KR101951129B1 - 광경화형 도전성 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

(A) 도전성 필러, (B) 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류를 포함하는 광중합 수지 전구체, (C) 알키드 수지, (D) 2종 이상의 광중합 개시제 및 (E) 고분자 분산제를 함유하고, (A) 도전성 필러의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 70 내지 90질량%이고, 또한 상기 도전성 필러의 50질량% 이상이 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포 50% 입경이 0.3 내지 3.0㎛인 은분이고, (B) 광중합 수지 전구체의 총 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 10 내지 24질량%이고, 또한 상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머의 배합량이 상기 해당 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 5질량% 이하이고, (C) 알키드 수지의 배합량이 상기 해당 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 1 내지 10질량%인 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물.

Description

광경화형 도전성 잉크 조성물 {PHOTOCURABLE ELECTROCONDUCTIVE INK COMPOSITION}
본 발명은 스크린 인쇄할 때에 사용되는 광경화형 도전성 잉크 조성물에 관한 것으로, 상세하게는, 스크린 인쇄에 의해 각종 기재에 전자 회로를 형성하는 경우에 있어서, 양호한 인쇄 정밀도, 밀착성, 및 안정된 도전성을 얻을 수 있고, 자외선 등의 활성 에너지선에 의해, 가열하지 않고 경화할 수 있는, 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물에 관한 것이다.
차세대의 인쇄 기술로서, 「프린티드 일렉트로닉스 기술」이 주목을 모으고 있다. 이는, 인쇄 기술(스크린 인쇄, 플렉소 인쇄, 그라비아 인쇄 등)을 구사하여 전자 디바이스를 제조하는 기술로서 알려지고, 전자 디바이스의 더 한층의 경량화, 소형화, 플렉시블화, 대면적화, 더욱이 저비용화, 대량 생산, 에너지 절약화, 화학 물질의 사용량 삭감 등의 요구에 부응하는 것이 가능한 점에서, 최근, 왕성하게 연구가 진행되고 있다. 이미, 프린티드 일렉트로닉스 기술을 이용하여, 멤브레인 스위치, RF-ID 등의 배선, 디스플레이, 플렉시블 태양 전지, 센서, 전자 페이퍼 등, 광범위하게 걸치는 제품이 실용화되어 있고, 금후, 점점 큰 시장 형성, 경제 효과가 예상되고 있다.
그러나, 프린티드 일렉트로닉스 기술에 의해, 도전성 잉크를 사용하여 기재에 전자 회로를 인쇄하는 경우, 종래의 도전성 잉크에서는, 최저라도 50 내지 120℃ 정도에서 가열하여 경화 또는 건조시킬 필요가 있고, 가열 프로세스가 필수 조건이었다.
그런데, 가열을 필요로 하는 도전성 잉크에서는 PET 필름과 같이 열에 약한 기재에 적용할 수 없다. 그로 인해, 열에 약한 기재라도 회로 형성을 할 수 있도록, 가열 불필요의 도전성 잉크를 개발하는 것이, 프린티드 일렉트로닉스 기술의 과제였다.
따라서, 기재에 도포한 후, 가열하지 않고, 자외선에 의한 경화만으로 전자 회로를 형성할 수 있는 도전성 잉크가 개발되어 있다. 자외선만의 작용으로 도전성 잉크를 경화할 수 있으면, 가열 프로세스가 불필요해지는 것에 더하여, 고생산성, 저공해(환경), 작업 환경 양호(VOC 프리), 인쇄 품질 양호(고경도, 내후성) 등의 많은 유리성이 초래된다.
그와 같은 자외선 경화성의 도전성 잉크의 일례로서, 특허문헌 1에는 중합성 화합물, 광증감제, 도전성 물질, 소정의 인 화합물 및 상기 중합성 화합물에 가용인 포화 공중합 폴리에스테르를 포함하고, 상기 중합성 화합물과 상기 인 화합물을 소정의 비율로 배합한 것이 보고되어 있다.
그 밖의 예로서는, 특허문헌 2에 있어서, 플렉소 인쇄나 로트 그라비아 인쇄 등에 적합한, UV 경화성의 도전성 잉크로서, 우레탄아크릴레이트류 등의 1 이상의 올리고머, 디아크릴레이트나 트리아크릴레이트 등의 1 이상의 아크릴레이트 캐리어, 비닐에테르류 등의 1 이상의 반응성 단량체, 플레이크상 은분 등의 1 이상의 전도성 충전재 및 1 이상의 광개시제를 포함하는 조성물이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는 플렉소 인쇄나 스크린 인쇄에 적합한 도전성 잉크로서, 도전성 분말과, 활성 에너지선 경화형 수지와, 희석제를 필수 성분으로서 함유하는 활성 에너지선 경화형 도전성 잉크 조성물이며, 상기 활성 에너지선 경화형 수지가 다관능 우레탄아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 에너지선 경화형 도전성 잉크 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 도전성 잉크의 대부분은 양호한 도전성을 실현하기 위해 도전성 필러의 함유량을 증가시키면, 전사 미스나 마찰이 발생하기 쉬워지고, 그 결과, 전사 인쇄 후의 경화 후에 있어서 도통하고 있지 않은 것 등, 인쇄성, 인쇄 정밀도 등의 점에서 문제가 있었다.
또한, 도전성 필러의 함유량의 증가에 의해 자외선이 도전성 잉크 전체에 도달하지 않고, 그 결과, 인쇄한 도전성 잉크의 하면은 미경화의 상태 그대로인 것 등, 경화성의 점에서 문제가 있었다.
그 밖에, 자외선 경화 시에, 기재의 표면에 오존(220㎚ 이하의 파장의 광에서 산소로부터 생성됨)이 존재하면, 경화 저해가 발생하여, 충분히 경화시키는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
따라서, 본 출원인은 이들의 문제를 해결한 광경화형 도전성 잉크 조성물로서, 먼저, 특허문헌 4에 있어서, (A) 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, (B) 4관능의 아크릴레이트류 또는 3관능의 아크릴레이트류 중 어느 하나, 2관능의 아크릴레이트류 및 1관능의 아크릴레이트류를 포함하는 3종의 아크릴레이트류, (C) 도전성 필러, (D) 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 벤조페논 및 2,4-디에틸티오크산톤에서 선택되는 2종 이상의 광중합 개시제 및 (E) 고분자 분산제를 함유하고, (C) 도전성 필러의 배합량이 해당 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해 77 내지 85질량%이고, (C) 도전성 필러의 80질량% 이상이 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포 50% 입경이 5㎛를 초과하는 은분인 것을 특징으로 하는 광경화형 도전성 잉크 조성물을 제시했다.
일본 특허 공고 평03-44082호 공보 일본 특허 공개 제2008-260938호 공보 일본 특허 공개 제2007-119682호 공보 일본 특허 제5043226호 공보
상술한 특허문헌 4에 개시된 광경화형 도전성 잉크 조성물은 기재로의 인쇄성, 인쇄 정밀도, 밀착성이 양호하고, 또한 안정된 도전 특성을 나타내는 것이지만, 특히 플렉소 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄 등, 고속 인쇄 방법에 적합한 것이었다. 또한, 도전성 잉크는 사용하는 인쇄 방법에 따라, 그것에 적합한 요구 성능을 구비할 필요가 있다.
그런데, 인쇄에는 다양한 인쇄 방법이 실용화되어 있지만, 그 중 하나인 스크린 인쇄는 공판(스크린판)을 사용하는 대표적인 인쇄법이다. 이는, 스크린판의 하측에 기재(피인쇄물)를 두고 상측에 잉크를 적재하여, 스퀴지라고 칭하는 탄성체의 주걱을 상면으로부터 하방으로 압박하면서 미끄럼 이동시켜, 천공 부분의 공간으로부터 잉크를 압출하고, 피인쇄물에 잉크를 전사시키는 인쇄 방법이다. 이 스크린 인쇄는 플렉소 인쇄 등의 고속 인쇄와는 달리, 인쇄 속도가 비교적 느리기 때문에, 대량 생산품보다는, 소량ㆍ중량 생산품의 인쇄에 적합하다. 또한, 스크린 인쇄에서 사용되는 잉크는 플렉소 인쇄 등의 고속 인쇄에서 사용되는 잉크와는 달리, 일반적으로 점도가 높고, 기재에 도포된 잉크 도막의 막 두께도 크다.
이밖에, 스크린 인쇄는 사용되는 스크린판이 유연성이 풍부하고, 또한 일반적으로 인쇄압이 매우 낮으므로, 폭넓은 기재에 적용이 가능하다. 게다가, 잉크의 선택 가능한 범위가 넓으므로, 대부분의 경우에 있어서, 요구되는 기능을 발휘하는 잉크를 선택, 사용할 수 있고, 특히 기능성의 잉크를 도포하기 위한 대표적인 인쇄법이 되어 있다. 또한, 제판 공정이 간단하고 스크린판을 저렴하게 제작할 수 있으므로, 라이프 사이클이 짧은 제품이나 디자인이 상이한 개별 설계의 제품 등에 적합하고, 특히 소량 다품종의 제품의 제조에 유리하다.
이와 같이, 스크린 인쇄는 다른 인쇄 방법에는 없는 다수의 이점을 구비하고 있으므로, 폭넓은 범위의 제품에 이용되어 있다.
그러나, 스크린 인쇄로 회로를 형성하는 경우, 플렉소 인쇄 등의 고속 인쇄와는 달리, 기재에 도포된 잉크 도막의 막 두께가 비교적 크고, 잉크의 점성이 높은 등의 이유로부터, 가열하지 않고 자외선 조사만으로 인쇄 회로를 경화시키는 것은 매우 어려운 기술이었다. 실제로, 스크린 인쇄에서 사용되어 있는 도전성 잉크는 그 대부분이 경화를 위해 가열을 필요로 하는 것이다. 그로 인해, 플렉소 인쇄 등의 고속 인쇄에 사용되는 비교적 저점도의 도전성 잉크를, 목적, 용도 등이 상이한 스크린 인쇄에 그대로 사용해도 양호한 인쇄성이나 경화성을 얻을 수는 없었다.
본 발명은 이러한 현 상황을 근거로 하여, 가열하지 않고 자외선 등의 에너지선을 조사하는 것만으로 순시에 경화시킬 수 있고, 전사 미스나 마찰의 발생이 없고, 고정밀의 인쇄가 가능해지도록, 기재로의 인쇄성, 인쇄 정밀도, 밀착성이 양호하고, 또한 안정된 도전 특성을 갖는 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해, 도전성 잉크를 구성하는 성분으로서, 알키드 수지를 사용하는 것에 착안하여, 예의 검토를 행한 결과, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
즉, 본 발명은,
(A) 도전성 필러,
(B) 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류를 포함하는 광중합 수지 전구체,
(C) 알키드 수지,
(D) 2종 이상의 광중합 개시제 및
(E) 고분자 분산제를 함유하는 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물이며,
(A) 도전성 필러의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 70 내지 90질량%이고, 또한 상기 도전성 필러의 50질량% 이상이 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포 50% 입경이 0.3 내지 3.0㎛인 은분이고,
(B) 광중합 수지 전구체의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 10 내지 24질량%이고, 또한 상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머의 배합량이 상기 해당 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 5질량% 이하이고,
(C) 알키드 수지의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 1 내지 10질량%인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물이다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 스크린 인쇄에 있어서, 가열하지 않고, 실온에서 자외선 등을 조사하는 것만으로 경화시킬 수 있으므로, 열에 약한 플라스틱 등의 기재에도 적용할 수 있고, 또한 각종 기재에 대한 인쇄성, 인쇄 정밀도, 밀착성이 양호하고, 또한 안정된 도전 특성을 나타낸다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 기본 구성은, 전술한 바와 같이, (A) 도전성 필러, (B) 광중합 수지 전구체, (C) 알키드 수지, (D) 광중합 개시제 및 (E) 고분자 분산제를 포함한다. 먼저, 각 성분에 대해 상세하게 설명한다.
(A) 성분은 도전성 필러이다. 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물에 있어서는, (A) 도전성 필러의 50질량% 이상을, 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포(PSD) 50% 입경이 0.3 내지 3.0㎛인 은분으로 구성한다. (A) 도전성 필러의 총 질량의 50질량% 이상을 차지하는 은분에 있어서, 상기 형상 이외의 은분을 채용한 경우, 충분한 경화성, 도전성, 유동성이 얻어지지 않게 될 우려가 있다. 또한, 은분의 입도 분포 50% 입경이 0.3㎛ 미만이면, 도전성 잉크용 조성물의 제작 후에 은분이 바로 응집하거나, 점도가 상승하기 쉬워질 뿐만 아니라, 광중합 반응이 불충분해져 인쇄 후의 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 은분의 입도 분포 50% 입경이 3.0㎛를 초과하면, 스크린판이 눈막힘을 일으켜, 작업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 입도 분포 50% 입경은, 예를 들어 동적 광산란(DLS), 레이저 회절, 침전법 등과 같은, 주지의 방법으로 측정할 수 있다.
(A) 도전성 필러의 은분로서는, 순은분, 은으로 표면 피복된 금속 입자, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 은분의 제조 방법도 특별히 제한되지 않고, 기계적 분쇄법, 환원법, 전해법, 기상법 등 임의이다. 은으로 표면 피복된 금속 입자는 은 이외의 금속을 포함하는 입자의 표면에, 도금 등의 방법에 의해 은의 피복층을 형성한 것이다.
(A) 도전성 필러에 있어서, 50질량% 이상을 차지하는, 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포(PSD) 50% 입경이 0.3 내지 3.0㎛인 은분과 병용할 수 있는 다른 도전성 필러로서는, 도전성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 금속이나 카본 나노 튜브 등이 바람직하다. 금속으로서는, 일반적인 도체로서 취급되는 금속의 분말은 모두 이용할 수 있다. 예를 들어, 니켈, 구리, 은, 금, 알루미늄, 크롬, 백금, 팔라듐, 텅스텐, 몰리브덴 등의 단체, 이들 2종 이상의 금속을 포함하는 합금, 이들 금속의 코팅품, 혹은 이들 금속의 화합물이고 양호한 도전성을 갖는 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 순은의 구상분 혹은 은으로 표면 피복된 구상 금속분을 사용하는 것이 바람직하다.
(A) 도전성 필러의 배합량은 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 70 내지 90질량%로 한다. 70질량% 미만이면, 충분한 도전성이 얻어지지 않게 될 우려가 있고, 한편, 90질량%를 초과하면, 저점도를 유지하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 바람직한 배합량은 70 내지 85질량%이다. 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은, (A) 도전성 필러의 배합량을 종래의 도전 페이스트에 비해 비교적 많게 하고, 또한 은분의 입도 분포 50% 입경 및 형상을 상기와 같이 규정한 것에 의해, 도전성 필러량이 많은 것에 비해서는 양호한 인쇄성을 나타내고, 또한 자외선 등에 의한 경화 시의 라디칼 중합 반응이 빠르게 진행하기 때문에, 도통이 상실되지 않아 양호한 도전성을 나타낸다.
(B) 성분은 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류를 포함하는 광중합 수지 전구체이다. 해당 우레탄아크릴레이트류의 올리고머의 기본 구조는 분자쇄의 중앙부에 위치하는 소프트 세그먼트(폴리올 부분)와, 그 양단에 위치하는 하드 세그먼트(아크릴레이트 부분과 이소시아네이트 부분)에 의해 구성된다. 해당 우레탄아크릴레이트류의 올리고머는 (B) 성분을 구성하는 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류와 함께 가교 고분자 망상 구조를 형성하고, 기재와의 밀착성이 우수한, 유연하고 강인한 막을 단시간에 형성한다. 또한, 본 발명은 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류의 조합을 채용한 것에 의해, (A) 도전성 필러의 배합량이 많음에도, 저점도를 유지할 수 있고, 광중합 반응이 방해되지 않고, 이에 의해 양호한 인쇄성, 인쇄 정밀도, 더욱 안정된 도전성을 얻을 수 있다.
상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머는 이소시아네이트 화합물과 에스테르계 폴리올 등의 다가 알코올과 수산기 함유 아크릴레이트를 반응시킴으로써 얻어진다. 여기서, 올리고머란, 단량체 단위가 2 내지 수십정도 반복된 중합체를 가리킨다. 또한, 본 명세서 중, 용어 「아크릴레이트」는 아크릴레이트와 메타크릴레이트의 양쪽을 포함하는 의미로서 사용한다. 또한, 올리고머 1분자 중에 포함되는 아크릴레이트 관능기의 수는 3 이상의 다관능인 것이 바람직하다.
상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머로서는, 예를 들어 도아 고세(주)제의 아로닉스M-1100, M-1200, M-1210, M-1310, M-1600, M-1960, 다이이치 고교 세이야쿠(주)제의 R1204, R1211, R1213, R1217, R1218, R1301, R1302, R1303, R1304, R1306, R1308, R1901, R1150 등, 다이셀ㆍ사이텍(주)제의 EBECRYL230, 270, 4858, 8402, 8804, 8807, 8803, 9260, 1290, 1290K, 5129, 4842, 8210, 210, 4827, 6700, 4450, 220 등, 신나카무라 가가쿠 고교(주)제의 NK올리고U-4HA, U-6HA, U-15HA, U-108A, U200AX 등을 들 수 있다.
상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머의 배합량은 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 5질량% 이하로 한다. 5질량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성(인쇄성)이 저하될 우려가 있다.
(B) 성분은 우레탄아크릴레이트류의 올리고머 외에, 전술한 바와 같이 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류로 구성된다. 해당 다관능의 아크릴레이트류는 4관능의 아크릴레이트류, 3관능의 아크릴레이트류 및 2관능의 아크릴레이트류에서 선택되는 적어도 1종의 아크릴레이트류이다. 특히, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물에 있어서는, 상기 다관능의 아크릴레이트류로서, 4관능의 아크릴레이트류 또는 3관능의 아크릴레이트류 중 어느 하나 및 2관능의 아크릴레이트류를 필수 성분으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 다관능의 아크릴레이트류로서, 4관능의 아크릴레이트류 및 2관능의 아크릴레이트류의 조합, 3관능의 아크릴레이트류 및 2관능의 아크릴레이트류의 조합, 혹은 4관능의 아크릴레이트류, 3관능의 아크릴레이트류 및 2관능의 아크릴레이트류의 모든 조합으로 하는 것이 바람직하다. 최적으로는, 상기 다관능의 아크릴레이트류로서, 4관능의 아크릴레이트류 또는 3관능의 아크릴레이트류 중 어느 하나 및 2관능의 아크릴레이트류의 조합이 사용된다.
상기 4관능의 아크릴레이트류로서는, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디글리세린테트라아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 3관능의 아크릴레이트류로서는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 글리세롤트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트, 프로폭시화 글리세릴트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 2관능의 아크릴레이트류로서는, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(200)디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(400)디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(600)디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(1000)디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(400)디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(700)디아크릴레이트, 1,3-부탄디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트, 비스페놀A에틸렌옥사이드 부가물 디아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 1관능의 아크릴레이트류로서는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 헥사데실아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 메톡시에틸아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 노닐페녹시에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 보르닐아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(B) 광중합 수지 전구체의 배합량은 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해 10 내지 24질량%로 하고, 특히 12 내지 24질량%가 바람직하다. 10질량% 미만에서는 경화성이 저하되는 경우가 있고, 24질량%를 초과하면 작업성(인쇄성)의 문제가 발생하는 경우가 있다.
(B) 광중합 수지 전구체에 있어서, 상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머를 제외한 부분이, 4관능의 아크릴레이트류, 2관능의 아크릴레이트류 및 1관능의 아크릴레이트류의 조합, 혹은 3관능의 아크릴레이트류, 2관능의 아크릴레이트류 및 1관능의 아크릴레이트류의 조합으로 구성되는 경우, 작업성(인쇄성, 점도)의 점에서는, (B) 광중합 수지 전구체의 총 질량에 대해, 4관능의 아크릴레이트류 혹은 3관능의 아크릴레이트류는 2 내지 12질량%로 하는 것이 바람직하고, 2 내지 10질량%로 하는 것이 보다 바람직하다. 최적으로는, 2 내지 10질량%로 사용된다.
또한, (B) 광중합 수지 전구체에 있어서, 상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머를 제외한 부분이, 4관능의 아크릴레이트류, 3관능의 아크릴레이트류, 2관능의 아크릴레이트류 및 1관능의 아크릴레이트류로 구성되는 경우, 밀착성ㆍ유연성의 점에서는, 4관능의 아크릴레이트류와 3관능의 아크릴레이트류의 합계량은, (B) 광중합 수지 전구체의 총 질량에 대해, 2 내지 12질량%로 하는 것이 바람직하고, 2 내지 10질량%로 하는 것이 보다 바람직하다. 최적으로는, 2 내지 10질량%로 사용된다.
(C) 성분은 알키드 수지이다. 본 발명에서는, 알키드 수지를 배합함으로써, 스크린 인쇄했을 때, 인쇄한 라인에 번짐이 발생하는 등의 문제점을 개선하고, 또한 평활성이 우수한 인쇄 표면으로 할 수 있다. 여기서, 본 발명에서 말하는 알키드 수지란, 다가 알코올과 다염기산(또는 산 무수물)의 축합 반응에 의해 얻어지는 합성 수지를 가리킨다.
상기 다가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 2가 알코올, 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판 등의 3가 알코올 외에, 디글리세린, 트리글리세린, 펜타에리트리트, 디펜타에리트리트, 만니톨, 소르비트 등을 들 수 있다.
상기 다염기산(또는 산 무수물)으로서는, 무수 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 테트라히드로 무수 프탈산, 무수 말레산 외에, 딜스-알더(Diels-Alder) 반응에 의해 합성되는 다염기산(또는 산 무수물) 등을 들 수 있다.
(C) 알키드 수지는 지방유(또는 지방산), 천연 수지, 합성 수지 등의 변성제로 변성한 것, 즉, 변성 알키드 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 변성 알키드 수지는 다가 알코올과 다염기산(또는 산 무수물)의 축합 반응에 의해 얻어지는 폴리에스테르 골격에, 변성제 유래의 변성 부분을 측쇄로서 도입한 구조를 갖는 것이다. 바람직한 (C) 알키드 수지는 지방유 변성의 알키드 수지이다.
상기 변성제에 대해, 상기 지방유(또는 지방산)로서는, 아마인유, 동백유, 양귀비유, 차조기유, 호두유, 들깨유, 홍화유, 해바라기유 등의 건성유; 대두유, 미강유, 콘유, 면실유, 참기름 등의 반건성유; 올리브유, 아몬드유, 낙화생유, 야자유, 동백유, 채종유, 피마자유, 탈수 피마자유 등의 불건성유 및 이들에 포함되는 지방산 등을 들 수 있다. 이들 중, 본 발명에서는 특히 야자유가 적합하다.
상기 천연 수지로서는, 로진, 코펄, 호박, 셸락 등을 들 수 있다.
상기 합성 수지로서는, 에스테르 검, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
(C) 알키드 수지는 광중합 반응에 대해 불활성인 알키드 수지(비광중합성 알키드 수지)인 것이 바람직하다. 광중합 반응에 대해 활성인 알키드 수지를 사용하면, 인쇄한 도막 표면의 평활성이 저하될 우려가 있다. 광중합 반응에 불활성인 알키드 수지로서는, 예를 들어 프탈키드926-70 등을 들 수 있다.
(C) 알키드 수지로서는, 예를 들어 히타치 가세이(주)제의 프탈키드133-60, 프탈키드133-60S, 프탈키드M132-60, 프탈키드X450, 프탈키드444-50, 프탈키드444-50T, 프탈키드803-70, 프탈키드804-70A, 프탈키드806-65, 프탈키드926-70, 프탈키드926-80A, 프탈키드930-70D, 프탈키드970-80, 프탈키드970-80X, 프탈키드937-60T, 프탈키드235-50, 프탈키드235-60LV, 프탈키드237-60A, 프탈키드213-60, 프탈키드220-50, 프탈키드640-50, 프탈키드640-60, 프탈키드X483, 프탈키드X468, 프탈키드X542, 프탈키드D653G, 프탈키드D641E-5, 프탈키드D680, 프탈키드DX615, 프탈키드D634S, 프탈키드D686, 프탈키드P552, 프탈키드X414, 프탈키드P563, 프탈키드P571, 프탈키드D682, 프탈키드D683, 프탈키드V901, 프탈키드V903, 프탈키드V916D, 프탈키드V917, 프탈키드V932, 프탈키드V904, 프탈키드EX105D, 프탈키드EX101-10, 프탈키드EX110 등, DIC(주)제의 벳코졸1323-60-EL, 벳코졸OD-E-230-70, 벳코졸OD-E-240-70, 벳코졸1308, 벳코졸ER-3400-60, 벳코졸ER-3600-60, 벳코졸ER-3653-60, 벳코졸ER-4005-60, 벳코졸50-594-80, 벳코졸EZ-3509-60, 벳코졸EZ-3531-80, 벳코졸ET-3300-60X, 벳코졸ET-3604-60, 벳코졸1307-60-EL, 벳코졸1343, 벳코졸EZ-3020-60, 벳코졸ET-3061-P, 벳코졸EY-4006-60, 벳코졸J-524-IM-60, 벳코졸EZ-3530-80, 벳코졸EY-3002-65, 벳코졸57-1362, 벳코졸CB-931, 벳코졸OD-E-198-50, 벳코졸45-463, 벳코졸ES-4020-55, 벳코졸EL-4501-50, ES-5003-50, 벳코졸ES-5004-50, 벳코졸J-557, 벳코졸15-146, 벳코졸, 벳코졸17-999, 벳코졸1334-EL, 벳코졸EL-5007벳코졸ES-5103-50X, 슈퍼 벳코졸ES-4012, 벳코졸P-470-70, 벳코졸ES-6012-60, 벳코졸ES-6505-70, 벳코졸ES-6015-60, 벳코졸ET-6502-60, 벳코졸EL-6501-70, 벳코졸J-510, 벳코졸 No.1솔루션, 벳코졸1341, 벳코졸P-271, 벳코졸J-611, 벳코졸J -608, 벳코졸P-539, 벳코졸M-2151, 벳코졸M-2155, 벳코졸TD-50-30, 벳코졸M-9201, 스티레졸4250, 스티레졸4400, 스티레졸4440, 스티레졸J-719, 스티레졸M-1159, 스티레졸M-1170, P-786-50, 오타졸S-311, 오타졸S-346, 오타졸S-333, 오타졸S-319-HV, 오타졸S-326, 오타졸CD-520, 오타졸S-123, 오타졸S-126, 오타졸S-196, 오타졸S-117, 오타졸S-118, 오타졸S-145, 오타졸S-346 등, 하리마 가세이(주)제의 하리프탈915-60L, 하리프탈912-60, 하리프탈935-60, 하리프탈LOG42-60X, 하리프탈COG40-50T, 하리프탈732-60, 하리프탈1111-60HV, 하리프탈SB-7123, 하리프탈698X, 하리프탈SFG42-60X, 하리프탈H-302T, 하리프탈SB-7540, 하리프탈SB-7150, 하리프탈TFP30-50HV, 하리프탈223, 하리프탈3271, 하리프탈3371, 하리프탈309LV, 하리프탈309-60, 하리프탈3011, 하리프탈3004, 하리프탈SC-3128TX, 하리프탈3190-45, 하리프탈3100, 하리프탈SC-3211, 하리프탈3150, 하리프탈X-1000, 하리프탈SC3059TX, 하리프탈3261, 하리프탈MS-4234, 하리프탈816, 하리프탈KL-912, 하리프탈SL-1230, 하리프탈SL-3500, 하리프탈764-60, 하리프탈BOP208-70S, 하리프탈240G, 하리프탈SL-889, 하리프탈655, 하리프탈678, 하리프탈601, 하리프탈1155, 하리프탈KV-905, 하리프탈6101, 하리프탈193HV, 하리프탈3011PN, 하리프탈3254PN, 하리프탈3256P, 하리프탈6000, 하리딥AD-103, 하리딥BK-77, 하리딥H-541, 하리딥L-116AM, 아라카와 가가쿠 고교(주)제의 아라키드5001, 아라키드6300 등을 들 수 있다.
(C) 알키드 수지의 배합량은 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 1 내지 10질량%이다. 1질량% 미만이면, 인쇄 도막의 표면 평활성이 저하될 우려가 있고, 한편, 10질량%를 초과하면, 인쇄성의 저하를 초래할 우려가 있다.
(D) 성분의 광중합 개시제는 조사된 자외선 등을 흡수하고, 라디칼을 발생하여 광중합 반응을 개시시키는 것이다. 광 여기에 의해 라디칼 중합을 개시할 수 있는 기능을 갖는 것이라면 특별히 한정은 없다. 사용할 수 있는 광중합 개시제로서는, 분자 개열형의 것으로서, 벤조인, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 벤질, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드, 2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥시드, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인알킬에테르, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 등이 예시되고, 수소 인발형의 것으로서, 벤질, 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 이소프탈페논, 2-에틸안트라퀴논, 2,4-디에틸티오크산톤, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐술피드 등이 예시된다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물에는 적어도 2종의 광중합 개시제를 사용한다. 광중합 개시제를 2종 이상 병용함으로써, 양호한 인쇄성, 인쇄 정밀도, 고속 인쇄성을 얻을 수 있다.
전술한 광중합 개시제 중, 바람직한 광중합 개시제의 조합은 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 벤조페논 및 2,4-디에틸티오크산톤에서 선택되는 적어도 2종의 조합이고, 이들의 조합에 의하면, 특히 양호한 인쇄성, 인쇄 정밀도를 얻는 것이 가능해진다.
(D) 광중합 개시제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 0.2 내지 3.0질량%로 하는 것이 바람직하다. 0.2질량% 미만이면 광경화형 잉크가 미경화가 되는 경우가 있고, 3.0질량%를 초과하면 광중합 개시제의 미반응물이 경화막 중에 잔존하게 되고, 이 미반응의 잔존물이 태양이나 형광등 등의 광을 더 받음으로써, 경화막과 반응하여, 경화막을 열화시키는 경우가 있다.
광경화 반응계에 있어서의 산소 장해를 감소시켜, 상기 (D) 광중합 개시제의 개시 반응을 촉진시키기 위해 증감제를 병용하는 것도 가능하다. 증감제로서는, 예를 들어 트리메틸아민, 트리에틸아민, 메틸디메탄올아민, 트리에탄올아민, p-디에틸아미노아세토페논, p-디메틸아미노벤조산에틸, p-디메틸아미노벤조산이소아밀, N,N-디메틸벤질아민, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다. 광중합 개시제와 증감제의 배합량은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위로 한다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물에 있어서는, (E) 고분자 분산제를 배합시킴으로써, (A) 도전성 필러의 분산 안정화를 도모할 수 있고, 또한 도전성 잉크용 조성물의 기재로의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
(E) 고분자 분산제는 주쇄 골격(수지 상용성 부분)과 흡착기를 구성 요소로 한다. 고분자 분산제의 주쇄 골격은 특별히 제한은 없지만, 폴리에테르 골격, 폴리우레탄 골격, 폴리아크릴레이트 골격, 폴리에스테르 골격, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리우레아 골격 등을 들 수 있고, 잉크 조성물의 보존 안정성의 점에서, 폴리우레탄 골격, 폴리아크릴 골격, 폴리에스테르 골격이 바람직하다. 또한, 고분자 분산제의 구조에 관해서도 특별히 제한은 없고, 직쇄 구조, 랜덤 구조, 블록 구조, 빗형 구조, 스타형 구조, 볼형 구조 등을 들 수 있다. 보존 안정성의 점에서는, 블록 구조 또는 빗형 구조가 바람직하다.
고분자 분산제의 흡착기에 대해서도 특별히 제한은 없고, 예를 들어 카르복실기, 인산기, 아미노기가 예시되지만, 특히 카르복실기, 인산기 등의 산성의 흡착기를 갖는 고분자 분산제가 적합하다.
(E) 고분자 분산제로서는, 빅 케미ㆍ재팬(주)사에서 출시되어 있는 습윤 분산제 DISPER BYK 시리즈의 101, 102, 103, 106, 108, 109, 110, 111, 112, 116, 130, 140, 142, 145, 161, 162, 163, 164, 166, 167, 168, 170, 171, 174, 180, 182, 183, 184, 185, 190, 191, 194, 2000, 2001, 2010, 2015, 2020, 2050, 2070, 2096, 2150, 시바 스페셜티 케미컬즈(주)사에서 출시되어 있는 EFKA 시리즈의 4008, 4009, 4010, 4015, 4020, 4046, 4047, 4050, 4055, 4060, 4080, 4300, 4330, 4340, 4400, 4401, 4402, 4403, 4406, 4800, 5010, 5044, 5054, 5055, 5063, 5064, 5065, 5066, 5070, 5244, 닛폰 루브리졸(주)사에서 출시되어 있는 Solsperse 시리즈의 3000, 11200, 13240, 13650, 13940, 16000, 17000, 18000, 20000, 21000, 24000SC, 24000GR, 26000, 28000, 31845, 32000, 32500, 32550, 32600, 33000, 34750, 35100, 35200, 36000, 36600, 37500, 38500, 39000, 53095, 54000, 55000, 56000, 71000, 구스모토 가세이(주)사에서 출시되어 있는 DISPARLON 시리즈의 1210, 1220, 1831, 1850, 1860, 2100, 2150, 2200, 7004, KS-260, KS-273N, KS-860, KS-873N, PW-36, DN-900, DA-234, DA-325, DA-375, DA-550, DA-1200, DA-1401, DA-7301, 아지노모토 파인테크노(주)사에서 출시되어 있는 아지스퍼 시리즈의 PB-711, PB-821, PB-822, PN-411, PA-111, 에어 프로덕트(주)사에서 출시되어 있는 서피놀 시리즈의 104A, 104C, 104E, 104H, 104S, 104BC, 104DPM, 104PA, 104PG-50, 420, 440, DF110D, DF110L, DF37, DF58, DF75, DF210, CT111, CT121, CT131, CT136, GA, TG, TGE, 교에샤 가가쿠(주)사에서 출시되어 있는 플로렌 시리즈의 플로렌D90, 플로렌G-700, 플로렌DOPA-33, 플로렌DOPA-15BHF, 플로렌DOPA-17HF, 플로렌NC-500, 닛신 가가쿠 고교(주)사에서 출시되어 있는 올핀 시리즈의 STG, E1004, 산노푸코(주)사에서 출시되어 있는 SN 슈퍼스 시리즈의 70, 2120, 2190, ADEKA(주)사에서 출시되어 있는 아데카콜 및 아데카톨 시리즈, 산요 가세이 고교(주)사에서 출시되어 있는 산노니크 시리즈, 나노악티CL 시리즈, 에멀민 시리즈, 뉴폴PE 시리즈, 이오넷M 시리즈, 이오넷D 시리즈, 이오넷S 시리즈, 이오넷T 시리즈, 센사파라100, 센카(주)사에서 출시되어 있는 안티홈-4B콘크, 안티홈 KH, NFR-1000, EDP-S6R, ED-03, 로스비겐 D-10, GD-19R, KG-406R을 들 수 있다.
(E) 고분자 분산제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 0.01 내지 0.50질량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위이면, 인쇄성, 보존 안정성이 우수한 잉크 조성물이 얻어진다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물에는 상기의 (A) 내지 (E) 성분에 더하여, 필요에 따라 중합 금지제, 안정제, 착색제, 염료, 밀착성 부여제, 틱소제 난연제, 소포제 등의 첨가제를 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 배합하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 그대로 인쇄할 수 있는 점도가 되어 있지만, 점도를 조정하는 경우에는 적절히 메듐을 배합하면 된다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 상기의 (A) 성분, (B) 성분, (C) 성분, (D) 성분, (E) 성분 및 그 밖의 성분을 임의의 순서로 혼합함으로써 얻을 수 있다. 혼합은 빠르게 행하는 것이 바람직하다. 또한, 착색제를 사용하는 경우에는 균일성을 손상시키지 않도록 더욱 양호하게 교반을 행한다. 분산 방법으로서는, 2축 롤, 3축 롤, 샌드 밀, 롤 밀, 볼 밀, 콜로이드 밀, 제트 밀, 비즈 밀, 니더, 호모지나이저 등의 방식을 채용할 수 있다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 경화시키기 위한 에너지선으로서는, 자외선, 가시광, 적외선, 전자선 등이 사용되지만, 경화 속도의 속도의 점에서는 자외선, 전자선이 바람직하다.
자외선 조사 장치로서는, 통상 200 내지 500㎚의 범위의 광을 포함하는 광원, 예를 들어 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드등, 갈륨등, 크세논등, 카본 아크등 등을 갖는 것을 사용할 수 있다. 한편, 전자선에 의해 경화시키는 경우, 통상 100 내지 500eV의 에너지를 갖는 전자선 가속 장치를 사용할 수 있다.
자외선 조사 장치의 일례로서는, ECS-1511U(아이그래픽스사제, 상품명)를 들 수 있다. 또한, 바람직한 자외선 조사 조건으로서는, 컨베이어 스피드: 1.5m/분, UV 램프: 120W/㎝ 메탈 할라이드, 적산광량: 1500mJ/㎠, 피크 조도:500mW/㎠가 예시된다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 스크린 인쇄에 대해 적합하게 사용된다. 종래 스크린 인쇄에 있어서는, 도전성 잉크를 가열하지 않고 자외선만으로 경화시키는 것은 곤란했지만, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 사용함으로써, 실온에서 순시에 경화시킬 수 있다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 적용하는 기재의 재질은 상기 도전성 잉크용 조성물이 스크린 인쇄할 수 있는 것이라면 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 열수축성 폴리에스테르, 스티렌계 수지, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 사용하여 스크린 인쇄하는 경우, 인쇄 막 두께는 통상 3 내지 30㎛, 바람직하게는 5 내지 20㎛이다. 5 내지 20㎛의 범위 내이면, 기재와의 밀착성이 저하되거나 하지 않아, 충분한 경도를 얻을 수 있고, 도통 불가가 될 우려도 낮다.
본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물의 용도로서는, 예를 들어 RF-ID, 태양 전지 회로, 안테나, 전자파 실드, 기반 회로, 터치 패널 전극, 전자 회로, 정밀 도체 회로, EL 회로, LED 회로, 멤브레인 배선, GPS 안테나, 플렉시블 회로, 디스플레이용 배선, IC 태그, 웨어러블 일렉트로닉스 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 각종 기재, 특히 종래, 도전성이 우수한 은 페이스트의 이용이 곤란했던, 열처리할 수 없는 식료품, 음료, 약제, 화장품, 개인 케어 용품, 사진 필름 등을 포장하는 포장체, 박막, 전극 재료 등에 이용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 전혀 아니다.
[실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 7]
(광경화형 도전성 잉크 조성물의 제작)
표 1에 기재된 각 재료를 예비 혼련한 후, 3축 롤로 혼련하여, 표 1에 나타내는 조성의 광경화형 도전성 잉크 조성물을 제작했다(각 재료의 수치는 당해 조성물의 총 질량에 대한 질량%를 나타냄). 사용한 재료는 하기와 같다.
[도전성 필러]
ㆍ 플레이크상 은분[입도 분포(PSD) 50% 입경 4.7㎛, 다나카 키킨조쿠 고교(주)제]
ㆍ 플레이크상 은분[입도 분포(PSD) 50% 입경 2.6㎛, 다나카 키킨조쿠 고교(주)제]
ㆍ 플레이크상 은분[입도 분포(PSD) 50% 입경 1.8㎛, 다나카 키킨조쿠 고교(주)제]
ㆍ 플레이크상 은분[입도 분포(PSD) 50% 입경 0.4㎛, 다나카 키킨조쿠 고교(주)제]
ㆍ 구상 은분[입도 분포(PSD) 50% 입경 0.2㎛, 다나카 키킨조쿠 고교(주)제]
이상의 은분의 입경은 레이저 회절법에 의한 습식의 입도 분포 측정으로부터 산출되었다.
[우레탄아크릴레이트류의 올리고머]
ㆍ 아로닉스M-1960[도아 고세(주)제, 제품명]
[3관능의 아크릴레이트류]
ㆍ 아로닉스M-350[트리메틸올프로판에틸렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트, 도아 고세(주)제, 제품명]
[2관능의 아크릴레이트류]
ㆍ 라이트아크릴레이트1.6HX-A[1,6-헥산디올디아크릴레이트, 교에샤 가가쿠(주)제, 제품명]
ㆍ 라이트아크릴레이트1.9ND-A[1,9-노난디올디아크릴레이트, 교에샤 가가쿠(주)제, 제품명]
[1관능의 아크릴레이트류]
ㆍ 라이트아크릴레이트PO-A[페녹시에틸아크릴레이트, 교에샤 가가쿠(주)제, 제품명]
ㆍ 라이트에스테르HOP-A(N)[2-히드록시프로필아크릴레이트, 교에샤 가가쿠(주)제, 제품명]
[알키드 수지]
ㆍ 프탈키드926-70[히타치 가세이(주)제, 제품명]
ㆍ 아라키드6300[아라카와 가가쿠 고교(주)제, 제품명]
[폴리에스테르계 아크릴레이트 수지]
ㆍ M-8030[도아 고세(주)제, 제품명]
[폴리에틸렌글리콜계 아크릴레이트 수지]
ㆍ A-600[신나카무라 가가쿠 고교(주)제, 제품명]
[실리카]
ㆍ 에어로실380(닛폰 에어로실(주)제, 제품명]
[광중합 개시제]
ㆍ 이르가큐어500[이르가큐어184(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명)와 벤조페논(증감제)의 공융 혼합물, 시바 스페셜티 케미컬즈(주)사제, 제품명]
ㆍ 이르가큐어819[비스(2,4,6-트리메틸벤조일)- 페닐포스핀옥사이드, 시바 스페셜티 케미컬즈(주)사제, 제품명]
[고분자 분산제]
ㆍ DisperBYK-111[산성의 흡착기를 포함하는 공중합체, 빅 케미ㆍ재팬(주)사제, 제품명]
(물성 및 기능성의 평가)
상기 제작한 광경화형 도전성 잉크 조성물에 대해 물성 및 기능성의 평가를 행하였다.
[점도 및 TI값]
회전식 점도계(Brookfield사제, DV-II＋VISCOMETER, 스핀들14, 챔버6R로 측정)로 측정 온도 25℃, 1rpm으로 3분간 유지 후, 2.5rpm을 15초간, 5.0rpm을 15초간 유지 후, 10rpm을 1분간 유지하여, 점도(㎩ㆍs)를 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 틱소트로피 지수(TI)값에 대해, 상기 조건에서의 1rpm의 점도 측정값과, 마찬가지로 10rpm으로 측정된 점도 측정값으로부터 하기 식으로 산출했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
TI값=(1rpm의 점도)÷(10rpm의 점도)
상기 점도의 값이 150(㎩ㆍs) 이하이며, 또한 TI값이 8.5 이하이면, 스크린 인쇄에 있어서 양호한 인쇄성, 인쇄 정밀도를 얻기 쉽다.
[기능성 평가]
스크린 인쇄기(뉴롱 세이미츠 고교사제, 상품명: LS-15TV)로 PET 필름에, 선 폭 50㎛, 70㎛, 100㎛ 및 150㎛의 도전 회로 패턴(2라인, 길이 2㎝, 라인간의 폭 110㎛)을 스크린 인쇄하고(인쇄 조건: 200㎜/s, 갭＋0.7㎜, 스퀴지 인쇄압 0.2㎫, 스퀴지 어택 각도 70도), 그 후, 실온에서 광 활성선으로서 UV(자외선)를 사용하여 조사ㆍ경화시켜(UV 조건: 적산광량 1500mJ/㎠, 피크 조도 500mW/㎠), 경화 후의 막 두께(㎛), 파인 라인성, 표면 평활성 및 비저항값(mΩㆍ㎝)에 대해 평가했다. 해당 막 두께는 막 두께 측정기 디지털 마이크로미터(미츠토요 가부시키가이샤제, 상품명)로 측정했다. 해당 파인 라인성은 각각의 선 폭의 라인의 임의의 50개소를 광학 현미경에 의해 관찰하고, 1개소 이상의 단선 또는 선 폭의 불량의 유무를 확인하여, 있는 것을 불량, 없는 것을 양호라고 평가하였다. 선 폭의 불량이란, 설정한 선 폭에 대해 인쇄하여 UV 경화한 실제의 선 폭의 차가 40% 이상인 것을 불량으로 했다. 해당 표면 평활성은 각각의 선 폭의 라인의 임의의 50개소를 광학 현미경에 의해 관찰하여, 메쉬 자국이 없는 것을 ◎, 메쉬 자국이 1 내지 4개소인 것을 ○, 메쉬 자국이 5 내지 9개소인 것을 △, 메쉬 자국이 10개소 이상인 것을 ×로 평가했다. 해당 비저항값은 저항기 밀리옴 하이테스터3540(제품명, HIOKI사제)을 사용하여 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112017009939822-pct00001
Figure 112017009939822-pct00002
상기 결과로부터, 본 발명의 광경화형 도전성 잉크 조성물은 스크린 인쇄에 있어서, 양호한 인쇄성, 인쇄 정밀도를 얻을 수 있고, 게다가 안정된 도전 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

Claims (6)

  1. (A) 도전성 필러,
    (B) 우레탄아크릴레이트류의 올리고머, 1관능의 아크릴레이트류 및 다관능의 아크릴레이트류를 포함하는 광중합 수지 전구체,
    (C) 알키드 수지,
    (D) 2종 이상의 광중합 개시제 및
    (E) 고분자 분산제를 함유하는 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물이며,
    (A) 도전성 필러의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 70 내지 88.79질량%이고, 또한 상기 도전성 필러의 50질량% 이상이 비늘 조각상, 박상, 혹은 플레이크상이며, 입도 분포 50% 입경이 0.3 내지 3.0㎛인 은분이고,
    (B) 광중합 수지 전구체의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 10 내지 24질량%이고, 또한 상기 우레탄아크릴레이트류의 올리고머의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 5질량% 이하이고,
    (C) 알키드 수지의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 1 내지 10질량%인 것을 특징으로 하는, 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (D) 광중합 개시제 및 (E) 고분자 분산제의 배합량이 상기 광경화형 도전성 잉크 조성물의 총 질량에 대해, 각각 0.2 내지 3.0질량%, 0.01 내지 0.50질량%인, 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다관능의 아크릴레이트류가 2관능의 아크릴레이트류 및 3관능의 아크릴레이트류를 포함하는 것인, 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 알키드 수지가 광중합 반응에 대해 불활성인, 스크린 인쇄용의 광경화형 도전성 잉크 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 광경화형 도전성 잉크 조성물을 기재 상에 스크린 인쇄하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 인쇄 배선 기판.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 광경화형 도전성 잉크 조성물을 기재 상에 스크린 인쇄하고, 가열 경화를 하지 않고, 실온에서 자외선을 조사함으로써 경화시키는 것을 특징으로 하는, 인쇄 배선 기판의 제조 방법.
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