5以上であって実用上使用することが困難であるものを「E」と評価した。
前記で得た導電性パターンの表面に形成された縦3cm、横1cmの長方形の範囲の導電性物質からなる層表面の体積抵抗率を、ロレスタ指針計(三菱化学(株)製MCP−T610)を用いて測定した。体積抵抗率が5×10−6Ω・cm未満であったものを「A」、5×10−6以上9×10−6Ω・cm未満であり十分使用可能なレベルであるものを「B」、9×10−6以上5×10−5Ω・cm未満であって使用可能であるレベルのものを「C」、5×10−5以上9×10−5Ω・cm未満であるものを「D」、9×10−5以上であって実用上使用することが困難であるものを「E」と評価した。
[無電解めっき処理後の密着性の評価方法]
前記実施例1及び比較例1〜3で得た導電性パターンを、キャタリスト浴(奥野製薬工業株式会社製OPC−SALM/OPC−80)に5分間浸漬した後、水洗いした。
前記実施例1及び比較例1〜3で得た導電性パターンを、キャタリスト浴(奥野製薬工業株式会社製OPC−SALM/OPC−80)に5分間浸漬した後、水洗いした。
次いで、それを、25℃に調整したアクセラレーター浴(奥野製薬工業株式会社製OPC−555)に5分間浸漬し、水洗した後、30℃に調整した無電解銅めっき浴(奥野製薬工業株式会社製 ATSアドカッパー)に浸漬し、水洗することによって、厚みが8μmのめっき層を形成した。
これにより、前記めっき核の担持された表面に、銅からなるめっき被膜が形成された導電性パターンからなるめっき構造体を得た。
前記で得ためっき構造体のめっき層の表面に、セロハン粘着テープ(ニチバン(株)製,CT405AP−24,24mm)を指で圧着した後、前記セロハン粘着テープを、めっき構造体の表面に対して90度方向に剥離した。剥離したセロハン粘着テープの粘着面を目視で観察し、その付着物の有無に基づいて前記密着性を評価した。
前記剥離したセロハン粘着テープの粘着面に、付着物が全く見られなかったものを「A」、粘着テープの貼付面積に対して約5%未満の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「B」、粘着テープの貼付面積に対して約5%以上50%未満の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「C」、粘着テープの貼付面積に対して約50%以上の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「D」と評価した。
[電解めっき処理後の密着性の評価方法]
前記実施例1及び比較例1〜3で得た導電性パターンの表面(導電層)を陰極に設定し、含リン銅を陽極に設定し、硫酸銅を含む電気めっき液を用いて電流密度2A/dm2で15分間電気めっきを行うことによって、前記導電層の表面に、厚み8μmの銅めっき層を積層した。前記電気めっき液としては、硫酸銅70g/リットル、硫酸200g/リットル、塩素イオン50mg/リットル、トップルチナSF(奥野製薬工業株式会社製の光沢剤)5g/リットルを使用した。
前記実施例1及び比較例1〜3で得た導電性パターンの表面(導電層)を陰極に設定し、含リン銅を陽極に設定し、硫酸銅を含む電気めっき液を用いて電流密度2A/dm2で15分間電気めっきを行うことによって、前記導電層の表面に、厚み8μmの銅めっき層を積層した。前記電気めっき液としては、硫酸銅70g/リットル、硫酸200g/リットル、塩素イオン50mg/リットル、トップルチナSF(奥野製薬工業株式会社製の光沢剤)5g/リットルを使用した。
以上の方法によって、めっき構造体の銅からなるめっき被膜の表面に、銅からなるめっき被膜が積層しためっき構造体を得た。
前記で得ためっき構造体のめっき膜表面に、セロハン粘着テープ(ニチバン(株)製,CT405AP−24,24mm)を指で圧着した後、前記セロハン粘着テープを、めっき構造体の表面に対して90度方向に剥離した。剥離したセロハン粘着テープの粘着面を目視で観察し、その付着物の有無に基づいて前記密着性を評価した。
前記剥離したセロハン粘着テープの粘着面に、付着物が全く見られなかったものを「A」、粘着テープの貼付面積に対して約5%未満の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「B」粘着テープの貼付面積に対して約5%以上50%未満の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「C」、粘着テープの貼付面積に対して約50%以上の範囲でめっき層や導電層のいずれかが支持体から剥離し、粘着テープに付着したものを「D」と評価した。
<細線性の評価方法>
[導電性パターンの作製(インクジェット印刷法)]
調製例1〜10でそれぞれ得たプライマー1〜10を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面に、インクジェットプリンター(コニカミノルタIJ(株)製インクジェット試験機EB100、評価用プリンタヘッドKM512L、吐出量42pl)を用いて、それぞれ、線幅100μm、膜厚0.5μmの直線を約1cm印刷し、次いで150℃の条件下で30分間乾燥することによって、それぞれの導電性パターンを得た。
[導電性パターンの作製(スクリーン印刷法)]
調製例1〜10でそれぞれ得たプライマー1〜10を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面に、メタルメッシュ250のスクリーン版を用いて、それぞれ、線幅50μm、膜厚1μmの直線を約1cm印刷し、次いで150℃の条件下で30分間乾燥することによってそれぞれの導電性パターンを得た。
[細線性の評価方法]
前記方法で得た導電性パターンの表面に形成された細線状のパターン(印刷部)を、光学顕微鏡((株)キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX−100)を用いて観察し、その印刷部のにじみの有無を確認した。
具体的には、画線部の外縁部ににじみが見られず、印刷部と非印刷部との境界が明確であり、印刷部の外縁部と中央部とで高さに差が見られず印刷部全体として平滑であるものを「A」、印刷部の外縁部のごく一部に、若干のにじみが確認できたものの、全体として印刷部と非印刷部との境界が明確であり、印刷部全体が平滑であるものを「B」、印刷部(線部)の外縁部の約1/3以内の範囲に、若干のにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確であるものの、線部全体は平滑であり使用可能なレベルであるものを「C」、印刷部(線部)の外縁部の約1/3〜1/2程度の範囲でにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確となり、線部の外縁部と中央部とで平滑でなかったものを「D」、印刷部(線部)の外縁部の約1/2以上の範囲でにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確となり、線部の外縁部と中央部とで平滑でなかったものを「E」と評価した。
[導電性パターンの作製(インクジェット印刷法)]
調製例1〜10でそれぞれ得たプライマー1〜10を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面に、インクジェットプリンター(コニカミノルタIJ(株)製インクジェット試験機EB100、評価用プリンタヘッドKM512L、吐出量42pl)を用いて、それぞれ、線幅100μm、膜厚0.5μmの直線を約1cm印刷し、次いで150℃の条件下で30分間乾燥することによって、それぞれの導電性パターンを得た。
[導電性パターンの作製(スクリーン印刷法)]
調製例1〜10でそれぞれ得たプライマー1〜10を、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製Kapton200H,厚み50μm)からなる支持体の一方の表面に、メタルメッシュ250のスクリーン版を用いて、それぞれ、線幅50μm、膜厚1μmの直線を約1cm印刷し、次いで150℃の条件下で30分間乾燥することによってそれぞれの導電性パターンを得た。
[細線性の評価方法]
前記方法で得た導電性パターンの表面に形成された細線状のパターン(印刷部)を、光学顕微鏡((株)キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX−100)を用いて観察し、その印刷部のにじみの有無を確認した。
具体的には、画線部の外縁部ににじみが見られず、印刷部と非印刷部との境界が明確であり、印刷部の外縁部と中央部とで高さに差が見られず印刷部全体として平滑であるものを「A」、印刷部の外縁部のごく一部に、若干のにじみが確認できたものの、全体として印刷部と非印刷部との境界が明確であり、印刷部全体が平滑であるものを「B」、印刷部(線部)の外縁部の約1/3以内の範囲に、若干のにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確であるものの、線部全体は平滑であり使用可能なレベルであるものを「C」、印刷部(線部)の外縁部の約1/3〜1/2程度の範囲でにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確となり、線部の外縁部と中央部とで平滑でなかったものを「D」、印刷部(線部)の外縁部の約1/2以上の範囲でにじみが確認でき、その部分において印刷部と非印刷部との境界が一部で不明確となり、線部の外縁部と中央部とで平滑でなかったものを「E」と評価した。
エタノール吸収率が26質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例1記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との良好な密着性を有し、良好な細線性を有し、導電性に優れたものであった。
エタノール吸収率が28質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例2記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性に優れ、良好な細線性を有し、導電性にも優れたものであった。
エタノール吸収率が180質量%及び174質量%である受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例3及び4記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で特に優れたものであった。
エタノール吸収率が50質量%、21質量%及び100質量%である受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例5、6及び7記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性の点で特に優れ、細線性及び導電性も優れたものであった。
一方、エタノール吸収率が1質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した比較例1記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性の点で実用上十分でなく、細線性及び導電性の点で不十分であった。
エタノール吸収率が550質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した比較例2記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で実用上十分でなかった。
エタノール吸収率が180質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有しない流動体(a’−1)を用いて印刷することによって製造した比較例3記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で実用上十分でなかった。
エタノール吸収率が28質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例2記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性に優れ、良好な細線性を有し、導電性にも優れたものであった。
エタノール吸収率が180質量%及び174質量%である受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例3及び4記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で特に優れたものであった。
エタノール吸収率が50質量%、21質量%及び100質量%である受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した実施例5、6及び7記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性の点で特に優れ、細線性及び導電性も優れたものであった。
一方、エタノール吸収率が1質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した比較例1記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性の点で実用上十分でなく、細線性及び導電性の点で不十分であった。
エタノール吸収率が550質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有する流動体を用いて印刷することによって製造した比較例2記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で実用上十分でなかった。
エタノール吸収率が180質量%であるプライマー層を備えた受容基材にエタノールを含有しない流動体(a’−1)を用いて印刷することによって製造した比較例3記載の導電性パターンは、プライマー層と導電層との密着性、細線性及び導電性の点で実用上十分でなかった。
すなわち、本発明は、支持体の表面の一部または全部にプライマー(ただし、無機粒子を含むものを除く。)を塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布し、乾燥することによって得られる、支持体と、前記塗膜(x)を用いることによって形成されたプライマー層(X)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記塗膜(x)が、25℃の環境下においてエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものであることを特徴とする導電性パターンに関するものである。
本発明の導電性パターンは、支持体の表面の一部または全部にプライマー(ただし、無機粒子を含むものを除く。)を塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含む多価アルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布した後、加熱することによって得られる、支持体と、前記塗膜(x)が加熱されることによって形成したプライマー層(X)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記流動体(a)を塗布する前の前記塗膜(x)が、25℃の環境下でエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものであることを特徴とするものである。
また、本発明のプライマーとしては、無機粒子等の各種充填材等を含まない。
Claims (10)
- 支持体の表面の一部または全部にプライマーを塗布することによって塗膜(x)を形成し、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布し、乾燥することによって得られる、支持体と、前記塗膜(x)を用いることによって形成されたプライマー層(X)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンであって、前記塗膜(x)が、25℃の環境下でエタノールを、前記塗膜(x)の質量に対して20質量%〜500質量%吸収するものであることを特徴とする導電性パターン。
- 25℃の環境下で前記塗膜(x)をエタノール中に浸漬した時から1分後に、前記塗膜(x)が、前記塗膜(x)の質量に対して、20質量%〜500質量%のエタノールを吸収するものである請求項1に記載の導電性パターン。
- 前記モノアルコール(a1−1)が、前記流動体(a)の全量に対して5%質量部〜70%質量部の範囲で含まれる請求項1に記載の導電性パターン。
- 前記塗膜(x)が、ポリカーボネート構造を有するウレタン樹脂、脂肪族ポリエステル構造を有するウレタン樹脂、ウレタン−アクリル複合樹脂、及び、メタクリル酸メチル由来の構造単位を有するアクリル樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂(x−1)を含有する層である請求項1に記載の導電性パターン。
- 前記塗膜(x)が架橋構造を有するものである請求項1または5に記載の導電性パターン。
- 前記架橋構造の形成に関与する架橋性官能基が、メチロールアミド基及びアルコキシメチルアミド基からなる群より選ばれる1種以上の熱架橋性官能基である請求項6に記載の導電性パターン。
- 前記導電性物質を含む層(Y)の表面に、更にめっき層(Z)を有する請求項1記載の導電性パターン。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電性パターンからなる導電回路。
- 支持体の表面の一部または全部に、プライマーを塗布し乾燥することによって、前記プライマーを用いて形成される塗膜(x)の質量に対して、エタノールを20質量%〜500質量%吸収する塗膜(x)を形成し、次いで、前記塗膜(x)の表面の一部または全部に、炭素原子数1〜4を有するモノアルコール(a1−1)を含むアルコール(a1)と導電性物質(a2)とを含有する流動体(a)を塗布し、加熱することを特徴とする、支持体と、前記塗膜(x)が加熱されることによって形成したプライマー層(X−1)と、前記導電性物質(a2)を含む層(Y)とが積層された導電性パターンの製造方法。
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