WO2022091883A1 - 画像記録方法 - Google Patents
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- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
Definitions
- This disclosure relates to an image recording method.
- Noise such as electromagnetic noise and electrostatic noise may become a problem on printed circuit boards.
- a method of forming a conductive layer by thermal sintering using silver particle ink has been known.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-528875 describes a method for forming a conductive network of sintered silver, wherein (a) a step of preparing a conductive ink containing a silver compound and a binder, and (b) conductivity. The steps of depositing the conductive ink on the substrate and irradiating it with an external energy source to dry the deposited conductive ink, and (c) irradiating the dried conductive ink with an external energy source to turn the silver compound into a silver element. Methods are described that include the steps of disassembling and sintering the elemental silver into a conductive network. Also, U.S. Pat. No. 1,059,547 describes an ink composition containing a silver complex.
- International Publication No. 2020/09453 describes a method for manufacturing a semiconductor package in which at least a part thereof is covered with an electromagnetic interference shield layer.
- the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object to be solved by one embodiment of the present invention is to provide an image recording method capable of recording a high-quality image.
- ⁇ 1> Includes a step of applying conductive ink onto the base material using an inkjet recording method, and a step of irradiating the conductive ink applied onto the base material with ultraviolet rays to form a conductive layer.
- An image recording method in which the content of the liquid component of the conductive ink at the time when irradiation with ultraviolet rays is started is 5% by mass or more with respect to the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate. .. ⁇ 2> The image recording method according to ⁇ 1>, wherein the conductive ink contains a metal salt or a metal complex.
- the metal complex is a metal complex having a structure derived from at least one selected from the group consisting of an ammonium carbamate compound, an ammonium carbonate compound, an amine, and a carboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms, and is a metal.
- ⁇ 4> The image recording method according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the time from the time when the conductive ink lands on the substrate to the start of irradiation with ultraviolet rays is within 60 seconds. ..
- the image recording method according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the laminating step is carried out for one cycle or more and the average thickness per conductive layer is 1.5 ⁇ m or less.
- ⁇ 7> The image recording method according to ⁇ 6>, wherein the irradiation of ultraviolet rays is performed every time the step of applying the conductive ink is performed.
- a step of applying insulating ink to a substrate by using an inkjet recording method, a dispenser coating method, or a spray coating method and curing the insulating ink to form an insulating layer is included, and the conductive ink is applied.
- ⁇ 9> The image recording method according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the ultraviolet ray is light having a peak wavelength of 400 nm or less.
- the base material is a base material for a printed circuit board.
- an image recording method capable of recording a high-quality image is provided.
- the numerical range indicated by using "-" in the present specification means a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively.
- the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of the numerical range described in another stepwise description.
- the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
- the amount of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified, when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition. Means. In the present specification, a combination of two or more preferred embodiments is a more preferred embodiment. In the present specification, the term "process" is included in this term not only as an independent process but also as long as the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. Is done.
- image means the whole film
- image recording means the formation of an image (that is, a film).
- image in the present specification also includes a solid image.
- the image recording method of the present disclosure includes a step of applying conductive ink onto a base material using an inkjet recording method, and a step of irradiating the conductive ink applied onto the base material with ultraviolet rays to form a conductive layer.
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation of ultraviolet rays is started is 5% by mass or more with respect to the content of the liquid component of the conductive ink at the time when it is applied onto the substrate. be.
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation with ultraviolet rays is started is 5% by mass with respect to the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate. % Or more. That is, in the image recording method of the present disclosure, the liquid component of the conductive ink is irradiated with ultraviolet rays in a state where the liquid component remains, and the component contained in the conductive ink is sintered. Since sintering is performed before the conductive ink gets wet and spreads, it is presumed that a high-quality image can be recorded.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-528875 describes a method of irradiating a conductive ink with ultraviolet rays after heating it at 120 ° C. or 130 ° C. for 30 minutes.
- the image recording method of the present disclosure includes a step of applying conductive ink onto a substrate by using an inkjet recording method (hereinafter, referred to as “conductive ink applying step”).
- the material of the base material is not particularly limited and can be selected according to the purpose. Specifically, as the material of the base material, polyimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polycarbonate, polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, poly Vinyl acetate, acrylic resin, AS resin (acrylonitrile styrene resin), ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), triacetyl cellulose, polyamide, polyacetal, polyphenylensulfide, polysulfone, epoxy resin, glass epoxy resin, melamine resin , Phenolic resin, urea resin, alkyd resin, fluororesin, polylactic acid, etc .; inorganic materials such as copper, steel, aluminum, silicon, soda glass, non-
- the form of the base material is preferably sheet-like or film-like.
- the thickness of the base material is preferably 20 ⁇ m to 2000 ⁇ m.
- the base material may have an ink receiving layer, and the thickness of the ink receiving layer is preferably 1 ⁇ m to 20 ⁇ m. When the thickness of the ink receiving layer is 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, the ink receiving layer can be held more stably.
- the ink receiving layer is a coating layer formed on a substrate for absorbing ink and fixing the ink.
- the base material may be pretreated before the conductive ink is applied.
- pretreatment include known methods such as ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, primer treatment, and roughening treatment.
- the base material may be a base material for a printed circuit board.
- a printed circuit board can be produced by applying the insulating ink described later on the base material to form the insulating layer, then applying the conductive ink on the insulating layer, and recording an image to be a wiring pattern. Further, an electronic component such as a chip is mounted on a base material, an insulating ink is applied onto the mounted electronic component to form an insulating layer, and then a conductive ink is applied onto the insulating layer to form a conductive layer. Thereby, a printed circuit board may be manufactured.
- An electromagnetic wave shield can also be produced by applying insulating ink on a base material to form an insulating layer, then applying conductive ink on the insulating layer, and covering the entire surface of the insulating layer with the conductive layer.
- the inkjet recording method is a charge control method that uses electrostatic attraction to eject ink, a drop-on-demand method that uses the vibration pressure of a piezo element (pressure pulse method), and an electric signal that is converted into an acoustic beam to irradiate the ink. It may be either an acoustic inkjet method in which ink is ejected by using radiation pressure, or a thermal inkjet (bubble jet (registered trademark)) method in which ink is heated to form bubbles and the generated pressure is used. ..
- the ink subjected to the action of heat energy causes a rapid volume change, and the ink is ejected from the nozzle by the acting force due to this state change.
- the inkjet recording method for ejecting can be effectively used.
- the inkjet head used in the inkjet recording method a short serial head is used, and a shuttle method in which recording is performed while scanning the head in the width direction of the base material and a recording element are arranged corresponding to the entire area of one side of the base material.
- a line method using a line head that has been used can be mentioned.
- a pattern can be formed on the entire surface of the base material by scanning the base material in a direction intersecting the arrangement direction of the recording elements, and a transport system such as a carriage that scans a short head becomes unnecessary.
- the movement of the carriage and the complicated scanning control with the base material are not required, and only the base material moves, so that the recording speed can be increased compared to the shuttle method.
- the amount of the insulating ink ejected from the inkjet head is preferably 1 pL (picolitre) to 100 pL, more preferably 3 pL to 80 pL, and even more preferably 3 pL to 20 pL.
- the temperature of the base material when applying the conductive ink is preferably 20 ° C to 120 ° C, more preferably 28 ° C to 80 ° C.
- the temperature of the base material is 20 ° C. to 120 ° C.
- the residual amount of the liquid component described later can be 5% by mass or more.
- the conductive ink means an ink for forming a conductive layer having conductivity.
- Conductivity means the property that the volume resistivity is less than 108 ⁇ cm.
- the conductive layer may be formed on the entire surface of the base material or may be formed on a part of the base material. When it is formed on a part of the base material, it may be linear.
- the conductive ink is an ink containing metal particles (hereinafter, also referred to as “metal particle ink”), an ink containing a metal complex (hereinafter, also referred to as “metal complex ink”), or an ink containing a metal salt (hereinafter, "" It is also preferably a metal salt ink), and more preferably a metal salt ink or a metal complex ink.
- the metal particle ink is, for example, an ink composition in which metal particles are dispersed in a dispersion medium.
- the metal constituting the metal particles include particles of a base metal and a noble metal.
- Base metals include, for example, nickel, titanium, cobalt, copper, chromium, manganese, iron, zirconium, tin, tungsten, molybdenum, and vanadium.
- Precious metals include, for example, gold, silver, platinum, palladium, iridium, osmium, ruthenium, rhodium, renium and alloys containing these metals.
- the metal constituting the metal particles preferably contains at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, nickel, palladium and copper, and more preferably contains silver. ..
- the average particle size of the metal particles is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 500 nm, and more preferably 10 nm to 200 nm.
- the average particle size is in the above range, the firing temperature of the metal particles is lowered, and the process suitability for producing the conductive ink film is enhanced.
- the metal particle ink is applied by using a spray method or an inkjet recording method, the ejection property tends to be improved, the pattern forming property, and the uniformity of the film thickness of the conductive ink film tend to be improved.
- the average particle size referred to here means an average value (average primary particle size) of the primary particle size of the metal particles.
- the average particle size of the metal particles is measured by the laser diffraction / scattering method.
- the average particle size of the metal particles is, for example, a value calculated as an average value of the values measured three times by measuring the 50% volume cumulative diameter (D50) three times, and is a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. (Product name "LA-960", manufactured by HORIBA, Ltd.) can be used for measurement.
- the metal particle ink may contain metal particles having an average particle size of 500 nm or more, if necessary.
- the conductive ink film can be bonded by lowering the melting point of the nm-sized metal particles around the ⁇ m-sized metal particles.
- the content of the metal particles in the metal particle ink is preferably 10% by mass to 90% by mass, more preferably 20% by mass to 50% by mass, based on the total amount of the metal particle ink.
- the content of the metal particles is 10% by mass or more, the surface resistivity is further lowered.
- the content of the metal particles is 90% by mass or less, the ejection property is improved when the metal particle ink is applied by using the inkjet recording method.
- the metal particle ink may contain, for example, a dispersant, a resin, a dispersion medium, a thickener, and a surface tension adjusting agent.
- the metal particle ink may contain a dispersant that adheres to at least a part of the surface of the metal particles.
- the dispersant together with the metal particles, substantially constitutes the metal colloidal particles.
- the dispersant has the effect of coating the metal particles to improve the dispersibility of the metal particles and prevent aggregation.
- the dispersant is preferably an organic compound capable of forming metal colloidal particles.
- the dispersant is preferably an amine, a carboxylic acid, an alcohol, or a resin dispersant from the viewpoint of conductivity and dispersion stability.
- the dispersant contained in the metal particle ink may be one kind or two or more kinds.
- the amine examples include saturated or unsaturated aliphatic amines. Above all, the amine is preferably an aliphatic amine having 4 to 8 carbon atoms. The aliphatic amine having 4 to 8 carbon atoms may be linear or branched, and may have a ring structure.
- aliphatic amine examples include butylamine, normalpentylamine, isopentylamine, hexylamine, 2-ethylhexylamine, and octylamine.
- Examples of the amine having an alicyclic structure include cycloalkylamines such as cyclopentylamine and cyclohexylamine.
- Aniline is mentioned as an aromatic amine.
- the amine may have a functional group other than the amino group.
- the functional group other than the amino group include a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a carbonyl group, an ester group, and a mercapto group.
- carboxylic acid examples include formic acid, oxalic acid, acetic acid, hexane acid, acrylic acid, octyl acid, oleic acid, thiancic acid, ricinoleic acid, gallic acid, and salicylic acid.
- the carboxy group, which is part of the carboxylic acid, may form a salt with a metal ion.
- the metal ions forming the salt may be one kind or two or more kinds.
- the carboxylic acid may have a functional group other than the carboxy group.
- the functional group other than the carboxy group include an amino group, a hydroxy group, an alkoxy group, a carbonyl group, an ester group, and a mercapto group.
- Alcohols include terpene alcohols, allyl alcohols, and oleyl alcohols. Alcohol easily coordinates with the surface of the metal particles and can suppress the aggregation of the metal particles.
- the resin dispersant examples include a dispersant having a nonionic group as a hydrophilic group and being uniformly soluble in a solvent.
- the resin dispersant examples include polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, polyvinyl alcohol, polyallylamine, and polyvinyl alcohol-polyvinyl acetate copolymer.
- the molecular weight of the resin dispersant is preferably 1000 to 50,000, more preferably 1000 to 30,000 by weight average molecular weight.
- the content of the dispersant in the metal particle ink is preferably 0.5% by mass to 50% by mass, more preferably 1% by mass to 30% by mass, based on the total amount of the metal particle ink.
- the metal particle ink preferably contains a dispersion medium.
- the type of the dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbons, alcohols, and water.
- the dispersion medium contained in the metal particle ink may be one kind or two or more kinds.
- the dispersion medium contained in the metal particle ink is preferably volatile.
- the boiling point of the dispersion medium is preferably 50 ° C. to 250 ° C., more preferably 70 ° C. to 220 ° C., and even more preferably 80 ° C. to 200 ° C. When the boiling point of the dispersion medium is 50 ° C. to 250 ° C., the stability and calcinability of the metal particle ink tend to be compatible.
- hydrocarbon examples include aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
- aliphatic hydrocarbon examples include saturated aliphatic hydrocarbons such as tetradecane, octadecane, heptamethylnonane, tetramethylpentadecane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, tridecane, methylpentane, normal paraffin, and isoparaffin, or unsaturated hydrocarbons.
- saturated aliphatic hydrocarbons such as tetradecane, octadecane, heptamethylnonane, tetramethylpentadecane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, tridecane, methylpentane, normal paraffin, and isoparaffin, or unsaturated hydrocarbons.
- saturated aliphatic hydrocarbons such as tetradecane, octadecane, heptamethyln
- aromatic hydrocarbons examples include toluene and xylene.
- the dispersant is preferably an amine or a carboxylic acid.
- fatty alcohols examples include heptanol, octanol (eg, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, etc.), decanol (eg, 1-decanol, etc.), lauryl alcohol, tetradecyl alcohol, cetyl alcohol, 2-.
- fatty alcohols having 6 to 20 carbon atoms which may contain an ether bond in a saturated or unsaturated chain such as ethyl-1-hexanol, octadecyl alcohol, hexadecanol, and oleyl alcohol.
- Alicyclic alcohols include, for example, cycloalkanols such as cyclohexanol; terpineols (including ⁇ , ⁇ , ⁇ isomers, or any mixture thereof), terpene alcohols such as dihydroterpineols; dihydroterpineols, myltenol, etc.
- cycloalkanols such as cyclohexanol
- terpineols including ⁇ , ⁇ , ⁇ isomers, or any mixture thereof
- terpene alcohols such as dihydroterpineols; dihydroterpineols, myltenol, etc.
- sobrerol, menthol carbeol, perylyl alcohol, pinocarbeol, sobrerol, and berbenol.
- the dispersion medium may be water. From the viewpoint of adjusting physical properties such as viscosity, surface tension, and volatility, the dispersion medium may be a mixed solvent of water and another solvent.
- the other solvent to be mixed with water is preferably alcohol.
- the alcohol used in combination with water is preferably an alcohol having a boiling point of 130 ° C. or lower that is miscible with water. Examples of the alcohol include 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and propylene. Glycol monomethyl ether can be mentioned.
- the content of the dispersion medium in the metal particle ink is preferably 1% by mass to 50% by mass with respect to the total amount of the metal particle ink.
- the content of the dispersion medium is more preferably 10% by mass to 45% by mass, further preferably 20% by mass to 40% by mass.
- the metal particle ink may contain a resin.
- the resin include polyester, polyurethane, melamine resin, acrylic resin, styrene resin, polyether, and terpene resin.
- the resin contained in the metal particle ink may be one kind or two or more kinds.
- the content of the resin in the metal particle ink is preferably 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the total amount of the metal particle ink.
- the metal particle ink may contain a thickener.
- the thickener include clay minerals such as clay, bentonite and hectorite; cellulose derivatives such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose; and polysaccharides such as xanthan gum and guar gum. Be done.
- the thickener contained in the metal particle ink may be one kind or two or more kinds.
- the content of the thickener in the metal particle ink is preferably 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the total amount of the metal particle ink.
- the metal particle ink may contain a surfactant.
- a uniform conductive ink film is likely to be formed.
- the surfactant may be any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant.
- the surfactant is preferably a fluorine-based surfactant from the viewpoint that the surface tension can be adjusted with a small amount of content.
- the surfactant is preferably a compound having a boiling point of more than 250 ° C.
- the viscosity of the metal particle ink is not particularly limited, and may be 0.01 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s, preferably 0.1 Pa ⁇ s to 100 Pa ⁇ s.
- the viscosity of the metal particle ink is preferably 1 mPa ⁇ s to 100 mPa ⁇ s, and preferably 2 mPa ⁇ s to 50 mPa ⁇ s. More preferably, it is 3 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s.
- the viscosity of the metal particle ink is a value measured at 25 ° C. using a viscometer.
- the viscosity is measured, for example, using a VISCOMETER TV-22 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
- the surface tension of the metal particle ink is not particularly limited, and is preferably 20 mN / m to 45 mN / m, more preferably 25 mN / m to 40 mN / m.
- the surface tension is a value measured at 25 ° C. using a surface tension meter.
- the surface tension of the metal particle ink is measured using, for example, DY-700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the metal particles may be commercially available products or may be produced by a known method.
- the method for producing metal particles include a wet reduction method, a gas phase method, and a plasma method.
- a preferred method for producing the metal particles includes a wet reduction method capable of producing metal particles having an average particle size of 200 nm or less so that the particle size distribution is narrowed.
- the method for producing metal particles by the wet reduction method includes, for example, a step of mixing a metal salt and a reducing agent described in JP-A-2017-37761 and International Publication No. 2014-57633 to obtain a complexing reaction solution. Examples thereof include a method including a step of heating the complexing reaction solution to reduce metal ions in the complexing reaction solution to obtain a slurry of metal nanoparticles.
- heat treatment may be performed in order to adjust the content of each component contained in the metal particle ink within a predetermined range.
- the heat treatment may be performed under reduced pressure or under normal pressure.
- when it is carried out under normal pressure it may be carried out in the atmosphere or in an inert gas atmosphere.
- the metal complex ink is, for example, an ink composition in which a metal complex is dissolved in a solvent.
- the metal constituting the metal complex examples include silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, molybdenum, zinc, nickel, iron, platinum, tin, copper, and lead.
- the metal constituting the metal complex preferably contains at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, nickel, palladium and copper, and more preferably contains silver. ..
- the content of the metal contained in the metal complex ink is preferably 1% by mass to 40% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass, in terms of metal elements, with respect to the total amount of the metal complex ink. It is preferably 7% by mass to 20% by mass, more preferably 7% by mass.
- the metal complex is obtained, for example, by reacting a metal salt with a complexing agent.
- the method for producing a metal complex include a method in which a metal salt and a complexing agent are added to an organic solvent and stirred for a predetermined time.
- the stirring method is not particularly limited, and can be appropriately selected from known methods such as a method of stirring using a stirrer, a stirring blade or a mixer, and a method of applying ultrasonic waves.
- Metal salts include metal oxides, thiocitrates, sulfides, chlorides, cyanides, cyanates, carbonates, acetates, nitrates, nitrites, sulfates, phosphates, perchlorates, Included are tetrafluoroborates, acetylacetonate complex salts, and carboxylates.
- the complexing agent examples include amines, ammonium carbamate compounds, ammonium carbonate compounds, ammonium biocarbonate compounds, and carboxylic acids.
- the complexing agent is at least one selected from the group consisting of an ammonium carbamate compound, an ammonium carbonate compound, an amine, and a carboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms. It is preferable to include seeds.
- the metal complex has a structure derived from a complexing agent, and is selected from the group consisting of ammonium carbamate compounds, ammonium carbonate compounds, amines, and carboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. It is preferably a metal complex having a derived structure.
- amines as complexing agents include ammonia, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and polyamines.
- Examples of the primary amine having a linear alkyl group include methylamine, ethylamine, 1-propylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine and n.
- Examples of the primary amine having a branched alkyl group include isopropylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, isopentylamine, 2-ethylhexylamine, and tert-octylamine.
- Examples of the primary amine having an alicyclic structure include cyclohexylamine and dicyclohexylamine.
- Primary amines having a hydroxyalkyl group include, for example, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, propanolamine, isopropanolamine, dipropanolamine, diisopropanolamine, tripropanolamine, and triisopropanol. Amine can be mentioned.
- Examples of the primary amine having an aromatic ring include benzylamine, N, N-dimethylbenzylamine, phenylamine, diphenylamine, triphenylamine, aniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dimethyl-p-.
- Examples include triidine, 4-aminopyridine, and 4-dimethylaminopyridine.
- Examples of the secondary amine include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, diphenylamine, dicyclopentylamine, and methylbutylamine.
- tertiary amine examples include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and triphenylamine.
- polyamines examples include ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetramethylenepentamine, hexamethylenediamine, tetraethylenepentamine, and combinations thereof.
- the amine is preferably an alkylamine, preferably an alkylamine having 3 to 10 carbon atoms, and more preferably a primary alkylamine having 4 to 10 carbon atoms.
- the amine constituting the metal complex may be one kind or two or more kinds.
- the ratio of the molar amount of the amine to the molar amount of the metal salt is preferably 1 to 15 times, more preferably 1.5 to 6 times.
- the complex formation reaction is completed and a transparent solution is obtained.
- ammonium carbamate compound that is a complexing agent examples include ammonium carbamate, methylammonium methyl carbamate, ethyl ammonium ethyl carbamate, 1-propylammonium 1-propyl carbamate, isopropylammonium isopropyl carbamate, butylammonium butyl carbamate, isobutylammonium isobutyl carbamate, and amyl.
- Examples thereof include ammonium amylcarbamate, hexylammonium hexylcarbamate, heptylammonium heptylcarbamate, octylammonium octylcarbamate, 2-ethylhexylammonium 2-ethylhexylcarbamate, nonylammonyl nonylcarbamate, and decylammonium decylcarbamate.
- Ammonium carbonate compounds that are complexing agents include ammonium carbonate, methylammonium carbonate, ethylammonium carbonate, 1-propylammonium carbonate, isopropylammonium carbonate, butylammonium carbonate, isobutylammonium carbonate, amylammonium carbonate, hexylammonium carbonate, and heptyl.
- Examples include ammonium carbonate, octyl ammonium carbonate, 2-ethylhexyl ammonium carbonate, nonyl ammonium carbonate, and decyl ammonium carbonate.
- ammonium bicarbonate-based compound as a complexing agent examples include ammonium carbonate, methylammonium carbonate, ethylammonium carbonate, 1-propylammonium carbonate, isopropylammonium carbonate, butylammonium carbonate, isobutylammonium carbonate, and amyl.
- Ammonium ammonium bicarbonate, hexyl ammonium biocarbonate, heptyl ammonium biocarbonate, octyl ammonium biocarbonate, 2-ethylhexyl ammonium biocarbonate, nonyl ammonium biocarbonate, and decyl ammonium biocarbonate can be mentioned.
- the metal salt When the metal salt is reacted with the ammonium carbamate compound, the ammonium carbonate compound, or the ammonium carboxylate compound, the ammonium carbamate compound, the ammonium carbonate compound, or the ammonium carbide compound with respect to the molar amount of the metal salt is used.
- the ratio of the molar amount is preferably 0.01 times to 1 time, more preferably 0.05 times to 0.6 times.
- the carboxylic acid as a complexing agent examples include caproic acid, caproic acid, pelargonic acid, 2-ethylhexanoic acid, caproic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and palmitoleic acid. , Oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid.
- the carboxylic acid is preferably a carboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms, and more preferably a carboxylic acid having 10 to 16 carbon atoms.
- the content of the metal complex in the metal complex ink is preferably 10% by mass to 90% by mass, more preferably 10% by mass to 40% by mass, based on the total amount of the metal complex ink.
- the content of the metal complex is 10% by mass or more, the surface resistivity is further lowered.
- the content of the metal complex is 90% by mass or less, the ejection property is improved when the metal particle ink is applied by using the inkjet recording method.
- the metal complex ink preferably contains a solvent.
- the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the components contained in the metal complex ink such as the metal complex. From the viewpoint of ease of production, the solvent preferably has a boiling point of 30 ° C. to 300 ° C., more preferably 50 ° C. to 200 ° C., and even more preferably 50 ° C. to 150 ° C.
- the content of the solvent in the metal complex ink is such that the concentration of metal ions with respect to the metal complex (the amount of metal present as free ions with respect to 1 g of the metal complex) is 0.01 mmol / g to 3.6 mmol / g. Is preferable, and it is more preferably 0.05 mmol / g to 2 mmol / g.
- concentration of the metal ion is within the above range, the metal complex ink has excellent fluidity and can obtain conductivity.
- the solvent examples include hydrocarbons, cyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, carbamates, alkenes, amides, ethers, esters, alcohols, terpenoids, terpenoids, thiols, thioethers, phosphines, and water.
- the solvent contained in the metal complex ink may be only one kind or two or more kinds.
- the hydrocarbon is preferably a linear or branched hydrocarbon having 6 to 20 carbon atoms.
- Examples of the hydrocarbon include pentadecane, hexane, heptane, octane, nonan, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, octadecane, nonadecane and icosan.
- the cyclic hydrocarbon is preferably a cyclic hydrocarbon having 6 to 20 carbon atoms.
- Cyclic hydrocarbons can include, for example, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, and decalin.
- aromatic hydrocarbons examples include benzene, toluene, xylene, and tetralin.
- the ether may be any of linear ether, branched chain ether, and cyclic ether.
- Examples of the ether include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, methyl-t-butyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dihydropyran, and 1,4-dioxane.
- the alcohol may be any of primary alcohol, secondary alcohol, and tertiary alcohol.
- alcohols examples include ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol and 1-hexanol.
- ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.
- ester examples include methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, methoxybutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol.
- Terpenes are hydrocarbons represented by the composition of (C 5 H 8 ) n .
- Examples of terpenes include monoterpenes (C 10 H 16 ), sesqui terpenes (C 15 H 24 ), and diterpenes (C 20 H 32 ), specifically ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, dipentene, limonene. , Myrcene, aloosimene, ocimene, ⁇ -phellandrene, ⁇ -terpinene, ⁇ -terpinene, and terpinolene.
- terpenoids examples include milsen, ossimen, geraniol, nerol, linalol, citrorenol, citrar, menthen, limonen, dipentene, terpinolene, terpinen, ferlandren, silvestren, piperitol, terpineol, terpineol, mentenmonool, isopregol, peralialdehyde. , Piperiton, dihydrocarboxylic, carboxylic, pinol, ascaridol, zabinen, karen, pimen, bornen, fenken, kanfen, and carbeol.
- the metal complex ink may contain a reducing agent.
- the metal complex ink contains a reducing agent, the reduction from the metal complex to the metal is promoted.
- Examples of the reducing agent include boron hydride metal salt, aluminum hydride salt, amine, alcohol, organic acid, reducing sugar, sugar alcohol, sodium sulfite, hydrazine compound, dextrin, hydroquinone, hydroxylamine, ethylene glycol, glutathione, and Examples include oxime compounds.
- the reducing agent may be an oxime compound described in JP-A-2014-516463.
- the oxime compound include acetone oxime, cyclohexanone oxime, 2-butanone oxime, 2,3-butandion monooxime, dimethyl glyoxime, methyl acetoacetate mono oxime, methyl pyruvate mono oxime, benzaldehyde oxime, and 1-indanone.
- Examples thereof include oxime, 2-adamantanone oxime, 2-methylbenzamide oxime, 3-methylbenzamide oxime, 4-methylbenzamide oxime, 3-aminobenzamide oxime, 4-aminobenzamide oxime, acetphenone oxime, benzamide oxime, and pinacolon oxime. ..
- the reducing agent contained in the metal complex ink may be one kind or two or more kinds.
- the content of the reducing agent in the metal complex ink is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, preferably 0.3% by mass to 10% by mass, based on the total amount of the metal complex ink. It is more preferably 1% by mass to 5% by mass.
- the metal complex ink may contain a resin.
- the adhesion of the metal complex ink to the base material is improved.
- the resin examples include polyester, polyethylene, polypropylene, polyacetal, polyolefin, polycarbonate, polyamide, fluororesin, silicone resin, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, rosin, acrylic resin, polyvinyl chloride, polysulfone, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinyl type.
- resins examples include resins, polyacrylonitriles, polysulfides, polyamideimides, polyethers, polyarylates, polyether ether ketones, polyurethanes, epoxy resins, vinyl ester resins, phenolic resins, melamine resins, and urea resins.
- the resin contained in the metal complex ink may be one kind or two or more kinds.
- the metal complex ink is a surface conditioner, a wetting agent, a cross-linking agent, an antioxidant, a rust preventive, and a heat-resistant stable, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
- Additives such as agents, surfactants, plasticizers, hardeners, thickeners, silane coupling agents and the like may be contained.
- the total content of the additives in the metal complex ink is preferably 20% by mass or less with respect to the total amount of the metal complex ink.
- the viscosity of the metal complex ink is not particularly limited, and may be 0.01 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s, preferably 0.1 Pa ⁇ s to 100 Pa ⁇ s.
- the viscosity of the metal complex ink is preferably 1 mPa ⁇ s to 100 mPa ⁇ s, and preferably 2 mPa ⁇ s to 50 mPa ⁇ s. It is more preferably 3 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s.
- the viscosity of the metal complex ink is a value measured at 25 ° C. using a viscometer.
- the viscosity is measured, for example, using a VISCOMETER TV-22 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
- the surface tension of the metal complex ink is not particularly limited, and is preferably 20 mN / m to 45 mN / m, more preferably 25 mN / m to 35 mN / m.
- the surface tension is a value measured at 25 ° C. using a surface tension meter.
- the surface tension of the metal complex ink is measured using, for example, DY-700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the metal salt ink is, for example, an ink composition in which a metal salt is dissolved in a solvent.
- the metal constituting the metal salt examples include silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, molybdenum, zinc, nickel, iron, platinum, tin, copper, and lead.
- the metal constituting the metal salt preferably contains at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, nickel, palladium and copper, and more preferably contains silver. ..
- the content of the metal contained in the metal salt ink is preferably 1% by mass to 40% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass, in terms of metal elements, with respect to the total amount of the metal salt ink. It is preferably 7% by mass to 20% by mass, more preferably 7% by mass.
- the content of the metal salt in the metal salt ink is preferably 10% by mass to 90% by mass, more preferably 10% by mass to 60% by mass, based on the total amount of the metal salt ink.
- the content of the metal salt is 10% by mass or more, the surface resistivity is further lowered.
- the content of the metal salt is 90% by mass or less, the ejection property is improved when the metal particle ink is applied by a spray method or an inkjet recording method.
- metal salt examples include benzoate of metal, halide, carbonate, citrate, iodate, nitrite, nitrate, acetate, phosphate, sulfate, sulfide, trifluoroacetate, and the like. And carboxylates. In addition, you may combine two or more kinds of salts.
- the metal salt is preferably a metal carboxylate from the viewpoint of conductivity and storage stability.
- the carboxylic acid forming the carboxylic acid salt is preferably at least one selected from the group consisting of formic acid and carboxylic acids having 1 to 30 carbon atoms, and more preferably carboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. , A fatty acid having 8 to 20 carbon atoms is more preferable.
- the fatty acid may be linear, may be branched, or may have a substituent.
- linear fatty acids examples include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pentanic acid, hexanoic acid, heptanic acid, behenic acid, oleic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, caproic acid, enanthic acid, and caprylic acid. , Perargonic acid, caproic acid, and undecanoic acid.
- branched fatty acid examples include isobutyric acid, isovaleric acid, ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, pivalic acid, 2-methylpentanoic acid, 3-methylpentanoic acid, 4-methylpentanoic acid, 2,2-dimethylbutanoic acid, and the like. Included are 2,3-dimethylbutanoic acid, 3,3-dimethylbutanoic acid, and 2-ethylbutanoic acid.
- carboxylic acid having a substituent examples include hexafluoroacetylacetone acid, hydroangelica acid, 3-hydroxybutyric acid, 2-methyl-3-hydroxybutyric acid, 3-methoxybutyric acid, acetonedicarboxylic acid, 3-hydroxyglutaric acid, 2 -Methyl-3-hydroxyglutaric acid and 2,2,4,4-hydroxyglutaric acid can be mentioned.
- the metal salt may be a commercially available product or may be manufactured by a known method.
- the silver salt is produced, for example, by the following method.
- a silver compound for example, silver acetate
- an organic solvent such as ethanol
- the mixture is stirred using an ultrasonic stirrer for a predetermined time, and the generated precipitate is washed with ethanol and decanted. All of these steps can be performed at room temperature (25 ° C.).
- the mixing ratio of the silver compound to formic acid or a fatty acid having 1 to 30 carbon atoms is preferably 1: 2 to 2: 1 in terms of molar ratio, and more preferably 1: 1.
- the metal salt ink may contain a solvent, a reducing agent, a resin, and an additive.
- Preferred embodiments of the solvent, reducing agent, resin, and additive are the same as the solvent, reducing agent, resin, and additive that may be contained in the metal complex ink.
- the viscosity of the metal salt ink is not particularly limited, and may be 0.01 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s, preferably 0.1 Pa ⁇ s to 100 Pa ⁇ s.
- the viscosity of the metal salt ink is preferably 1 mPa ⁇ s to 100 mPa ⁇ s, and preferably 2 mPa ⁇ s to 50 mPa ⁇ s. It is more preferably 3 mPa ⁇ s to 30 mPa ⁇ s.
- the viscosity of the metal salt ink is a value measured at 25 ° C using a viscometer.
- the viscosity is measured, for example, using a VISCOMETER TV-22 type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
- the surface tension of the metal salt ink is not particularly limited, and is preferably 20 mN / m to 45 mN / m, more preferably 25 mN / m to 35 mN / m.
- the surface tension is a value measured at 25 ° C. using a surface tension meter.
- the surface tension of the metal salt ink is measured using, for example, DY-700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the conductive ink used in the image recording method of the present disclosure preferably contains a metal complex or a metal salt, and the metal complex is composed of an ammonium carbamate compound, an ammonium carbonate compound, an amine, and a carboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms. It is a metal complex having a structure derived from at least one selected from the above group, and the metal salt is preferably a metal carboxylate.
- the image recording method of the present disclosure includes a step of irradiating a conductive ink applied on a substrate with ultraviolet rays to form a conductive layer (hereinafter, referred to as a “conductive layer forming step”).
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation with ultraviolet rays is started is 5% by mass with respect to the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate. % Or more.
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation of ultraviolet rays is started with respect to the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate is referred to as "residual amount of liquid component”.
- the residual amount of the liquid component is calculated as the average value of the residual amount of the liquid component at the time when the irradiation of each ultraviolet ray is started.
- the liquid component of conductive ink means a component that can be volatilized by external factors such as heat and light.
- Examples of the liquid component of the conductive ink include water and an organic solvent.
- the residual amount of the liquid component is 5% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
- the conductive ink is cured before it gets wet and spreads, so that a high-quality image can be obtained.
- the upper limit of the residual amount of the liquid component is not particularly limited, and the residual amount of the liquid component may be 100% by mass.
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate is the content of the liquid component contained in the conductive ink contained in the ink tank of the inkjet recording device immediately before being applied onto the substrate. Is obtained by calculating.
- the content of the liquid component contained in the conductive ink can be calculated by, for example, the following method.
- Liquid component content X (% by mass) ⁇ (A1-A2) / A1 ⁇ x 100
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation of ultraviolet rays is started can be calculated by, for example, the following method.
- an inkjet paper (product name "Gaisai", manufactured by Fujifilm Corporation) is cut into an image size (2 cm x 3 cm) as a base material, and the cut base material is weighed. Let the value obtained by weighing be B1.
- the base material is set in an inkjet recording device, and in an environment of room temperature (23 ° C.), 1 million shots of conductive ink are ejected with a droplet amount of 10 pL without irradiating with ultraviolet rays.
- the substrate to which the conductive ink is applied is weighed.
- the amount Y of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate is calculated from the following formula.
- Amount of conductive ink at the time of application on the substrate Y B2-B1 Further, as the base material, the base material actually used for image recording is cut into an arbitrary size, and the cut base material is weighed. Let C1 be the value obtained by weighing.
- the base material is set in an inkjet recording device, and 1 million shots of conductive ink are ejected under an arbitrary temperature condition without irradiating with ultraviolet rays with a droplet amount of 10 pL. After an arbitrary time has elapsed after the completion of ejection, the base material to which the conductive ink is applied is weighed. Let C2 be the value obtained by weighing.
- the amount of the conductive ink Z at the time when the irradiation of the ultraviolet rays is started is calculated from the following formula.
- Amount of conductive ink at the time when ultraviolet irradiation is started Z C2-C1
- the amount of decrease in the liquid component at the time when the irradiation with ultraviolet rays is started is calculated from the following formula.
- Amount of decrease in liquid component YZ
- the peak wavelength of ultraviolet rays is preferably 405 nm or less, more preferably 400 nm or less, and even more preferably 390 nm or less.
- the lower limit of the peak wavelength of ultraviolet rays is not particularly limited, and is, for example, 200 nm.
- the conductivity of the obtained image is improved.
- the exposure amount in the irradiation of ultraviolet rays is preferably 0.1 J / cm 2 to 1000 J / cm 2 , and more preferably 0.5 J / cm 2 to 100 J / cm 2 .
- the exposure amount means the total exposure amount (total exposure amount) of the plurality of times.
- Mercury lamps, gas lasers and solid-state lasers are mainly used as light sources for ultraviolet irradiation, and mercury lamps, metal halide lamps and ultraviolet fluorescent lamps are widely known.
- UV-LED light emitting diode
- UV-LD laser diode
- the light source for ultraviolet irradiation is preferably a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, or a UV-LED.
- the time from the time when the conductive ink lands on the substrate to the start of irradiation with ultraviolet rays (hereinafter referred to as "time A") is preferably within 150 seconds, and is 60. It is more preferably within seconds, and even more preferably within 10 seconds.
- time A is within 150 seconds, the conductive ink is cured before the conductive ink gets wet and spreads, so that the image quality of the obtained image is improved.
- the lower limit of the time A is not particularly limited, and is, for example, 1 microsecond.
- the conductive ink may be further applied after the conductive ink is applied onto the substrate.
- the layer formed by applying the conductive ink once is referred to as a "conductive layer”
- the layer formed by applying the conductive ink a plurality of times is also referred to as "the entire conductive layer”.
- the conductive ink may be applied to the substrate twice or more, and then irradiated with ultraviolet rays. Further, in the image recording method of the present disclosure, the conductive ink may be applied once on the substrate and then irradiated with ultraviolet rays to further apply the conductive ink on the formed conductive layer.
- the image recording method of the present disclosure includes a step of applying conductive ink on a base material and a step of irradiating the conductive ink applied on the base material with ultraviolet rays to form a conductive layer.
- the thickness of the entire conductive layer can be increased.
- the types of the conductive ink may be the same or different, but it is preferable that they are the same from the viewpoint of manufacturing efficiency.
- the fact that the types of conductive inks are the same means that the components and contents contained in the conductive inks are all the same. Further, the fact that the types of the conductive inks are different means that at least one of the components and the contents contained in the conductive inks is different.
- the number of laminating steps is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the thickness of the entire target conductive layer.
- the thickness of the entire conductive layer is preferably 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m, and more preferably 0.3 ⁇ m to 15 ⁇ m.
- the thickness of the entire conductive layer is measured using a laser microscope (product name "VK-X1000", manufactured by KEYENCE CORPORATION).
- the average thickness per conductive layer is obtained by dividing the thickness of the entire conductive layer by the number of times the conductive layer is formed (that is, the number of times the conductive ink is applied).
- the average thickness per conductive layer is preferably 1.5 ⁇ m or less, and more preferably 1.2 ⁇ m or less.
- the conductivity is further improved.
- the laminating step after performing the step of applying the conductive ink to the conductive layer a plurality of times by using the inkjet recording method, the conductive ink applied on the conductive layer is further irradiated with ultraviolet rays to further form the conductive layer. You may carry out the step to do.
- the conductive ink applied to the conductive layer is applied once after the step of applying the conductive ink to the conductive layer by using an inkjet recording method.
- the image recording method of the present disclosure may include a firing step of firing the conductive layer after irradiation with ultraviolet rays.
- the firing temperature is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. to 200 ° C., and even more preferably 80 ° C. to 150 ° C.
- the firing time is preferably 1 minute to 120 minutes, more preferably 1 minute to 40 minutes.
- the conductive ink contains a metal salt or metal particles, it is preferable to fire the conductive layer after irradiating with ultraviolet rays.
- the image recording method of the present disclosure includes a step of applying insulating ink to a substrate by using an inkjet recording method, a dispenser coating method, or a spray coating method, and curing the insulating ink to form an insulating layer.
- the step of applying the conductive ink is preferably a step of applying the conductive ink on the insulating layer.
- the method of applying the insulating ink is preferably an inkjet recording method from the viewpoint that the thickness of the insulating ink film formed by applying a small amount of ink can be reduced once.
- the details of the inkjet recording method are as described above.
- the method of curing the insulating ink is not particularly limited, and examples thereof include a method of irradiating the insulating ink applied on the substrate with active energy rays.
- UV ultraviolet rays
- visible rays examples of the active energy ray
- electron beams examples of the active energy ray
- UV ultraviolet rays
- the peak wavelength of ultraviolet rays is preferably 200 nm to 405 nm, more preferably 250 nm to 400 nm, and even more preferably 300 nm to 400 nm. It was
- the exposure amount in the irradiation of the active energy rays is preferably 100 mJ / cm 2 to 5000 mJ / cm 2 , and more preferably 300 mJ / cm 2 to 1500 mJ / cm 2 .
- Mercury lamps, gas lasers and solid-state lasers are mainly used as light sources for ultraviolet irradiation, and mercury lamps, metal halide lamps and ultraviolet fluorescent lamps are widely known.
- UV-LED light emitting diode
- UV-LD laser diode
- the light source for ultraviolet irradiation is preferably a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, or a UV-LED.
- the step of obtaining the insulating layer it is preferable to repeat the step of applying the insulating ink and irradiating the active energy ray twice or more in order to obtain the insulating layer having a desired thickness.
- the thickness of the insulating layer is preferably 5 ⁇ m to 5000 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 2000 ⁇ m.
- the insulating ink means an ink for forming an insulating layer having an insulating property.
- Insulation means a property having a volume resistivity of 10 10 ⁇ cm or more.
- the insulating ink preferably contains a polymerizable monomer and a polymerization initiator.
- the polymerizable monomer means a monomer having at least one polymerizable group in one molecule.
- the polymerizable group in the polymerizable monomer may be a cationically polymerizable group or a radically polymerizable group, but is preferably a radically polymerizable group from the viewpoint of curability.
- the radically polymerizable group is preferably an ethylenically unsaturated group from the viewpoint of curability.
- the monomer means a compound having a molecular weight of 1000 or less.
- the molecular weight can be calculated from the type and number of atoms constituting the compound.
- the polymerizable monomer may be a monofunctional polymerizable monomer having one polymerizable group, or may be a polyfunctional polymerizable monomer having two or more polymerizable groups.
- the monofunctional polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a monomer having one polymerizable group. From the viewpoint of curability, the monofunctional polymerizable monomer is preferably a monofunctional radically polymerizable monomer, and more preferably a monofunctional ethylenically unsaturated monomer.
- Examples of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer include monofunctional (meth) acrylate, monofunctional (meth) acrylamide, monofunctional aromatic vinyl compound, monofunctional vinyl ether and monofunctional N-vinyl compound.
- Examples of the monofunctional (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate.
- Tert-octyl (meth) acrylate isoamyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) Acrylate, 4-n-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyldiglycol (meth) acrylate, butoxyethyl ( Meta) acrylate, 2-chloroethyl (meth) acrylate, 4-bromobutyl (meth) acrylate, cyanoethyl (meth) acrylate, benzyl (
- Examples of the monofunctional (meth) acrylamide include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, and Nn-butyl (meth) acrylamide.
- Examples include (meth) acrylamide and (meth) acryloylmorpholin.
- Examples of the monofunctional aromatic vinyl compound include styrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, isopropylstyrene, chloromethylstyrene, methoxystyrene, acetoxystyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, vinyl benzoic acid methyl ester, and 3-methyl.
- Styrene 4-methylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 3-propylstyrene, 4-propylstyrene, 3-butylstyrene, 4-butylstyrene, 3-hexylstyrene, 4-hexylstyrene, 3-octyl Styrene, 4-octyl styrene, 3- (2-ethylhexyl) styrene, 4- (2-ethylhexyl) styrene, allyl styrene, isopropenyl styrene, butenyl styrene, octenyl styrene, 4-t-butoxycarbonyl styrene and 4- Included is t-butoxystyrene.
- Examples of the monofunctional vinyl ether include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, n-nonyl vinyl ether, lauryl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, cyclohexylmethyl vinyl ether and 4-methyl.
- Examples of the monofunctional N-vinyl compound include N-vinyl- ⁇ -caprolactam and N-vinylpyrrolidone.
- the polyfunctional polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a monomer having two or more polymerizable groups. From the viewpoint of curability, the polyfunctional polymerizable monomer is preferably a polyfunctional radically polymerizable monomer, and more preferably a polyfunctional ethylenically unsaturated monomer.
- polyfunctional ethylenically unsaturated monomer examples include a polyfunctional (meth) acrylate compound and a polyfunctional vinyl ether.
- polyfunctional (meth) acrylate examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and propylene glycol di (meth) acrylate.
- polyfunctional vinyl ether examples include 1,4-butanediol divinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, and hexanediol di.
- the content of the polymerizable monomer is preferably 10% by mass to 98% by mass, more preferably 50% by mass to 98% by mass, based on the total amount of the insulating ink.
- polymerization initiator examples include an oxime compound, an alkylphenone compound, an acylphosphine compound, an aromatic onium salt compound, an organic peroxide, a thio compound, a hexaarylbisimidazole compound, a borate compound, and an azinium compound.
- examples include titanosen compounds, active ester compounds, compounds with carbon halogen bonds, and alkylamines.
- the polymerization initiator contained in the insulating ink is preferably at least one selected from the group consisting of an oxime compound, an alkylphenone compound, and a titanocene compound, and the alkylphenone compound is preferable. It is more preferable that the compound is at least one selected from the group consisting of the ⁇ -aminoalkylphenone compound and the benzylketal alkylphenone.
- the content of the polymerization initiator is preferably 0.5% by mass to 20% by mass, more preferably 2% by mass to 10% by mass, based on the total amount of the insulating ink.
- the insulating ink may contain components other than the polymerization initiator and the polymerizable monomer.
- Other components include sensitizers, surfactants and additives.
- the insulating ink may contain at least one sensitizer.
- the sensitizer examples include polynuclear aromatic compounds (eg, pyrene, perylene, triphenylene, and 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene), xanthene compounds (eg, fluoressein, eosin, erythrosin, rhodamin B, etc.). And Rose Bengal), cyanine compounds (eg, thiacarbocyanin and oxacarbocyanin), merocyanin compounds (eg, merocyanin, and carbomerocyanin), thiadin compounds (eg, thionin, methylene blue, and toluidine blue), acridin.
- polynuclear aromatic compounds eg, pyrene, perylene, triphenylene, and 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene
- xanthene compounds eg, fluoressein, eosin, erythrosin, rho
- anthracinones eg, anthracene
- squalium compounds eg, squalium
- coumarin compounds eg, 7-diethylamino-4-methylcoumarin
- thioxanthone compounds examples thereof include a compound (for example, isopropylthioxanthone) and a thiochromanone-based compound (for example, thiochromanone).
- the sensitizer is preferably a thioxanthone-based compound.
- the content of the sensitizer is not particularly limited, but is preferably 1.0% by mass to 15.0% by mass with respect to the total amount of the insulating ink. It is more preferably 5% by mass to 5.0% by mass.
- the insulating protective layer forming ink may contain at least one chain transfer agent.
- the chain transfer agent is preferably a polyfunctional thiol from the viewpoint of improving the reactivity of the photopolymerization reaction.
- polyfunctional thiol examples include aliphatic thiols such as hexane-1,6-dithiol, decane-1,10-dithiol, dimercaptodiethyl ether and dimercaptodiethyl sulfide, xylylene dimercaptan, 4,4'-.
- Aromatic thiols such as dimercaptodiphenyl sulfide, 1,4-benzenedithiol; Ethylene glycol bis (mercaptoacetate), polyethylene glycol bis (mercaptoacetate), propylene glycol bis (mercaptoacetate), glycerintris (mercaptoacetate), trimethylolethaneethanol (mercaptoacetate), trimethylolpropanetris (mercaptoacetate), penta Polyhydric alcohol poly (mercaptoacetate) such as erythritol tetrakis (mercaptoacetate) and dipentaerythritol hexakis (mercaptoacetate); Ethylene glycol bis (3-mercaptopropionate), polyethylene glycol bis (3-mercaptopropionate), propylene glycol bis (3-mercaptopropionate), glycerintris (3-mercaptopropionate), trimethylolethane Multivalent values such as tris (mercaptopropionate
- Alcohol poly (3-mercaptopropionate); and 1,4-bis (3-mercaptobutylyloxy) butane, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) ) -Poly (mercaptobutyrate) such as trion, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) and the like can be mentioned.
- the insulating ink may contain at least one surfactant.
- surfactant examples include those described in JP-A-62-173436 and JP-A-62-183457.
- examples of the surfactant include anionic surfactants such as dialkyl sulfosuccinate, alkylnaphthalene sulfonate, and fatty acid salt; polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, acetylene glycol, and polyoxyethylene.
- -Nonionic surfactants such as polyoxypropylene block copolymers; and cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts.
- the surfactant may be a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant.
- the content of the surfactant is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the total amount of the insulating ink.
- the lower limit of the content of the surfactant is not particularly limited.
- the insulating ink may contain at least one organic solvent.
- organic solvent examples include (poly) alkylene glycols such as ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether.
- poly alkylene glycols such as ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether.
- (Poly) alkylene glycol dialkyl ethers such as ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether;
- (Poly) alkylene glycol acetates such as diethylene glycol acetate;
- (Poly) alkylene glycol diacetates such as ethylene glycol diacetate and propylene glycol diacetate;
- (Poly) alkylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monobutyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Lactones such as ⁇ -butyrolactone; Esters such as ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, 3-methoxybutyl
- the content of the organic solvent is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, based on the total amount of the insulating ink.
- the lower limit of the content of the organic solvent is not particularly limited.
- the insulating ink may contain additives such as a cosensitizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a fading agent, and a basic compound.
- the pH of the insulating ink is preferably 7 to 10, more preferably 7.5 to 9.5, from the viewpoint of improving ejection stability when applied using an inkjet recording method.
- the pH is measured at 25 ° C. using a pH meter, and is measured, for example, using a pH meter (model number "HM-31") manufactured by Toa DKK Corporation.
- the viscosity of the insulating ink is preferably 0.5 mPa ⁇ s to 60 mPa ⁇ s, and more preferably 2 mPa ⁇ s to 40 mPa ⁇ s.
- the viscosity is measured at 25 ° C. using a viscometer, and is measured, for example, using a TV-22 type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
- the surface tension of the insulating ink is preferably 60 mN / m or less, more preferably 20 mN / m to 50 mN / m, and even more preferably 25 mN / m to 45 mN / m.
- the surface tension is measured at 25 ° C. using a surface tension meter, and is measured by a plate method using, for example, an automatic surface tension meter (product name “CBVP-Z”) manufactured by Kyowa Surface Science Co., Ltd.
- insulating ink 1 ⁇ Preparation of insulating ink 1> The following components were mixed, and the mixture was stirred at 25 ° C. at 5000 rpm for 20 minutes using a mixer (product name “L4R”, manufactured by Silberson) to obtain insulating ink 1.
- ⁇ Preparation of conductive ink 1> To a 300 mL three-necked flask, 25.1 g of 1-propanol, 20 g of silver acetate, and 5 g of formic acid were added, and the mixture was stirred for 20 minutes. The silver halide precipitate formed was decanted three times with 1-propanol and washed. To the precipitate, 14.4 g of 1-propylamine and 25.1 g of 1-propanol were added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Next, 10 g of water was added and further stirred to obtain a solution containing a silver complex. This solution was filtered using a PTFE (polytetrafluoroethylene) membrane filter having a pore size of 0.45 ⁇ m to obtain conductive ink 1.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- ⁇ Preparation of conductive ink 2> To a 300 mL three-necked flask, 46 g of water, 20.0 g of silver acetate, 20 g of ethylenediamine, and 20 g of amylamine were added, and the mixture was stirred for 20 minutes. 4 g of formic acid was added to the obtained solution, and the mixture was further stirred for 30 minutes to obtain a solution containing a silver complex. This solution was filtered using a PTFE (polytetrafluoroethylene) membrane filter having a pore size of 0.45 ⁇ m to obtain conductive ink 2.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the conductive ink 3 was obtained in the same manner as the conductive ink 1 except that the type and amount of the complexing agent and the type and amount of the solvent were changed to those shown in Table 1.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- ⁇ Preparation of conductive ink 9> To a 200 mL three-necked flask, 25.0 g of silver neodecanoate, 35 g of xylene, and 30.0 g of terpineol were added and dissolved. Next, 10 g of tert-octylamine was added and stirred to obtain a solution containing a silver complex. The reaction was carried out at room temperature (23 ° C.) for 2 hours to obtain a uniform solution. This solution was filtered using a PTFE (polytetrafluoroethylene) membrane filter having a pore size of 0.45 ⁇ m to obtain a conductive ink 9.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the conductive ink 10 was obtained in the same manner as the conductive ink 9 except that the tert-octylamine in the conductive ink 9 was changed to amylamine.
- the conductive ink 11 was obtained in the same manner as the conductive ink 9 except that 1 g of tert-octylamine in the conductive ink 9 was changed to 0.5 g of amylamine and 0.5 g of octylamine.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the conductive ink 13 was obtained in the same manner as the conductive ink 3 except that the amount of the complexing agent and the amount of the reducing agent were changed to those shown in Table 1.
- a solution a in which 6.8 g of polyvinylpyrrolidone (weight average molecular weight 3000, manufactured by Sigma-Aldrich) was dissolved in 100 mL of water was prepared.
- a solution b in which 50.00 g of silver nitrate was dissolved in 200 mL of water was prepared.
- 78.71 g of an 85 mass% N, N-diethylhydroxylamine aqueous solution was added dropwise at room temperature (23 ° C.) to the mixture obtained by mixing and stirring solution a and solution b, and further, polyvinylpyrrolidone 6.
- a solution prepared by dissolving 8 g in 1000 mL of water was slowly added dropwise at room temperature.
- the obtained suspension is passed through an ultrafiltration unit (Vivaflow 50 manufactured by Sartorius Stedim, fractional molecular weight: 100,000, number of units: 4) and purified until about 5 L of exudate is discharged from the ultrafiltration unit. Purified by passing water through.
- the supply of purified water was stopped and concentrated to obtain 30 g of silver particle dispersion liquid 1.
- the solid content in this dispersion is 50% by mass, and the silver content in the solid is measured by TG-DTA (differential thermal weight simultaneous measurement) (Hitachi High-Tech, Inc., model: STA7000 series). As a result, it was 96.0% by mass.
- the obtained silver particle dispersion 1 was diluted 20-fold with ion-exchanged water and measured using a particle size analyzer FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Denshi Co., Ltd.) to determine the volume average particle size of the silver particles. rice field.
- the volumetric particle size of the silver particle dispersion 1 was 60 nm.
- To 10 g of the silver particle dispersion, 2 g of 2-propanol and 0.1 g of Orphine E-1010 (manufactured by Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a surfactant are added, and water is added so that the silver concentration becomes 40% by mass, and conductivity is obtained.
- Ink 14 was obtained.
- Table 1 shows the types and contents (mass%) of each component contained in the conductive inks 1 to 14.
- the form of the metal compound contained in the conductive ink is a metal complex, a metal salt, or a metal particle.
- the type of metal salt before forming the complex and the type of complexing agent are also described.
- Example 1 Preparation of laminated body sample 1-
- a polyimide film product name "Kapton”, manufactured by Toray DuPont
- Inkjet ink 1 was filled in an inkjet head (product name "SG1024", manufactured by FUJIFILM DIMATIX).
- the image recording conditions were a resolution of 1200 dpi (dots per inch) and a droplet amount of 10 pL per dot.
- an ultraviolet lamp type irradiator 365 nm LED, peak intensity 8 W / cm 2 , irradiation area 2 ⁇ 8 cm, in-house product
- the base material on which the insulating layer was formed was preheated to 45 ° C.
- Conductive ink was ejected onto the insulating layer, and after 5.0 seconds from the time when the conductive ink landed, ultraviolet rays were irradiated at an illuminance of 4 W / cm 2 for 10 seconds, and an image having a width of 5 cm and a length of 2.0 cm was recorded. ..
- the operation of ejecting the conductive ink and irradiating the ultraviolet rays 5.0 seconds after the time when the conductive ink landed was repeated, and an image was recorded.
- a total of eight operations were performed on the same region (lamination step) to obtain a laminated body sample 1 in which a conductive layer having a metallic luster and a thickness of 3.2 ⁇ m was formed.
- the total exposure of ultraviolet rays was 40 J / cm 2 .
- L / S was set to 100 ⁇ m / 75 ⁇ m, 100 ⁇ m / 100 ⁇ m, 100 ⁇ m / 125 ⁇ m, and 100 ⁇ m / 150 ⁇ m.
- L means the line width and S means the space width.
- a printed circuit board on which a rectangular parallelepiped electronic component (manufactured by spansion) insulated with an epoxy molding compound (EMC) having a thickness of 10 mm ⁇ 12 mm and a thickness of 1 mm was mounted was prepared.
- the substrate was preheated to 45 ° C., and the conductive ink 1 was ejected at an inkjet head (product name “SG1024”, manufactured by FUJIFILM DIMATIX) with a resolution of 1200 dpi (dots per inch) and a droplet amount of 10 pL per dot. ..
- ultraviolet rays were irradiated at an illuminance of 4 W / cm 2 for 10 seconds, and an image having a width of 1.2 cm and a length of 1.4 cm was recorded so as to cover the electronic components.
- the operation of ejecting the conductive ink and irradiating the ultraviolet rays 5.0 seconds after the time when the conductive ink landed was repeated, and an image was recorded.
- a total of eight operations were performed on the same region (lamination step) to obtain a laminated body sample 1 in which a conductive layer having a metallic luster and a thickness of 3.2 ⁇ m was formed.
- the total exposure of ultraviolet rays was 40 J / cm 2 .
- Examples 2 to 7, Examples 9 to 13 In Examples 2 to 7 and Examples 12 to 13, the laminated body samples 1 to laminated in the same manner as in Example 1 except that the types of conductive inks are changed to those shown in Table 2. Body sample 4 was prepared. In Examples 9 to 11, the type of the conductive ink is changed to that shown in Table 2, and the base material on which the insulating layer is formed is preheated to 60 ° C. Laminated sample 1 to laminated sample 4 were prepared in the same manner.
- Example 8 and Example 14 In Example 8, the conductive ink 1 used in Example 1 was changed to the conductive ink 8. Further, the base material on which the insulating layer was formed was preheated to 60 ° C. In addition, the conductive ink is ejected and irradiated with ultraviolet rays 5.0 seconds after the conductive ink lands, and further, 10 seconds after the irradiation of the ultraviolet rays is completed, it is heated at 160 ° C. for 20 minutes using an oven. The laminated body sample 1 to the laminated body sample 4 were produced by the same method as in Example 1 except that the above operation was performed a total of 8 times. In Example 14, the conductive ink 1 used in Example 1 was changed to the conductive ink 14.
- the conductive ink is ejected and irradiated with ultraviolet rays 5.0 seconds after the conductive ink lands, and further, 10 seconds after the irradiation of the ultraviolet rays is completed, it is heated at 160 ° C. for 20 minutes using an oven.
- the laminated body sample 1 to the laminated body sample 4 were produced by the same method as in Example 1 except that the above operation was performed a total of 8 times.
- Example 15 to 33 Comparative Examples 2 to 3
- the number of times the conductive ink is applied, the number of exposures, the type of the light source, the total exposure amount, and the time from the time when the conductive ink lands until the start of ultraviolet irradiation in the table, "until exposure”).
- the temperature of the base material when ejecting the conductive ink indicated as“ the temperature of the base material ”in the table, except that it was changed to the one shown in Table 2.
- Laminated sample 1 to laminated sample 4 were prepared in the same manner as in Example 1.
- a laminated body sample 5 was also prepared.
- a metal halide lamp product name "F300S-6 SYSTEM (H-bulb)", manufactured by Heraeus, "MH” in the table
- Example 34 In Example 34, the amount of droplets of the conductive ink was set to 20 pL, and the resolution in the scanning direction was set to 2400 dpi. Further, the laminated body samples 1 to the same method as in Example 1 are performed, except that the operation of ejecting the conductive ink and irradiating the ultraviolet rays 5.0 seconds after the conductive ink lands is performed twice in total. A laminated sample 4 was prepared.
- Example 35 the conductive ink was continuously ejected onto the insulating layer four times in succession, and ultraviolet rays were irradiated 5.0 seconds after the time when the fourth conductive ink landed. Further, the same method as in Example 1 was used except that the conductive ink was continuously ejected four times and the ultraviolet rays were irradiated 5.0 seconds after the fourth (eighth total) conductive ink landed. Laminated sample 1 to laminated sample 4 were prepared.
- Example 36 In Example 36, except that the conductive ink was ejected onto the insulating layer, the conductive ink was continuously ejected eight times, and the ultraviolet rays were irradiated 5.0 seconds after the eighth time the conductive ink landed.
- Laminated sample 1 to laminated sample 4 were prepared in the same manner as in Example 1.
- Comparative Example 1 In Comparative Example 1, a pulse generator (product name “SINTERON2000”, manufactured by Xenon Corporation) was used, and ultraviolet rays were irradiated 1800 seconds after the conductive ink landed, in the same manner as in Example 4. Laminated sample 1 to laminated body sample 4 were prepared.
- a pulse generator product name “SINTERON2000”, manufactured by Xenon Corporation
- ⁇ Conductivity> For each of the conductive layers in the laminated body sample 1 and the laminated body sample 3, a resistivity meter (trade name "Lorester GP", manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) was used, and the surface resistivity [ ⁇ / ⁇ ] was set to room temperature by the 4-terminal method. It was measured under (23 ° C.).
- the evaluation criteria are as follows. Rank 2 or higher is a level at which there is no practical problem. 5: The surface resistivity is less than 100 m ⁇ / ⁇ . 4: The surface resistivity is 100 m ⁇ / ⁇ or more and less than 250 m ⁇ / ⁇ .
- the surface resistivity is 250 m ⁇ / ⁇ or more and less than 500 m ⁇ / ⁇ .
- the surface resistivity is 500 m ⁇ / ⁇ or more and less than 1 ⁇ / ⁇ .
- the surface resistivity is 1 ⁇ / ⁇ or more.
- the obtained tape piece was placed on the conductive layer of the laminated body sample 1, and a region having a width of 12 mm and a length of 25 mm at the center of the tape piece was attached with a finger and rubbed firmly with a fingertip. After attaching the tape piece, the end of the tape piece was grasped and peeled off at an angle as close to 60 ° as possible in 0.5 seconds to 1.0 seconds. The presence or absence of deposits on the peeled tape piece and the presence or absence of peeling of the conductive layer in the laminated body sample 1 were visually observed.
- the adhesion between the insulating layer and the conductive layer was evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 2.
- Table 2 shows the types of conductive ink, the average thickness per layer, the number of times the conductive ink is applied, the number of exposures, the type of light source, the temperature of the base material when applying the conductive ink, the time until exposure, and the total exposure amount. , And the residual amount of liquid components are described.
- the evaluation result of the image quality using the laminated body sample 2 and the evaluation result of the image quality using the laminated body sample 4 were the same.
- the evaluation result of the conductivity and the adhesiveness using the laminated body sample 1 and the evaluation result of the conductiveness and the adhesiveness using the laminated body sample 3 were the same.
- a step of applying conductive ink to the substrate by using an inkjet recording method, and ultraviolet rays are applied to the conductive ink applied to the substrate.
- the content of the liquid component of the conductive ink at the time when the irradiation of ultraviolet rays is started, including the step of forming the conductive layer by irradiation, is the content of the liquid component of the conductive ink at the time of being applied onto the substrate.
- the conductive ink contains a metal salt or a metal complex, and the conductive ink is superior in image quality, conductivity, and adhesion as compared with Example 14 in which the conductive ink contains metal particles. rice field.
- Example 25 the time from the time when the conductive ink lands on the substrate to the start of irradiation with ultraviolet rays is within 60 seconds, and a high-quality image can be obtained as compared with Example 26. I understood.
- Example 23 the time from the time when the conductive ink lands on the substrate to the start of irradiation with ultraviolet rays is within 10 seconds, and a high-quality image can be obtained as compared with Example 24. I understood.
- Example 1 the average thickness per conductive layer was 1.5 ⁇ m or less, and it was found that the image quality, conductivity, and adhesion were excellent as compared with Example 34.
- Example 1 since the irradiation of ultraviolet rays is performed every time the step of applying the conductive ink is performed, the image quality, conductivity, and adhesion are excellent as compared with Examples 35 and 36. It turned out.
- Example 1 the peak wavelength of ultraviolet rays was 400 nm or less, and the conductivity was superior to that of Example 17.
- Example 1 As shown in Table 3, it was found that in Example 1 and Examples 20 to 24, the covering property was excellent.
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Abstract
基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された前記導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である、画像記録方法。
Description
本開示は、画像記録方法に関する。
プリント基板においては、電磁波ノイズ、静電気ノイズ等のノイズが問題になることがある。従来、銀粒子インクを用いた熱焼結によって導電層を形成する方法が知られている。
例えば、特表2014-529875号公報には、焼結銀の導電性ネットワークを作製する方法であって、(a)銀化合物および結合剤を含む導電性インクを調製するステップと、(b)導電性インクを基材上に堆積させ、外部エネルギー源を照射して堆積した導電性インクを乾燥するステップと、(c)乾燥した導電性インクに外部エネルギー源を照射して銀化合物を銀元素に分解し、銀元素を焼結して導電性ネットワークにするステップとを含む方法が記載されている。また、米国特許第10597547号明細書には、銀錯体を含むインク組成物が記載されている。
また、国際公開第2020/094583号には、少なくとも一部が電磁干渉シールド層によって覆われている半導体パッケージを製造する方法が記載されている。
基材上に導電性のインクを用いて画像を形成する場合において、画質の向上が要求されている。
本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、高画質の画像を記録することができる画像記録方法を提供することにある。
本開示は以下の態様を含む。
<1>基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である、画像記録方法。
<2>導電インクは、金属塩又は金属錯体を含む、<1>に記載の画像記録方法。
<3>金属錯体は、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構造を有する金属錯体であり、金属塩は、金属カルボン酸塩である、<2>に記載の画像記録方法。
<4>基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、60秒以内である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<5>基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、10秒以内である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<6>導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、導電層上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程と、を含む積層工程を1サイクル以上実施し、導電層1層当たりの平均厚さを1.5μm以下とする、<1>~<5>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<7>紫外線の照射は、導電インクを付与する工程を1回実施する毎に実施される、<6>に記載の画像記録方法。
<8>基材上に、インクジェット記録方式、ディスペンサー塗布方法、又はスプレー塗布方法を用いて絶縁インクを付与し、絶縁インクを硬化して絶縁層を形成する工程、を含み、導電インクを付与する工程は、絶縁層上に、導電インクを付与する工程である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<9>紫外線は、ピーク波長が400nm以下の光である、<1>~<8>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<10>基材は、プリント基板用基材である、<1>~<9>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<1>基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である、画像記録方法。
<2>導電インクは、金属塩又は金属錯体を含む、<1>に記載の画像記録方法。
<3>金属錯体は、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構造を有する金属錯体であり、金属塩は、金属カルボン酸塩である、<2>に記載の画像記録方法。
<4>基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、60秒以内である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<5>基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、10秒以内である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<6>導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、導電層上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程と、を含む積層工程を1サイクル以上実施し、導電層1層当たりの平均厚さを1.5μm以下とする、<1>~<5>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<7>紫外線の照射は、導電インクを付与する工程を1回実施する毎に実施される、<6>に記載の画像記録方法。
<8>基材上に、インクジェット記録方式、ディスペンサー塗布方法、又はスプレー塗布方法を用いて絶縁インクを付与し、絶縁インクを硬化して絶縁層を形成する工程、を含み、導電インクを付与する工程は、絶縁層上に、導電インクを付与する工程である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<9>紫外線は、ピーク波長が400nm以下の光である、<1>~<8>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
<10>基材は、プリント基板用基材である、<1>~<9>のいずれか1つに記載の画像記録方法。
本発明の一実施形態によれば、高画質の画像を記録することができる画像記録方法が提供される。
以下、本開示の画像記録方法について詳細に説明する。
本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、「工程」という語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、「工程」という語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、「画像」とは、膜全般を意味し、「画像記録」とは、画像(すなわち、膜)の形成を意味する。また、本明細書における「画像」の概念には、ベタ画像(solid image)も包含される。
[画像記録方法]
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である。本開示の画像記録方法を用いることにより、高画質の画像を記録することができる。この理由は、以下のように推定される。
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である。本開示の画像記録方法を用いることにより、高画質の画像を記録することができる。この理由は、以下のように推定される。
本開示の画像記録方法では、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である。すなわち、本開示の画像記録方法では、導電インクの液体成分が残った状態で、紫外線を照射し、導電インクに含まれる成分を焼結させる。導電インクが濡れ広がる前に、焼結が行われるため、高画質の画像を記録することができるものと推定される。
例えば、特表2014-529875号公報には、導電インクを120℃又は130℃で30分間加熱した後に、紫外線を照射する方法が記載されている。特表2014-529875号公報に記載されている方法では、紫外線の照射が開始された時点において、導電インクの液体成分はほぼ残っていないものと考えられる。
また、米国特許第10597547号明細書には、銀錯体を含むインク組成物が記載され、国際公開第2020/094583号には、少なくとも一部が電磁干渉シールド層によって覆われている半導体パッケージを製造する方法が記載されているが、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量に着目した記載はない。
<導電インク付与工程>
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程(以下、「導電インク付与工程」という)を含む。
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程(以下、「導電インク付与工程」という)を含む。
(基材)
基材の材質は特に限定されず、目的に応じて選択することができる。具体的には、基材の材質としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、AS樹脂(アクリロニトリルスチレン樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、トリアセチルセルロース、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、ポリ乳酸、等の合成樹脂;銅、鋼、アルミニウム、シリコン、ソーダガラス、無アルカリガラス、酸化インジウムスズ(ITO)等の無機材料;及び、原紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、レジンコート紙、合成紙等の紙類が挙げられる。また、基材は1層であってもよく、2層以上であってもよい。基材が2層以上である場合、材質の異なる2種以上の基材を積層させてもよい。
基材の材質は特に限定されず、目的に応じて選択することができる。具体的には、基材の材質としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、AS樹脂(アクリロニトリルスチレン樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、トリアセチルセルロース、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルファイド、ポリスルホン、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、ポリ乳酸、等の合成樹脂;銅、鋼、アルミニウム、シリコン、ソーダガラス、無アルカリガラス、酸化インジウムスズ(ITO)等の無機材料;及び、原紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、レジンコート紙、合成紙等の紙類が挙げられる。また、基材は1層であってもよく、2層以上であってもよい。基材が2層以上である場合、材質の異なる2種以上の基材を積層させてもよい。
基材の形態は、シート状又はフィルム状であることが好ましい。基材の厚さは、20μm~2000μmであることが好ましい。
基材はインク受容層を有していてもよく、インク受容層の厚さは1μm~20μmであることが好ましい。インク受容層の厚さが1μm~20μmであると、インク受容層をより安定して保持することができる。インク受容層とは、インクを吸収し、インクを定着させるために基材上に形成されるコーティング層のことである。
導電インクを付与する前に、基材に対して前処理を行ってもよい。前処理としては、例えば、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、プライマー処理、粗化処理等の公知の方法が挙げられる。
基材は、プリント基板用基材であってもよい。後述する絶縁インクを基材上に付与し、絶縁層を形成した後、導電インクを絶縁層上に付与し、配線パターンとなる画像を記録することにより、プリント基板を作製することができる。また、基材上にチップ等の電子部品を搭載し、搭載された電子部品上に絶縁インクを付与し、絶縁層を形成した後、導電インクを絶縁層上に付与し、導電層を形成することにより、プリント基板を作製してもよい。
絶縁インクを基材上に付与し、絶縁層を形成した後、導電インクを絶縁層上に付与し、絶縁層の全面を導電層で覆うことにより電磁波シールドを作製することもできる。
(インクジェット記録方式)
インクジェット記録方式は、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式のいずれであってもよい。
インクジェット記録方式は、静電誘引力を利用してインクを吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインクに照射して放射圧を利用してインクを吐出させる音響インクジェット方式、及びインクを加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式のいずれであってもよい。
インクジェット記録方式としては、特に、特開昭54-59936号公報に記載の方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット記録方式を有効に利用することができる。
また、インクジェット記録方式については、特開2003-306623号公報の段落0093~0105に記載の方法も参照できる。
インクジェット記録方式に用いるインクジェットヘッドとしては、短尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを基材の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、基材の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式とが挙げられる。
ライン方式では、記録素子の配列方向と交差する方向に基材を走査させることで基材の全面にパターン形成を行なうことができ、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。
また、キャリッジの移動と基材との複雑な走査制御が不要になり、基材だけが移動するので、シャトル方式に比べて記録速度の高速化が実現できる。
インクジェットヘッドから吐出される絶縁インクの打滴量は、1pL(ピコリットル)~100pLであることが好ましく、3pL~80pLであることがより好ましく、3pL~20pLであることがさらに好ましい。
(インクを付与する際の基材の温度)
導電インク付与工程において、導電インクを付与する際の基材の温度は、20℃~120℃であることが好ましく、28℃~80℃であることがより好ましい。基材の温度が20℃~120℃であると、後述する液体成分残存量を5質量%以上とすることができる。
導電インク付与工程において、導電インクを付与する際の基材の温度は、20℃~120℃であることが好ましく、28℃~80℃であることがより好ましい。基材の温度が20℃~120℃であると、後述する液体成分残存量を5質量%以上とすることができる。
(導電インク)
本開示において、導電インクとは、導電性を有する導電層を形成するためのインクを意味する。導電性とは、体積抵抗率が108Ωcm未満である性質を意味する。導電層は、基材の全面に形成されてもよく、基材の一部に形成されてもよい。基材の一部に形成される場合には、線状であってもよい。
本開示において、導電インクとは、導電性を有する導電層を形成するためのインクを意味する。導電性とは、体積抵抗率が108Ωcm未満である性質を意味する。導電層は、基材の全面に形成されてもよく、基材の一部に形成されてもよい。基材の一部に形成される場合には、線状であってもよい。
導電性インクは、金属粒子を含むインク(以下、「金属粒子インク」ともいう)、金属錯体を含むインク(以下、「金属錯体インク」ともいう)、又は、金属塩を含むインク(以下、「金属塩インク」ともいう)であることが好ましく、金属塩インク又は金属錯体インクであることがより好ましい。
<<金属粒子インク>>
金属粒子インクは、例えば、金属粒子が分散媒中に分散したインク組成物である。
金属粒子インクは、例えば、金属粒子が分散媒中に分散したインク組成物である。
-金属粒子-
金属粒子を構成する金属としては、例えば、卑金属及び貴金属の粒子が挙げられる。卑金属としては、例えば、ニッケル、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、及びバナジウムが挙げられる。貴金属としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム及びこれらの金属を含む合金が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属粒子を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属粒子を構成する金属としては、例えば、卑金属及び貴金属の粒子が挙げられる。卑金属としては、例えば、ニッケル、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、及びバナジウムが挙げられる。貴金属としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム及びこれらの金属を含む合金が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属粒子を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属粒子の平均粒径は特に限定されないが、10nm~500nmであることが好ましく、10nm~200nmであることがより好ましい。平均粒径が上記範囲であると、金属粒子の焼成温度が低下し、導電性インク膜作製のプロセス適性が高まる。特に、スプレー方式、又はインクジェット記録方式を用いて金属粒子インクを付与する場合に、吐出性が向上し、パターン形成性、及び、導電性インク膜の膜厚の均一性が向上する傾向にある。ここでいう平均粒径は、金属粒子の一次粒径の平均値(平均一次粒径)を意味する。
金属粒子の平均粒径は、レーザー回折/散乱法により測定される。金属粒子の平均粒径は、例えば、50%体積累積径(D50)を3回測定して、3回測定した値の平均値として算出される値であり、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(製品名「LA-960」、堀場製作所製)を用いて測定することができる。
また、金属粒子インクには、必要に応じて、平均粒径が500nm以上の金属粒子が含まれていてもよい。平均粒径が500nm以上の金属粒子が含まれている場合には、nmサイズの金属粒子がμmサイズの金属粒子の周囲で融点降下することにより、導電性インク膜を接合できる。
金属粒子インク中、金属粒子の含有量は、金属粒子インクの全量に対して、10質量%~90質量%であることが好ましく、20質量%~50質量%であることがより好ましい。金属粒子の含有量は10質量%以上であると、表面抵抗率がより低下する。金属粒子の含有量が90質量%以下であると、インクジェット記録方式を用いて金属粒子インクを付与する場合に、吐出性が向上する。
金属粒子インクには、金属粒子以外に、例えば、分散剤、樹脂、分散媒、増粘剤、及び表面張力調整剤が含まれていてもよい。
-分散剤-
金属粒子インクは、金属粒子の表面の少なくとも一部に付着する分散剤を含有していてもよい。分散剤は、金属粒子と共に、実質的に金属コロイド粒子を構成する。分散剤は、金属粒子を被覆して金属粒子の分散性を向上させ、凝集を防止する作用を有する。分散剤は、金属コロイド粒子を形成することが可能な有機化合物であることが好ましい。分散剤は、導電性及び分散安定性の観点から、アミン、カルボン酸、アルコール、又は樹脂分散剤であることが好ましい。
金属粒子インクは、金属粒子の表面の少なくとも一部に付着する分散剤を含有していてもよい。分散剤は、金属粒子と共に、実質的に金属コロイド粒子を構成する。分散剤は、金属粒子を被覆して金属粒子の分散性を向上させ、凝集を防止する作用を有する。分散剤は、金属コロイド粒子を形成することが可能な有機化合物であることが好ましい。分散剤は、導電性及び分散安定性の観点から、アミン、カルボン酸、アルコール、又は樹脂分散剤であることが好ましい。
金属粒子インクに含まれる分散剤は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
アミンとしては、例えば、飽和又は不飽和の脂肪族アミンが挙げられる。中でも、アミンは、炭素数4~8の脂肪族アミンであることが好ましい。炭素数が4~8の脂肪族アミンは、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、環構造を有していてもよい。
脂肪族アミンとしては、例えば、ブチルアミン、ノルマルペンチルアミン、イソペンチルアミン、ヘキシルアミン、2-エチルヘキシルアミン、及びオクチルアミンが挙げられる。
脂環構造を有するアミンとしては、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等のシクロアルキルアミンが挙げられる。
芳香族アミンとしては、アニリンが挙げられる。
アミンは、アミノ基以外の官能基を有していてもよい。アミノ基以外の官能基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、及びメルカプト基が挙げられる。
カルボン酸としては、例えば、ギ酸、シュウ酸、酢酸、ヘキサン酸、アクリル酸、オクチル酸、オレイン酸、チアンシ酸、リシノール酸、没食子酸、及びサリチル酸が挙げられる。カルボン酸の一部であるカルボキシ基は、金属イオンと塩を形成していてもよい。塩を形成する金属イオンは、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
カルボン酸は、カルボキシ基以外の官能基を有していてもよい。カルボキシ基以外の官能基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基、及びメルカプト基が挙げられる。
アルコールとしては、例えば、テルペン系アルコール、アリルアルコール、及びオレイルアルコールが挙げられる。アルコールは、金属粒子の表面に配位しやすく、金属粒子の凝集を抑制することができる。
樹脂分散剤としては、例えば、親水性基としてノニオン性基を有し、溶媒に均一溶解可能な分散剤が挙げられる。樹脂分散剤としては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアリルアミン、及びポリビニルアルコール-ポリ酢酸ビニル共重合体が挙げられる。樹脂分散剤の分子量は、重量平均分子量が1000~50000であることが好ましく、1000~30000であることがより好ましい。
金属粒子インク中、分散剤の含有量は、金属粒子インクの全量に対して、0.5質量%~50質量%であることが好ましく、1質量%~30質量%であることがより好ましい。
-分散媒-
金属粒子インクは、分散媒を含むことが好ましい。分散媒の種類は特に限定されず、例えば、炭化水素、アルコール、及び水が挙げられる。
金属粒子インクは、分散媒を含むことが好ましい。分散媒の種類は特に限定されず、例えば、炭化水素、アルコール、及び水が挙げられる。
金属粒子インクに含まれる分散媒は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。金属粒子インクに含まれる分散媒は、揮発性であることが好ましい。分散媒の沸点は50℃~250℃であることが好ましく、70℃~220℃であることがより好ましく、80℃~200℃であることがさらに好ましい。分散媒の沸点が50℃~250℃であると、金属粒子インクの安定性と焼成性を両立できる傾向にある。
炭化水素としては、脂肪族炭化水素、及び芳香族炭化水素が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては、例えば、テトラデカン、オクタデカン、ヘプタメチルノナン、テトラメチルペンタデカン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、トリデカン、メチルペンタン、ノルマルパラフィン、イソパラフィン等の飽和脂肪族炭化水素又は不飽和脂肪族炭化水素が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、例えば、トルエン、及びキシレンが挙げられる。
アルコールとしては、脂肪族アルコール、及び脂環式アルコールが挙げられる。分散媒としてアルコールを使用する場合には、分散剤は、アミン又はカルボン酸であることが好ましい。
脂肪族アルコールとしては、例えば、ヘプタノール、オクタノール(例えば、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール等)、デカノール(例えば、1-デカノール等)、ラウリルアルコール、テトラデシルアルコール、セチルアルコール、2-エチル-1-ヘキサノール、オクタデシルアルコール、ヘキサデセノール、オレイルアルコール等の飽和又は不飽和の鎖中にエーテル結合を含んでいてもよい炭素数6~20の脂肪族アルコールが挙げられる。
脂環式アルコールとしては、例えば、シクロヘキサノール等のシクロアルカノール;テルピネオール(α、β、γ異性体、又はこれらの任意の混合物を含む。)、ジヒドロテルピネオール等のテルペンアルコール;ジヒドロターピネオール、ミルテノール、ソブレロール、メントール、カルベオール、ペリリルアルコール、ピノカルベオール、ソブレロール、及びベルベノールが挙げられる。
分散媒は水であってもよい。粘度、表面張力、揮発性等の物性を調整する観点から、分散媒は、水と、他の溶媒との混合溶媒であってもよい。水と混合させる他の溶媒は、アルコールであることが好ましい。水と併用して用いられるアルコールは、水と混和可能な沸点130℃以下のアルコールであることが好ましい。アルコールとしては、例えば、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、1-ペンタノール、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プロピルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
金属粒子インク中、分散媒の含有量は、金属粒子インクの全量に対して、1質量%~50質量%であることが好ましい。分散媒の含有量が1質量%~50質量%であれば、導電性インクとして十分な導電性を得ることができる。分散媒の含有量は10質量%~45質量%であることがより好ましく、20質量%~40質量%であることがさらに好ましい。
-樹脂-
金属粒子インクは、樹脂を含有していてもよい。樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、メラミン樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル、及びテルペン樹脂が挙げられる。
金属粒子インクは、樹脂を含有していてもよい。樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、メラミン樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル、及びテルペン樹脂が挙げられる。
金属粒子インクに含まれる樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
金属粒子インク中、樹脂の含有量は、金属粒子インクの全量に対して、0.1質量%~5質量%であることが好ましい。
-増粘剤-
金属粒子インクは、増粘剤を含有していてもよい。増粘剤としては、例えば、クレイ、ベントナイト、ヘクトライト等の粘土鉱物;メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体;及び、キサンタンガム、グアーガム等の多糖類が挙げられる。
金属粒子インクは、増粘剤を含有していてもよい。増粘剤としては、例えば、クレイ、ベントナイト、ヘクトライト等の粘土鉱物;メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体;及び、キサンタンガム、グアーガム等の多糖類が挙げられる。
金属粒子インクに含まれる増粘剤は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
金属粒子インク中、増粘剤の含有量は、金属粒子インクの全量に対して、0.1質量%~5質量%であることが好ましい。
-界面活性剤-
金属粒子インクは、界面活性剤を含有していてもよい。金属粒子インクに界面活性剤が含まれていると、均一な導電性インク膜が形成されやすい。
金属粒子インクは、界面活性剤を含有していてもよい。金属粒子インクに界面活性剤が含まれていると、均一な導電性インク膜が形成されやすい。
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤のいずれであってもよい。中でも、少量の含有量で表面張力を調整することができるという観点から、界面活性剤は、フッ素系界面活性剤であることが好ましい。また、界面活性剤は、沸点が250℃を超える化合物であることが好ましい。
金属粒子インクの粘度は特に限定されず、0.01Pa・s~5000Pa・sであればよく、0.1Pa・s~100Pa・sであることが好ましい。金属粒子インクをスプレー法又はインクジェット記録方式を用いて付与する場合には、金属粒子インクの粘度は、1mPa・s~100mPa・sであることが好ましく、2mPa・s~50mPa・sであることがより好ましく、3mPa・s~30mPa・sであることがさらに好ましい。
金属粒子インクの粘度は、粘度計を用い、25℃で測定される値である。粘度は、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業社製)を用いて測定される。
金属粒子インクの表面張力は特に限定されず、20mN/m~45mN/mであることが好ましく、25mN/m~40mN/mであることがより好ましい。
表面張力は、表面張力計を用い、25℃で測定される値である。
表面張力は、表面張力計を用い、25℃で測定される値である。
金属粒子インクの表面張力は、例えば、DY-700(協和界面科学社製)を用いて測定される。
-金属粒子の製造方法-
金属粒子は、市販品であってもよく、公知の方法により製造されたものであってもよい。金属粒子の製造方法としては、例えば、湿式還元法、気相法、及びプラズマ法が挙げられる。金属粒子の好ましい製造方法としては、平均粒径200nm以下の金属粒子を粒径分布が狭くなるように製造可能な湿式還元法が挙げられる。湿式還元法による金属粒子の製造方法は、例えば、特開2017-37761号公報、国際公開第2014-57633号等に記載の金属塩及び還元剤を混合して錯化反応液を得る工程と、錯化反応液を加熱して、錯化反応液中の金属イオンを還元し、金属ナノ粒子のスラリーを得る工程と、を含む方法が挙げられる。
金属粒子は、市販品であってもよく、公知の方法により製造されたものであってもよい。金属粒子の製造方法としては、例えば、湿式還元法、気相法、及びプラズマ法が挙げられる。金属粒子の好ましい製造方法としては、平均粒径200nm以下の金属粒子を粒径分布が狭くなるように製造可能な湿式還元法が挙げられる。湿式還元法による金属粒子の製造方法は、例えば、特開2017-37761号公報、国際公開第2014-57633号等に記載の金属塩及び還元剤を混合して錯化反応液を得る工程と、錯化反応液を加熱して、錯化反応液中の金属イオンを還元し、金属ナノ粒子のスラリーを得る工程と、を含む方法が挙げられる。
金属粒子インクの製造において、金属粒子インクに含まれる各成分の含有量を所定の範囲に調整するために、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、減圧下で行ってもよく、常圧下で行ってもよい。また、常圧下で行う場合には、大気中で行ってもよく、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
<<金属錯体インク>>
金属錯体インクは、例えば、金属錯体が溶媒中に溶解したインク組成物である。
金属錯体インクは、例えば、金属錯体が溶媒中に溶解したインク組成物である。
-金属錯体-
金属錯体を構成する金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、スズ、銅、及び鉛が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属錯体を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属錯体を構成する金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、スズ、銅、及び鉛が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属錯体を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属錯体インクに含まれる金属の含有量は、金属錯体インクの全量に対して、金属元素換算で1質量%~40質量%であることが好ましく、5質量%~30質量%であることがより好ましく、7質量%~20質量%であることがさらに好ましい。
金属錯体は、例えば、金属塩と、錯化剤とを反応させることにより得られる。金属錯体の製造方法としては、例えば、金属塩及び錯化剤を有機溶媒に加え、所定時間撹拌する方法が挙げられる。撹拌方法は特に限定されず、撹拌子、撹拌翼又はミキサーを用いて撹拌させる方法、超音波を加える方法等の公知の方法から適宜選択することができる。
金属塩としては、金属の酸化物、チオシアン酸塩、硫化物、塩化物、シアン化物、シアン酸塩、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、過塩素酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、アセチルアセトナート錯塩、及びカルボン酸塩が挙げられる。
錯化剤としては、アミン、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アンモニウムバイカーボネート化合物、及びカルボン酸が挙げられる。中でも、導電性及び金属錯体の安定性の観点から、錯化剤は、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び、炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
金属錯体は、錯化剤に由来する構造を有しており、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び、炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構造を有する金属錯体であることが好ましい。
錯化剤であるアミンとしては、例えば、アンモニア、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、及びポリアミンが挙げられる。
直鎖状のアルキル基を有する第1級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、1-プロピルアミン、n-ブチルアミン、n-ペンチルアミン、n-ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、n-デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、及びオクタデシルアミンが挙げられる。
分岐鎖状アルキル基を有する第1級アミンとしては、例えば、イソプロピルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、イソペンチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、及びtert-オクチルアミンが挙げられる。
脂環構造を有する第1級アミンとしては、例えば、シクロヘキシルアミン、及びジシクロヘキシルアミンが挙げられる。
ヒドロキシアルキル基を有する第1級アミンとしては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、及びトリイソプロパノールアミンが挙げられる。
芳香環を有する第1級アミンとしては、例えば、ベンジルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、アニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、4-アミノピリジン、及び4-ジメチルアミノピリジンが挙げられる。
第二級アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジフェニルアミン、ジシクロペンチルアミン、及びメチルブチルアミンが挙げられる。
第三級アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、及びトリフェニルアミンが挙げられる。
ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラメチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
アミンは、アルキルアミンであることが好ましく、炭素原子数が3~10のアルキルアミンであることが好ましく、炭素原子数が4~10の第1級アルキルアミンであることがより好ましい。
金属錯体を構成するアミンは1種であってもよく、2種以上であってもよい。
金属塩とアミンとを反応させる際、金属塩のモル量に対するアミンのモル量の比率は、1倍~15倍であることが好ましく、1.5倍~6倍であることがより好ましい。上記比率が上記範囲内であると、錯体形成反応が完結し、透明な溶液が得られる。
錯化剤であるアンモニウムカルバメート系化合物としては、アンモニウムカルバメート、メチルアンモニウムメチルカルバメート、エチルアンモニウムエチルカルバメート、1-プロピルアンモニウム1-プロピルカルバメート、イソプロピルアンモニウムイソプロピルカルバメート、ブチルアンモニウムブチルカルバメート、イソブチルアンモニウムイソブチルカルバメート、アミルアンモニウムアミルカルバメート、ヘキシルアンモニウムヘキシルカルバメート、ヘプチルアンモニウムヘプチルカルバメート、オクチルアンモニウムオクチルカルバメート、2-エチルヘキシルアンモニウム2-エチルヘキシルカルバメート、ノニルアンモニウムノニルカルバメート、及びデシルアンモニウムデシルカルバメートが挙げられる。
錯化剤であるアンモニウムカーボネート系化合物としては、アンモニウムカーボネート、メチルアンモニウムカーボネート、エチルアンモニウムカーボネート、1-プロピルアンモニウムカーボネート、イソプロピルアンモニウムカーボネート、ブチルアンモニウムカーボネート、イソブチルアンモニウムカーボネート、アミルアンモニウムカーボネート、ヘキシルアンモニウムカーボネート、ヘプチルアンモニウムカーボネート、オクチルアンモニウムカーボネート、2-エチルヘキシルアンモニウムカーボネート、ノニルアンモニウムカーボネート、及びデシルアンモニウムカーボネートが挙げられる。
錯化剤であるアンモニウムバイカーボネート系化合物としては、アンモニウムバイカーボネート、メチルアンモニウムバイカーボネート、エチルアンモニウムバイカーボネート、1-プロピルアンモニウムバイカーボネート、イソプロピルアンモニウムバイカーボネート、ブチルアンモニウムバイカーボネート、イソブチルアンモニウムバイカーボネート、アミルアンモニウムバイカーボネート、ヘキシルアンモニウムバイカーボネート、ヘプチルアンモニウムバイカーボネート、オクチルアンモニウムバイカーボネート、2-エチルヘキシルアンモニウムバイカーボネート、ノニルアンモニウムバイカーボネート、及びデシルアンモニウムバイカーボネートが挙げられる。
金属塩と、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、又はアンモニウムバイカーボネート系化合物とを反応させる際、金属塩のモル量に対する、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、又はアンモニウムバイカーボネート系化合物のモル量の比率は、0.01倍~1倍であることが好ましく、0.05倍~0.6倍であることがより好ましい。
錯化剤であるカルボン酸としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、2-エチルヘキサン酸、カプリン酸、ネオデカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、及びリノレン酸が挙げられる。中でも、カルボン酸は、炭素数8~20のカルボン酸であることが好ましく、炭素数10~16のカルボン酸であることがより好ましい。
金属錯体インク中、金属錯体の含有量は、金属錯体インクの全量に対して、10質量%~90質量%であることが好ましく、10質量%~40質量%であることがより好ましい。金属錯体の含有量は10質量%以上であると、表面抵抗率がより低下する。金属錯体の含有量が90質量%以下であると、インクジェット記録方式を用いて金属粒子インクを付与する場合に、吐出性が向上する。
-溶媒-
金属錯体インクは、溶媒を含有することが好ましい。溶媒は、金属錯体等の金属錯体インクに含まれる成分を溶解することができれば特に限定されない。溶媒は、製造容易性の観点から、沸点が30℃~300℃であることが好ましく、50℃~200℃であることがより好ましく、50℃~150℃であることがより好ましい。
金属錯体インクは、溶媒を含有することが好ましい。溶媒は、金属錯体等の金属錯体インクに含まれる成分を溶解することができれば特に限定されない。溶媒は、製造容易性の観点から、沸点が30℃~300℃であることが好ましく、50℃~200℃であることがより好ましく、50℃~150℃であることがより好ましい。
金属錯体インク中、溶媒の含有量は、金属錯体に対する金属イオンの濃度(金属錯体1gに対して遊離イオンとして存在する金属の量)が、0.01mmol/g~3.6mmol/gであることが好ましく、0.05mmol/g~2mmol/gであることがより好ましい。金属イオンの濃度が上記範囲内であると、金属錯体インクが流動性に優れ、かつ、導電性を得ることができる。
溶媒としては、例えば、炭化水素、環状炭化水素、芳香族炭化水素、カルバメート、アルケン、アミド、エーテル、エステル、アルコール、テルペン、テルペノイド、チオール、チオエーテル、ホスフィン、及び水が挙げられる。金属錯体インクに含まれる溶媒は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
炭化水素は、炭素数6~20の直鎖状又は分枝状の炭化水素であることが好ましい。炭化水素としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン及びイコサンが挙げられる。
環状炭化水素は、炭素数6~20の環状炭化水素であることが好ましい。環状炭化水素としては、例えば、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、及びデカリンを含むことができる。
芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びテトラリンが挙げられる。
エーテルは、直鎖状エーテル、分枝鎖状エーテル、及び環状エーテルのいずれであってもよい。エーテルとしては、例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチル-t-ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジヒドロピラン、及び1,4-ジオキサンが挙げられる。
アルコールは、第1級アルコール、第2級アルコール、及び第3級アルコールのいずれであってもよい。
アルコールとしては、例えば、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、シクロペンタノール、テルピネオール、デカノール、イソデシルアルコール、ラウリルアルコール、イソラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、イソミリスチルアルコール、セチルアルコール(セタノール)、イソセチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソオレイルアルコール、リノリルアルコール、イソリノリルアルコール、パルミチルアルコール、イソパルミチルアルコール、アイコシルアルコール、及びイソアイコシルアルコールが挙げられる。
ケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロヘキサノンが挙げられる。
エステルとしては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸メトキシブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、及び3-メトキシブチルアセテートが挙げられる。
テルペンは、(C5H8)nの組成で表される炭化水素である。テルペンとしては、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、及びジテルペン(C20H32)が挙げられ、具体的には、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、及びテルピノレンが挙げられる。
テルペノイドとしては、例えば、ミルセン、オシメン、ゲラニオール、ネロール、リナロール、シトロレノール、シトラール、メンテン、リモネン、ジペンテン、テルピノレン、テルピネン、フェランドレン、シルベストレン、ピペリトール、テルピネオール、テルピネオール、メンテンモノオール、イソプレゴール、ペラリアルデヒド、ピペリトン、ジヒドロカルボン、カルボン、ピノール、アスカリドール、ザビネン、カレン、ピメン、ボルネン、フェンケン、カンフェン、及びカルベオールが挙げられる。
-還元剤-
金属錯体インクは、還元剤を含有していてもよい。金属錯体インクに還元剤が含まれていると、金属錯体から金属への還元が促進される。
金属錯体インクは、還元剤を含有していてもよい。金属錯体インクに還元剤が含まれていると、金属錯体から金属への還元が促進される。
還元剤としては、例えば、水素化ホウ素金属塩、水素化アルミニウム塩、アミン、アルコール、有機酸、還元糖、糖アルコール、亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン化合物、デキストリン、ハイドロキノン、ヒドロキシルアミン、エチレングリコール、グルタチオン、及びオキシム化合物が挙げられる。
還元剤は、特表2014-516463号公報に記載のオキシム化合物であってもよい。オキシム化合物としては、例えば、アセトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、2-ブタノンオキシム、2,3-ブタンジオンモノオキシム、ジメチルグリオキシム、メチルアセトアセテートモノオキシム、メチルピルベートモノオキシム、ベンズアルデヒドオキシム、1-インダノンオキシム、2-アダマンタノンオキシム、2-メチルベンズアミドオキシム、3-メチルベンズアミドオキシム、4-メチルベンズアミドオキシム、3-アミノベンズアミドオキシム、4-アミノベンズアミドオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンズアミドオキシム、及びピナコロンオキシムが挙げられる。
金属錯体インクに含まれる還元剤は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
金属錯体インク中、還元剤の含有量は特に限定されないが、金属錯体インクの全量に対して、0.1質量%~20質量%であることが好ましく、0.3質量%~10質量%であることがより好ましく、1質量%~5質量%であることがさらに好ましい。
-樹脂-
金属錯体インクは、樹脂を含有していてもよい。金属錯体インクに樹脂が含まれていると、金属錯体インクの基材への密着性が向上する。
金属錯体インクは、樹脂を含有していてもよい。金属錯体インクに樹脂が含まれていると、金属錯体インクの基材への密着性が向上する。
樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ロジン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニル系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエーテル、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、及び尿素樹脂が挙げられる。
金属錯体インクに含まれる樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
-添加剤-
金属錯体インクは、本開示の効果を損なわない範囲で、さらに、無機塩、有機塩、シリカ等の無機酸化物;表面調整剤、湿潤剤、架橋剤、酸化防止剤、防錆剤、耐熱安定剤、界面活性剤、可塑剤、硬化剤、増粘剤、シランカップリング剤等の添加剤を含有してもよい。金属錯体インク中、添加剤の合計含有量は、金属錯体インクの全量に対して、20質量%以下であることが好ましい。
金属錯体インクは、本開示の効果を損なわない範囲で、さらに、無機塩、有機塩、シリカ等の無機酸化物;表面調整剤、湿潤剤、架橋剤、酸化防止剤、防錆剤、耐熱安定剤、界面活性剤、可塑剤、硬化剤、増粘剤、シランカップリング剤等の添加剤を含有してもよい。金属錯体インク中、添加剤の合計含有量は、金属錯体インクの全量に対して、20質量%以下であることが好ましい。
金属錯体インクの粘度は特に限定されず、0.01Pa・s~5000Pa・sであればよく、0.1Pa・s~100Pa・sであることが好ましい。金属錯体インクをスプレー法又はインクジェット記録方式を用いて付与する場合には、金属錯体インクの粘度は、1mPa・s~100mPa・sであることが好ましく、2mPa・s~50mPa・sであることがより好ましく、3mPa・s~30mPa・sであることがさらに好ましい。
金属錯体インクの粘度は、粘度計を用い、25℃で測定される値である。粘度は、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業社製)を用いて測定される。
金属錯体インクの表面張力は特に限定されず、20mN/m~45mN/mであることが好ましく、25mN/m~35mN/mであることがより好ましい。表面張力は、表面張力計を用い、25℃で測定される値である。
金属錯体インクの表面張力は、例えば、DY-700(協和界面科学社製)を用いて測定される。
<<金属塩インク>>
金属塩インクは、例えば、金属塩が溶媒中に溶解したインク組成物である。
金属塩インクは、例えば、金属塩が溶媒中に溶解したインク組成物である。
-金属塩-
金属塩を構成する金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、スズ、銅、及び鉛が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属塩を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属塩を構成する金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、スズ、銅、及び鉛が挙げられる。中でも、導電性の観点から、金属塩を構成する金属は、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。
金属塩インクに含まれる金属の含有量は、金属塩インクの全量に対して、金属元素換算で1質量%~40質量%であることが好ましく、5質量%~30質量%であることがより好ましく、7質量%~20質量%であることがさらに好ましい。
金属塩インク中、金属塩の含有量は、金属塩インクの全量に対して、10質量%~90質量%であることが好ましく、10質量%~60質量%であることがより好ましい。金属塩の含有量は10質量%以上であると、表面抵抗率がより低下する。金属塩の含有量が90質量%以下であると、スプレー方式、又はインクジェット記録方式を用いて金属粒子インクを付与する場合に、吐出性が向上する。
金属塩としては、例えば、金属の安息香酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、クエン酸塩、ヨウ素酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硫化物、トリフルオロ酢酸塩、及びカルボン酸塩が挙げられる。なお、塩は、2種以上を組み合わせてもよい。
金属塩は、導電性及び保存安定性の観点から、金属カルボン酸塩であることが好ましい。カルボン酸塩を形成するカルボン酸は、ギ酸及び炭素数1~30のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、炭素数8~20のカルボン酸であることがより好ましく、炭素数8~20の脂肪酸であることがさらに好ましい。脂肪酸は直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、置換基を有していてもよい。
直鎖脂肪酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、ベヘン酸、オレイン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、及びウンデカン酸が挙げられる。
分岐脂肪酸としては、例えば、イソ酪酸、イソ吉草酸、エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、ピバル酸、2-メチルペンタン酸、3-メチルペンタン酸、4-メチルペンタン酸、2,2-ジメチルブタン酸、2,3-ジメチルブタン酸、3,3-ジメチルブタン酸、及び2-エチルブタン酸が挙げられる。
置換基を有するカルボン酸としては、例えば、ヘキサフルオロアセチルアセトン酸、ヒドロアンゲリカ酸、3-ヒドロキシ酪酸、2-メチル-3-ヒドロキシ酪酸、3-メトキシ酪酸、アセトンジカルボン酸、3-ヒドロキシグルタル酸、2-メチル-3-ヒドロキシグルタル酸、及び2,2,4,4-ヒドロキシグルタル酸が挙げられる。
金属塩は市販品であってもよく、公知の方法により製造されたものであってもよい。銀塩は、例えば、以下の方法で製造される。
まず、エタノール等の有機溶媒中に、銀の供給源となる銀化合物(例えば酢酸銀)と、銀化合物のモル当量に対して等量のギ酸又は炭素数1~30の脂肪酸とを加える。所定時間、超音波撹拌機を用いて撹拌し、生成した沈殿物をエタノールで洗浄してデカンテーションする。これらの工程は全て室温(25℃)で行うことができる。銀化合物と、ギ酸又は炭素数1~30の脂肪酸との混合比は、モル比で1:2~2:1であることが好ましく、1:1であることがより好ましい。
金属塩インクは、溶媒、還元剤、樹脂、及び添加剤を含有していてもよい。溶媒、還元剤、樹脂、及び添加剤の好ましい態様は、金属錯体インクに含まれていてもよい溶媒、還元剤、樹脂、及び添加剤と同様である。
金属塩インクの粘度は特に限定されず、0.01Pa・s~5000Pa・sであればよく、0.1Pa・s~100Pa・sであることが好ましい。金属塩インクをスプレー法又はインクジェット記録方式を用いて付与する場合には、金属塩インクの粘度は、1mPa・s~100mPa・sであることが好ましく、2mPa・s~50mPa・sであることがより好ましく、3mPa・s~30mPa・sであることがさらに好ましい。
金属塩インクの粘度は、粘度計を用い、25℃で測定される値である。粘度は、例えば、VISCOMETER TV-22型粘度計(東機産業社製)を用いて測定される。
金属塩インクの表面張力は特に限定されず、20mN/m~45mN/mであることが好ましく、25mN/m~35mN/mであることがより好ましい。表面張力は、表面張力計を用い、25℃で測定される値である。
金属塩インクの表面張力は、例えば、DY-700(協和界面科学社製)を用いて測定される。
本開示の画像記録方法に用いられる導電インクは、金属錯体又は金属塩を含むことが好ましく、金属錯体は、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構造を有する金属錯体であり、金属塩は、金属カルボン酸塩であることが好ましい。
<導電層形成工程>
本開示の画像記録方法は、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程(以下、「導電層形成工程」という)を含む。
本開示の画像記録方法は、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程(以下、「導電層形成工程」という)を含む。
本開示の画像記録方法では、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量は、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である。以下、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対する、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量を「液体成分残存量」という。
なお、後述するように、紫外線の照射を複数回行う場合には、液体成分残存量は、各紫外線の照射が開始された時点における液体成分残存量の平均値として算出される。
導電インクの液体成分とは、熱、光等の外的要因によって揮発可能な成分を意味する。導電インクの液体成分としては、例えば、水及び有機溶媒が挙げられる。
液体成分残存量は、5質量%以上であり、20質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。液体成分残存量が5質量%以上であると、導電インクが濡れ広がる前に硬化するため、高画質の画像が得られる。
液体成分残存量の上限値は特に限定されず、液体成分残存量は100質量%であってもよい。
基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量は、基材上に付与される直前に、インクジェット記録装置のインクタンクに収容されている導電インクに含まれる液体成分の含有量を算出することにより得られる。導電インクに含まれる液体成分の含有量は、例えば、以下の方法で算出することができる。
まず、インクタンクに収容されている導電インクから任意の量を採取し、秤量する。秤量した値をA1とする。次に、秤量した導電インクを、200℃で60分間オーブンで加熱する。加熱によって得られた固化物を秤量する。秤量した値をA2とする。導電インクに含まれる液体成分の含有量Xは、下記式より算出される。
液体成分の含有量X(質量%)={(A1-A2)/A1}×100
液体成分の含有量X(質量%)={(A1-A2)/A1}×100
また、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量は、例えば、以下の方法で算出することができる。
まず、基材としてインクジェットペーパー(製品名「画彩」、富士フイルム社製)を画像サイズ(2cm×3cm)に裁断し、裁断された基材を秤量する。秤量によって得られた値をB1とする。基材をインクジェット記録装置にセットし、室温(23℃)環境下で、紫外線を照射せずに、導電インクを打滴量10pLで100万発吐出する。吐出終了後3秒以内に、導電インクが付与された基材を秤量する。秤量によって得られた値をB2とする。基材上に付与された時点における導電インクの量Yは、下記式より算出される。
基材上に付与された時点における導電インクの量Y=B2-B1
また、基材として、実際に画像記録に使用する基材を任意のサイズに裁断し、裁断された基材を秤量する。秤量によって得られた値をC1とする。基材をインクジェット記録装置にセットし、任意の温度条件下で、紫外線を照射せずに、導電インクを打滴量10pLで100万発吐出する。吐出終了後、任意の時間が経過した後に、導電インクが付与された基材を秤量する。秤量によって得られた値をC2とする。任意の時間が経過した後に紫外線を照射する場合に、紫外線の照射が開始された時点における導電インクZの量は、下記式より算出される。
紫外線の照射が開始された時点における導電インクの量Z=C2-C1
紫外線の照射が開始された時点における液体成分の減少量は、下記式より算出される。
液体成分の減少量=Y-Z
液体成分残存量は、下記式より算出される。
液体成分残存量(質量%)={(Y×X/100)-(Y-Z)}/(Y×X/100)×100
基材上に付与された時点における導電インクの量Y=B2-B1
また、基材として、実際に画像記録に使用する基材を任意のサイズに裁断し、裁断された基材を秤量する。秤量によって得られた値をC1とする。基材をインクジェット記録装置にセットし、任意の温度条件下で、紫外線を照射せずに、導電インクを打滴量10pLで100万発吐出する。吐出終了後、任意の時間が経過した後に、導電インクが付与された基材を秤量する。秤量によって得られた値をC2とする。任意の時間が経過した後に紫外線を照射する場合に、紫外線の照射が開始された時点における導電インクZの量は、下記式より算出される。
紫外線の照射が開始された時点における導電インクの量Z=C2-C1
紫外線の照射が開始された時点における液体成分の減少量は、下記式より算出される。
液体成分の減少量=Y-Z
液体成分残存量は、下記式より算出される。
液体成分残存量(質量%)={(Y×X/100)-(Y-Z)}/(Y×X/100)×100
紫外線のピーク波長は、405nm以下であることが好ましく、400nm以下であることがより好ましく、390nm以下であることがさらに好ましい。紫外線のピーク波長の下限値は特に限定されず、例えば、200nmである。
紫外線のピーク波長が405nm以下であると、得られる画像の導電性が向上する。
紫外線の照射における露光量は、0.1J/cm2~1000J/cm2であることが好ましく、0.5J/cm2~100J/cm2であることがより好ましい。後述のとおり、紫外線の照射を複数回行う場合には、露光量は、複数回の合計露光量(総露光量)を意味する。
紫外線照射用の光源としては、水銀ランプ、ガスレーザー及び固体レーザーが主に利用されており、水銀ランプ、メタルハライドランプ及び紫外線蛍光灯が広く知られている。また、UV-LED(発光ダイオード)及びUV-LD(レーザダイオード)は小型、高寿命、高効率、かつ、低コストであり、紫外線照射用の光源として期待されている。中でも、紫外線照射用の光源は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ又はUV-LEDであることが好ましい。
本開示の画像記録方法では、基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間(以下、「時間A」という)は、150秒以内であることが好ましく、60秒以内であることがより好ましく、10秒以内であることがさらに好ましい。時間Aが150秒以内であると、導電インクが濡れ広がる前に、導電インクが硬化することで、得られる画像の画質が向上する。時間Aの下限値は特に限定されず、例えば、1マイクロ秒である。
<積層工程>
本開示の画像記録方法では、基材上に導電インクを付与した後に、導電インクをさらに付与してもよい。以下、導電インクの1回の付与によって形成される層を「導電層」といい、導電インクの複数回の付与によって形成された層を「導電層全体」ともいう。
本開示の画像記録方法では、基材上に導電インクを付与した後に、導電インクをさらに付与してもよい。以下、導電インクの1回の付与によって形成される層を「導電層」といい、導電インクの複数回の付与によって形成された層を「導電層全体」ともいう。
本開示の画像記録方法では、基材上に導電インクを2回以上付与した後に、紫外線を照射してもよい。また、本開示の画像記録方法では、基材上に導電インクを1回付与した後に、紫外線を照射し、形成された導電層上にさらに導電インクを付与してもよい。
本開示の画像記録方法は、基材上に導電インクを付与する工程と、基材上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程を含む。本開示の画像記録方法では、導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、導電層上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程と、を含む積層工程を1サイクル以上実施することが好ましい。
導電インクの付与する回数を増やすことにより、導電層全体の厚さを厚くすることができる。
導電インクを2回以上付与する場合に、導電インクの種類は同じであっても異なっていてもよいが、製造効率の観点から、同じであることが好ましい。導電インクの種類が同じであるということは、導電インクに含まれる成分及び含有量がいずれも同じであることを意味する。また、導電インクの種類が異なるということは、導電インクに含まれる成分及び含有量のうち少なくとも一方が異なることを意味する。
積層工程の回数は特に限定されず、目的とする導電層全体の厚さに応じて、適宜調整される。導電層全体の厚さは、導電性の観点から、0.1μm~30μmであることが好ましく、0.3μm~15μmであることがより好ましい。
導電層全体の厚さは、レーザ顕微鏡(製品名「VK-X1000」、キーエンス社製)を用いて測定される。
導電層1層当たりの平均厚さは、導電層全体の厚さを、導電層の形成回数(すなわち、導電インクの付与回数)で除することによって得られる。
本開示の画像記録方法では、導電層1層当たりの平均厚さを1.5μm以下とすることが好ましく、1.2μm以下とすることがより好ましい。
導電層1層当たりの平均厚さを1.5μm以下とすると、導電性がより向上する。
積層工程では、導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程を複数回実施した後に、導電層上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程を実施してもよい。
画質、導電性、及び密着性の観点から、積層工程では、導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程を1回実施した後に、導電層上に付与された導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程を実施することが好ましい。すなわち、紫外線の照射は、導電インクを付与する工程を1回実施する毎に実施されることが好ましい。
<焼成工程>
本開示の画像記録方法は、紫外線を照射した後に、導電層を焼成する焼成工程を含んでいてもよい。
本開示の画像記録方法は、紫外線を照射した後に、導電層を焼成する焼成工程を含んでいてもよい。
焼成温度は、250℃以下であることが好ましく、50℃~200℃であることがより好ましく、80℃~150℃であることがさらに好ましい。また、焼成時間は、1分~120分であることが好ましく、1分~40分であることがより好ましい。焼成温度及び焼成時間が上記範囲であると、熱による基材変形等の影響を小さくすることが可能である。
特に、導電インクが、金属塩又は金属粒子を含む場合には、紫外線を照射した後に、導電層を焼成することが好ましい。
<絶縁層形成工程>
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式、ディスペンサー塗布方法、又はスプレー塗布方法を用いて絶縁インクを付与し、絶縁インクを硬化して絶縁層を形成する工程、を含むことが好ましい。また、導電インクを付与する工程は、絶縁層上に、導電インクを付与する工程であることが好ましい。
本開示の画像記録方法は、基材上に、インクジェット記録方式、ディスペンサー塗布方法、又はスプレー塗布方法を用いて絶縁インクを付与し、絶縁インクを硬化して絶縁層を形成する工程、を含むことが好ましい。また、導電インクを付与する工程は、絶縁層上に、導電インクを付与する工程であることが好ましい。
絶縁インクを付与する方法は、少量を打滴して1回の付与によって形成される絶縁インク膜の厚さを薄くできる観点から、インクジェット記録方式であることが好ましい。インクジェット記録方式の詳細は上記のとおりである。
絶縁インクを硬化する方法は特に限定されないが、例えば、基材上に付与された絶縁インクに対して、活性エネルギー線を照射する方法が挙げられる。
活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、可視光線及び電子線が挙げられ、中でも紫外線(以下、「UV」ともいう)が好ましい。
紫外線のピーク波長は、200nm~405nmであることが好ましく、250nm~400nmであることがより好ましく、300nm~400nmであることがさらに好ましい。
活性エネルギー線の照射における露光量は、100mJ/cm2~5000mJ/cm2であることが好ましく、300mJ/cm2~1500mJ/cm2であることがより好ましい。
紫外線照射用の光源としては、水銀ランプ、ガスレーザー及び固体レーザーが主に利用されており、水銀ランプ、メタルハライドランプ及び紫外線蛍光灯が広く知られている。また、UV-LED(発光ダイオード)及びUV-LD(レーザダイオード)は小型、高寿命、高効率、かつ、低コストであり、紫外線照射用の光源として期待されている。中でも、紫外線照射用の光源は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ又はUV-LEDであることが好ましい。
絶縁層を得る工程では、所望の厚さの絶縁層を得るために、絶縁インクを付与して、活性エネルギー線を照射する工程を2回以上繰り返すことが好ましい。
絶縁層の厚さは、5μm~5000μmであることが好ましく、10μm~2000μmであることがより好ましい。
(絶縁インク)
本開示において、絶縁インクとは、絶縁性を有する絶縁層を形成するためのインクを意味する。絶縁性とは、体積抵抗率が1010Ωcm以上である性質を意味する。
本開示において、絶縁インクとは、絶縁性を有する絶縁層を形成するためのインクを意味する。絶縁性とは、体積抵抗率が1010Ωcm以上である性質を意味する。
絶縁インクは、重合性モノマー及び重合開始剤を含むことが好ましい。
-重合性モノマー-
重合性モノマーとは、1分子中に少なくとも1つの重合性基を有するモノマーのことをいう。重合性モノマーにおける重合性基は、カチオン重合性基であっても、ラジカル重合性基であってもよいが、硬化性の観点から、ラジカル重合性基であることが好ましい。また、ラジカル重合性基は、硬化性の観点から、エチレン性不飽和基であることが好ましい。
本開示において、モノマーとは、分子量が1000以下である化合物のことをいう。分子量は、化合物を構成する原子の種類及び数より算出することができる。
重合性モノマーは、重合性基を1つ有する単官能重合性モノマーであってもよく、重合性基を2つ以上有する多官能重合性モノマーであってもよい。
単官能重合性モノマーは、重合性基を1つ有するモノマーであれば特に限定されない。単官能重合性モノマーは、硬化性の観点から、単官能のラジカル重合性モノマーであることが好ましく、単官能エチレン性不飽和モノマーであることがより好ましい。
単官能エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、単官能(メタ)アクリレート、単官能(メタ)アクリルアミド、単官能芳香族ビニル化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能N-ビニル化合物が挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、tert-オクチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-n-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸4-tert-ブチルシクロヘキシル、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-クロロエチル(メタ)アクリレート、4-ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-(2-メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2-テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4-ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5-テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4-クロロフェニル(メタ)アクリレート、2-フェノキシメチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジルオキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキシドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2-メタクリロイルオキシヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(EO)変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド(PO)変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性-2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、(3-エチル-3-オキセタニルメチル)(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルサクシネートが挙げられる。
単官能(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルフォリンが挙げられる。
単官能芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ビニル安息香酸メチルエステル、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン、3-プロピルスチレン、4-プロピルスチレン、3-ブチルスチレン、4-ブチルスチレン、3-ヘキシルスチレン、4-ヘキシルスチレン、3-オクチルスチレン、4-オクチルスチレン、3-(2-エチルヘキシル)スチレン、4-(2-エチルヘキシル)スチレン、アリルスチレン、イソプロペニルスチレン、ブテニルスチレン、オクテニルスチレン、4-t-ブトキシカルボニルスチレン及び4-t-ブトキシスチレンが挙げられる。
単官能ビニルエーテルとしては、例えば、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、n-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4-メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2-ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル及びフェノキシポリエチレングリコールビニルエーテルが挙げられる。
単官能N-ビニル化合物としては、例えば、N-ビニル-ε-カプロラクタム及びN-ビニルピロリドンが挙げられる。
多官能重合性モノマーは、重合性基を2つ以上有するモノマーであれば特に限定されない。多官能重合性モノマーは、硬化性の観点から、多官能のラジカル重合性モノマーであることが好ましく、多官能エチレン性不飽和モノマーであることがより好ましい。
多官能エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、多官能(メタ)アクリレート化合物及び多官能ビニルエーテルが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、PO変性ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート及びトリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが挙げられる。
多官能ビニルエーテルとしては、例えば、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、EO付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、PO付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、EO付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、PO付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、EO付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、PO付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、EO付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル及びPO付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテルが挙げられる。
重合性モノマーの含有量は、絶縁インクの全量に対して、10質量%~98質量%であることが好ましく、50質量%~98質量%であることがより好ましい。
-重合開始剤-
絶縁インクに含まれる重合開始剤としては、例えば、オキシム化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィン化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビスイミダゾール化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、チタノセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミンが挙げられる。
絶縁インクに含まれる重合開始剤としては、例えば、オキシム化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィン化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビスイミダゾール化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、チタノセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミンが挙げられる。
中でも、導電性をより向上させる観点から、絶縁インクに含まれる重合開始剤は、オキシム化合物、アルキルフェノン化合物、及びチタノセン化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アルキルフェノン化合物であることがより好ましく、α-アミノアルキルフェノン化合物及びベンジルケタールアルキルフェノンからなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。
重合開始剤の含有量は、絶縁インクの全量に対して、0.5質量%~20質量%であることが好ましく、2質量%~10質量%であることがより好ましい。
本開示において、絶縁インクは、重合開始剤及び重合性モノマー以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、増感剤、界面活性剤及び添加剤が挙げられる。
(増感剤)
絶縁インクは、少なくとも1種の増感剤を含有してもよい。
絶縁インクは、少なくとも1種の増感剤を含有してもよい。
増感剤として、例えば、多核芳香族化合物(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、及び2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン)、キサンテン系化合物(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、及びローズベンガル)、シアニン系化合物(例えば、チアカルボシアニン及びオキサカルボシアニン)、メロシアニン系化合物(例えば、メロシアニン、及びカルボメロシアニン)、チアジン系化合物(例えば、チオニン、メチレンブルー、及びトルイジンブルー)、アクリジン系化合物(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、及びアクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム系化合物(例えば、スクアリウム)、クマリン系化合物(例えば、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン)、チオキサントン系化合物(例えば、イソプロピルチオキサントン)、及びチオクロマノン系化合物(例えば、チオクロマノン)が挙げられる。中でも、増感剤は、チオキサントン系化合物であることが好ましい。
絶縁インクが増感剤を含有する場合、増感剤の含有量は特に限定されないが、絶縁インクの全量に対して、1.0質量%~15.0質量%であることが好ましく、1.5質量%~5.0質量%であることがより好ましい。
(連鎖移動剤)
絶縁性保護層形成用インクは、少なくとも1種の連鎖移動剤を含有してもよい。
連鎖移動剤は、光重合反応の反応性を向上させる観点から、多官能チオールであることが好ましい。
絶縁性保護層形成用インクは、少なくとも1種の連鎖移動剤を含有してもよい。
連鎖移動剤は、光重合反応の反応性を向上させる観点から、多官能チオールであることが好ましい。
多官能性チオールとしては、例えば、ヘキサン-1,6-ジチオール、デカン-1,10-ジチオール、ジメルカプトジエチルエーテル、ジメルカプトジエチルスルフィド等の脂肪族チオール類、キシリレンジメルカプタン、4,4′-ジメルカプトジフェニルスルフィド、1,4-ベンゼンジチオール等の芳香族チオール類;
エチレングリコールビス(メルカプトアセテート)、ポリエチレングリコールビス(メルカプトアセテート)、プロピレングリコールビス(メルカプトアセテート)、グリセリントリス(メルカプトアセテート)、トリメチロールエタントリス(メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトアセテート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(メルカプトアセテート)等の多価アルコールのポリ(メルカプトアセテート);
エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ポリエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、グリセリントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等の多価アルコールのポリ(3-メルカプトプロピオネート);及び、
1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等のポリ(メルカプトブチレート)が挙げられる。
エチレングリコールビス(メルカプトアセテート)、ポリエチレングリコールビス(メルカプトアセテート)、プロピレングリコールビス(メルカプトアセテート)、グリセリントリス(メルカプトアセテート)、トリメチロールエタントリス(メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(メルカプトアセテート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(メルカプトアセテート)等の多価アルコールのポリ(メルカプトアセテート);
エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ポリエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、グリセリントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等の多価アルコールのポリ(3-メルカプトプロピオネート);及び、
1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等のポリ(メルカプトブチレート)が挙げられる。
(界面活性剤)
絶縁インクは、少なくとも1種の界面活性剤を含有してもよい。
絶縁インクは、少なくとも1種の界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62-173463号公報、及び特開昭62-183457号公報に記載されたものが挙げられる。また、界面活性剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、脂肪酸塩等のアニオン性界面活性剤;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アリルエーテル、アセチレングリコール、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン性界面活性剤;及び、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。また、界面活性剤は、フッ素系界面活性剤又はシリコーン系界面活性剤であってもよい。
絶縁インクが界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、絶縁インクの全量に対して、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量の下限値は特に限定されない。
(有機溶剤)
絶縁インクは、少なくとも1種の有機溶剤を含有してもよい。
絶縁インクは、少なくとも1種の有機溶剤を含有してもよい。
有機溶剤としては、例えば、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エチルエーテル、トリエチ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メチルエーテル(PGME)、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等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテル類;
ジエチレングリコールアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールアセテート類;
エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールジアセテート類;
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;
γ-ブチロラクトン等のラクトン類;
酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸3-メトキシブチル(MBA)、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のエステル類;
テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;及び
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類が挙げられる。
エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテル類;
ジエチレングリコールアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールアセテート類;
エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールジアセテート類;
エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;
γ-ブチロラクトン等のラクトン類;
酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸3-メトキシブチル(MBA)、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のエステル類;
テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;及び
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類が挙げられる。
絶縁インクが有機溶剤を含有する場合、有機溶剤の含有量は、絶縁インクの全量に対して、70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。有機溶剤の含有量の下限値は特に限定されない。
(添加剤)
絶縁インクは、必要に応じて、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、塩基性化合物等の添加剤を含有してもよい。
絶縁インクは、必要に応じて、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤、塩基性化合物等の添加剤を含有してもよい。
(物性)
絶縁インクのpHは、インクジェット記録方式を用いて付与する場合に吐出安定性を向上させる観点から、7~10であることが好ましく、7.5~9.5であることがより好ましい。pHは、pH計を用いて25℃で測定され、例えば、東亜DKK社製のpHメーター(型番「HM-31」)を用いて測定される。
絶縁インクのpHは、インクジェット記録方式を用いて付与する場合に吐出安定性を向上させる観点から、7~10であることが好ましく、7.5~9.5であることがより好ましい。pHは、pH計を用いて25℃で測定され、例えば、東亜DKK社製のpHメーター(型番「HM-31」)を用いて測定される。
絶縁インクの粘度は、0.5mPa・s~60mPa・sであることが好ましく、2mPa・s~40mPa・sであることがより好ましい。粘度は、粘度計を用いて25℃で測定され、例えば、東機産業社製のTV-22型粘度計を用いて測定される。
絶縁インクの表面張力は、60mN/m以下であることが好ましく、20mN/m~50mN/mであることがより好ましく、25mN/m~45mN/mであることがさらに好ましい。表面張力は、表面張力計を用いて25℃で測定され、例えば、協和界面科学社製の自動表面張力計(製品名「CBVP-Z」)を用いて、プレート法によって測定される。
以下、本開示を実施例によりさらに具体的に説明するが、本開示はその主旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
<絶縁インク1の調製>
下記成分を混合し、混合物を、ミキサー(製品名「L4R」、シルバーソン社製)を用いて、25℃で5000回転/分の条件で20分間撹拌し、絶縁インク1を得た。
・Omni.379:2-(ジメチルアミノ)-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン(製品名「Omnirad 379」、IGM Resins B.V.社製)…4.0質量%
・ITX:2-イソプロピルチオキサントン(製品名「SPEEDCURE ITX」、LAMBSON社製)…2.0質量%
・PEA:フェノキシエチルアクリレート(富士フイルム和光純薬社製)…49.0質量%
・NVC:N-ビニルカプロラクタム(富士フイルム和光純薬社製)…22.0質量%
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(富士フイルム和光純薬社製)…23.0質量%
下記成分を混合し、混合物を、ミキサー(製品名「L4R」、シルバーソン社製)を用いて、25℃で5000回転/分の条件で20分間撹拌し、絶縁インク1を得た。
・Omni.379:2-(ジメチルアミノ)-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン(製品名「Omnirad 379」、IGM Resins B.V.社製)…4.0質量%
・ITX:2-イソプロピルチオキサントン(製品名「SPEEDCURE ITX」、LAMBSON社製)…2.0質量%
・PEA:フェノキシエチルアクリレート(富士フイルム和光純薬社製)…49.0質量%
・NVC:N-ビニルカプロラクタム(富士フイルム和光純薬社製)…22.0質量%
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(富士フイルム和光純薬社製)…23.0質量%
<導電インク1の調製>
300mLの3口フラスコに、1-プロパノール25.1g、酢酸銀20g、及びギ酸5gを加え、20分間撹拌した。生成した銀塩の沈殿物を、1-プロパノールを用いて3回デカンテーションを行い、洗浄した。沈殿物に、1-プロピルアミン14.4g、及び1-プロパノール25.1gを加え、30分間撹拌した。次に、水10gを加え、さらに撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク1を得た。
300mLの3口フラスコに、1-プロパノール25.1g、酢酸銀20g、及びギ酸5gを加え、20分間撹拌した。生成した銀塩の沈殿物を、1-プロパノールを用いて3回デカンテーションを行い、洗浄した。沈殿物に、1-プロピルアミン14.4g、及び1-プロパノール25.1gを加え、30分間撹拌した。次に、水10gを加え、さらに撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク1を得た。
<導電インク2の調製>
300mLの3口フラスコに、水46g、酢酸銀20.0g、エチレンジアミン20g、及びアミルアミン20gを加え、20分間撹拌した。得られた溶液にギ酸4gを加え、さらに30分間撹拌し銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク2を得た。
300mLの3口フラスコに、水46g、酢酸銀20.0g、エチレンジアミン20g、及びアミルアミン20gを加え、20分間撹拌した。得られた溶液にギ酸4gを加え、さらに30分間撹拌し銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク2を得た。
<導電インク3の調製>
導電インク1において、錯化剤の種類及び量、並びに、溶媒の種類及び量を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク1と同様の方法で、導電インク3を得た。
導電インク1において、錯化剤の種類及び量、並びに、溶媒の種類及び量を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク1と同様の方法で、導電インク3を得た。
<導電インク4の調製>
脱水シュウ酸30gを350mLの水に溶解させ、シュウ酸水溶液を準備した。また、硝酸銀30gを120mLの水に溶解させ、硝酸銀水溶液を準備した。硝酸銀水溶液をシュウ酸水溶液に攪拌しながら滴下した。反応終了後、沈殿物であるシュウ酸銀を単離した。200mLの3口フラスコに、単離したシュウ酸銀18g及びエタノール36.50gを加えた。氷浴中、得られた懸濁液に36gのイソプロパノールアミンを10分かけて滴下した。オクチルアミン12.5gを加え、室温(23℃)で2時間攪拌し、銀錯体を含む溶液を得た。上記錯体溶液98.8gにポリビニルピロリドン1.2gを加えた。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク4を得た。
脱水シュウ酸30gを350mLの水に溶解させ、シュウ酸水溶液を準備した。また、硝酸銀30gを120mLの水に溶解させ、硝酸銀水溶液を準備した。硝酸銀水溶液をシュウ酸水溶液に攪拌しながら滴下した。反応終了後、沈殿物であるシュウ酸銀を単離した。200mLの3口フラスコに、単離したシュウ酸銀18g及びエタノール36.50gを加えた。氷浴中、得られた懸濁液に36gのイソプロパノールアミンを10分かけて滴下した。オクチルアミン12.5gを加え、室温(23℃)で2時間攪拌し、銀錯体を含む溶液を得た。上記錯体溶液98.8gにポリビニルピロリドン1.2gを加えた。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク4を得た。
<導電インク5~導電インク7の調製>
導電インク4において、錯体を形成する前の金属塩の種類及び含有量、溶媒の種類及び含有量、並びに、還元剤の種類を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク4と同様の方法で、導電インク5~導電インク7を得た。
導電インク4において、錯体を形成する前の金属塩の種類及び含有量、溶媒の種類及び含有量、並びに、還元剤の種類を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク4と同様の方法で、導電インク5~導電インク7を得た。
<導電インク8の調製>
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀40gを加えた。次に、トリメチルベンゼン30.0g、及びテルピネオール30.0gを加え、撹拌し、銀塩を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク8を得た。
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀40gを加えた。次に、トリメチルベンゼン30.0g、及びテルピネオール30.0gを加え、撹拌し、銀塩を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク8を得た。
<導電インク9の調製>
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀25.0g、キシレン35g、及びテルピネオール30.0gを加え、溶解させた。次に、tert-オクチルアミン10gを加え撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。常温(23℃)で2時間反応させ、均一な溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク9を得た。
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀25.0g、キシレン35g、及びテルピネオール30.0gを加え、溶解させた。次に、tert-オクチルアミン10gを加え撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。常温(23℃)で2時間反応させ、均一な溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク9を得た。
<導電インク10の調製>
導電インク9におけるtert-オクチルアミンをアミルアミンに変更したこと以外は、導電インク9と同様の方法で、導電インク10を得た。
導電インク9におけるtert-オクチルアミンをアミルアミンに変更したこと以外は、導電インク9と同様の方法で、導電インク10を得た。
<導電インク11の調製>
導電インク9におけるtert-オクチルアミン1gをアミルアミン0.5gとオクチルアミン0.5gに変更したこと以外は、導電インク9と同様の方法で、導電インク11を得た。
導電インク9におけるtert-オクチルアミン1gをアミルアミン0.5gとオクチルアミン0.5gに変更したこと以外は、導電インク9と同様の方法で、導電インク11を得た。
<導電インク12の調製>
200mLの3口フラスコに、イソブチルアンモニウムカーボネート26.14g、及びイソプロピルアルコール64.0gを加え、溶解させた。次に、酸化銀9.0gを加え、常温(23℃)で2時間反応させ、均一な溶液を得た。さらに、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルアミン1.29gを加え、撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク12を得た。
200mLの3口フラスコに、イソブチルアンモニウムカーボネート26.14g、及びイソプロピルアルコール64.0gを加え、溶解させた。次に、酸化銀9.0gを加え、常温(23℃)で2時間反応させ、均一な溶液を得た。さらに、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルアミン1.29gを加え、撹拌し、銀錯体を含む溶液を得た。この溶液を、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターを使用してろ過し、導電インク12を得た。
<導電インク13の調製>
導電インク3において、錯化剤の量、及び、還元剤の量を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク3と同様の方法で、導電インク13を得た。
導電インク3において、錯化剤の量、及び、還元剤の量を表1に記載のものに変更したこと以外は、導電インク3と同様の方法で、導電インク13を得た。
<導電インク14の調製>
分散剤としてポリビニルピロリドン(重量平均分子量3000、シグマアルドリッチ社製)6.8gを水100mLに溶解させた溶液aを調製した。別途、硝酸銀50.00gを水200mLに溶解させた溶液bを調製した。溶液aと溶液bとを混合し、攪拌して得られた混合液に、85質量%N,N-ジエチルヒドロキシルアミン水溶液78.71gを室温(23℃)で滴下し、さらに、ポリビニルピロリドン6.8gを水1000mLに溶解させた溶液を室温でゆっくり滴下した。得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社製ビバフロー50、分画分子量:10万、ユニット数:4個)に通し、限外濾過ユニットから約5Lの滲出液が出るまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮し、銀粒子分散液1を30g得た。この分散液中の固形分の含有量は50質量%であり、固形分中の銀の含有量をTG-DTA(示差熱熱重量同時測定)(日立ハイテク社製、モデル:STA7000シリーズ)により測定したところ、96.0質量%であった。得られた銀粒子分散液1を、イオン交換水を用いて20倍に希釈し、粒径アナライザーFPAR-1000(大塚電子社製)を用いて測定を行い、銀粒子の体積平均粒子径を求めた。銀粒子分散液1の体積粒径は60nmであった。
銀粒子分散液10gに2-プロパノール2g、界面活性剤としてオルフィンE-1010(日信化学工業社製)0.1gを添加し、銀濃度が40質量%になるように水を添加し、導電インク14を得た。
分散剤としてポリビニルピロリドン(重量平均分子量3000、シグマアルドリッチ社製)6.8gを水100mLに溶解させた溶液aを調製した。別途、硝酸銀50.00gを水200mLに溶解させた溶液bを調製した。溶液aと溶液bとを混合し、攪拌して得られた混合液に、85質量%N,N-ジエチルヒドロキシルアミン水溶液78.71gを室温(23℃)で滴下し、さらに、ポリビニルピロリドン6.8gを水1000mLに溶解させた溶液を室温でゆっくり滴下した。得られた懸濁液を限外濾過ユニット(ザルトリウス・ステディム社製ビバフロー50、分画分子量:10万、ユニット数:4個)に通し、限外濾過ユニットから約5Lの滲出液が出るまで精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮し、銀粒子分散液1を30g得た。この分散液中の固形分の含有量は50質量%であり、固形分中の銀の含有量をTG-DTA(示差熱熱重量同時測定)(日立ハイテク社製、モデル:STA7000シリーズ)により測定したところ、96.0質量%であった。得られた銀粒子分散液1を、イオン交換水を用いて20倍に希釈し、粒径アナライザーFPAR-1000(大塚電子社製)を用いて測定を行い、銀粒子の体積平均粒子径を求めた。銀粒子分散液1の体積粒径は60nmであった。
銀粒子分散液10gに2-プロパノール2g、界面活性剤としてオルフィンE-1010(日信化学工業社製)0.1gを添加し、銀濃度が40質量%になるように水を添加し、導電インク14を得た。
表1に、導電インク1~導電インク14に含まれる各成分の種類及び含有量(質量%)を示す。まず、導電インクに含まれる金属化合物の形態が金属錯体、金属塩、及び金属粒子のいずれであるかを記載した。また、金属錯体である場合には、錯体を形成する前の金属塩の種類、錯化剤の種類も記載した。
表1中の略語の詳細は以下のとおりである。
-錯化剤-
PA:1-プロピルアミン
EDA:エチレンジアミン
EA:エチルアミン
iPrOHA:イソプロパノールアミン
AA:アミルアミン
EtOHA:エタノールアミン
OA:オクチルアミン
2HMPA:2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルアミン
tOA:t-オクチルアミン
IBAC:イソブチルアンモニウムカーボネート
-溶媒-
1PrOH:1-プロパノール
H2O:水
MeOH:メタノール
EtOH:エタノール
IPA:イソプロパノール
TO:テルピネオール
TMB:トリメチルベンゼン
XL:キシレン
-還元剤-
FA:ギ酸
-樹脂-
PVP:ポリビニルピロリドン
-錯化剤-
PA:1-プロピルアミン
EDA:エチレンジアミン
EA:エチルアミン
iPrOHA:イソプロパノールアミン
AA:アミルアミン
EtOHA:エタノールアミン
OA:オクチルアミン
2HMPA:2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルアミン
tOA:t-オクチルアミン
IBAC:イソブチルアンモニウムカーボネート
-溶媒-
1PrOH:1-プロパノール
H2O:水
MeOH:メタノール
EtOH:エタノール
IPA:イソプロパノール
TO:テルピネオール
TMB:トリメチルベンゼン
XL:キシレン
-還元剤-
FA:ギ酸
-樹脂-
PVP:ポリビニルピロリドン
[実施例1]
-積層体サンプル1の作製-
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)を準備した。絶縁インク1を、インクジェットヘッド(製品名「SG1024」、FUJIFILM DIMATIX社製)に充填した。画像記録条件は、解像度を1200dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10pLとした。インクジェットヘッドの横に、紫外線ランプ式照射器(365nmLED、ピーク強度8W/cm2、照射面積2×8cm、社内作製品)を準備した。基材上に画像を記録しながら露光するという操作を繰り返し行い、幅10cm、長さ5cm、厚さ100μmのベタ画像を記録した。これにより、基材上に絶縁層が形成された。
-積層体サンプル1の作製-
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)を準備した。絶縁インク1を、インクジェットヘッド(製品名「SG1024」、FUJIFILM DIMATIX社製)に充填した。画像記録条件は、解像度を1200dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10pLとした。インクジェットヘッドの横に、紫外線ランプ式照射器(365nmLED、ピーク強度8W/cm2、照射面積2×8cm、社内作製品)を準備した。基材上に画像を記録しながら露光するという操作を繰り返し行い、幅10cm、長さ5cm、厚さ100μmのベタ画像を記録した。これにより、基材上に絶縁層が形成された。
絶縁層が形成された基材をあらかじめ45℃まで加温した。絶縁層上に、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を、照度4W/cm2で10秒照射し、幅5cm、長さ2.0cmの画像を記録した。導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射するという操作を繰り返し行い、画像を記録した。同じ領域に合計8回の操作を行い(積層工程)、金属光沢のある厚さ3.2μmの導電層が形成された積層体サンプル1を得た。紫外線の総露光量は、40J/cm2であった。
-積層体サンプル2の作製-
積層体サンプル1の作製方法と同様の方法で、絶縁インク1を用いて、基材上に幅2.5cm、長さ2.5cm、厚さ100μmのベタ画像を記録した。これにより、基材上に絶縁層が形成された。
積層体サンプル1の作製方法と同様の方法で、絶縁インク1を用いて、基材上に幅2.5cm、長さ2.5cm、厚さ100μmのベタ画像を記録した。これにより、基材上に絶縁層が形成された。
幅5cm、長さ2.5cmの画像の代わりに、ラインアンドスペースパターン画像として、長さ5cmの4本の線画像を記録したこと以外は、積層体サンプル1の作製方法と同様の方法で、金属光沢のある厚さ3.2μmの導電層が形成された積層体サンプル2を得た。なお、ラインアンドスペースパターン画像は、L/Sを100μm/75μm、100μm/100μm、100μm/125μm、100μm/150μmとした。Lはライン幅、Sはスペース幅を意味する。
-積層体サンプル3の作製-
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)に、あらかじめソルダーレジスト(製品名「PSR-4000 AM02」、太陽インキ社製)が塗布された基材を用いたこと以外は、積層体サンプル1の作成方法と同様の方法で、積層体サンプル3を作成した。
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)に、あらかじめソルダーレジスト(製品名「PSR-4000 AM02」、太陽インキ社製)が塗布された基材を用いたこと以外は、積層体サンプル1の作成方法と同様の方法で、積層体サンプル3を作成した。
-積層体サンプル4の作製-
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)に、あらかじめソルダーレジスト(製品名「PSR-4000 AM02」、太陽インキ社製)が塗布された基材を用いたこと以外は、積層体サンプル2の作成方法と同様の方法で、積層体サンプル4を作成した。
基材として、ポリイミドフィルム(製品名「カプトン」、東レ・デュポン社製)に、あらかじめソルダーレジスト(製品名「PSR-4000 AM02」、太陽インキ社製)が塗布された基材を用いたこと以外は、積層体サンプル2の作成方法と同様の方法で、積層体サンプル4を作成した。
-積層体サンプル5の作製-
基材として、10mm×12mm厚さ1mmのエポキシモールディングコンパウンド(EMC)で絶縁された直方体の電子部品(spansion社製)を実装したプリント基板を準備した。基材をあらかじめ45℃まで加温し、導電インク1を、インクジェットヘッド(製品名「SG1024」、FUJIFILM DIMATIX社製)解像度を1200dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10pLで吐出した。導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を、照度4W/cm2で10秒照射し、電子部品を被覆するように、幅1.2cm、長さ1.4cmの画像を記録した。導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射するという操作を繰り返し行い、画像を記録した。同じ領域に合計8回の操作を行い(積層工程)、金属光沢のある厚さ3.2μmの導電層が形成された積層体サンプル1を得た。紫外線の総露光量は、40J/cm2であった。
基材として、10mm×12mm厚さ1mmのエポキシモールディングコンパウンド(EMC)で絶縁された直方体の電子部品(spansion社製)を実装したプリント基板を準備した。基材をあらかじめ45℃まで加温し、導電インク1を、インクジェットヘッド(製品名「SG1024」、FUJIFILM DIMATIX社製)解像度を1200dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10pLで吐出した。導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を、照度4W/cm2で10秒照射し、電子部品を被覆するように、幅1.2cm、長さ1.4cmの画像を記録した。導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射するという操作を繰り返し行い、画像を記録した。同じ領域に合計8回の操作を行い(積層工程)、金属光沢のある厚さ3.2μmの導電層が形成された積層体サンプル1を得た。紫外線の総露光量は、40J/cm2であった。
[実施例2~実施例7、実施例9~実施例13]
実施例2~実施例7、実施例12~実施例13では、導電インクの種類を表2に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例9~実施例11では、導電インクの種類を表2に記載のものに変更し、かつ、絶縁層が形成された基材をあらかじめ60℃まで加温したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例2~実施例7、実施例12~実施例13では、導電インクの種類を表2に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例9~実施例11では、導電インクの種類を表2に記載のものに変更し、かつ、絶縁層が形成された基材をあらかじめ60℃まで加温したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
[実施例8及び実施例14]
実施例8では、実施例1で用いた導電インク1を導電インク8に変更した。また、絶縁層が形成された基材をあらかじめ60℃まで加温した。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射し、さらに、紫外線の照射が終了した時点から10秒後に、オーブンを用いて160℃で20分間加熱するという操作を合計8回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例14では、実施例1で用いた導電インク1を導電インク14に変更した。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射し、さらに、紫外線の照射が終了した時点から10秒後に、オーブンを用いて160℃で20分間加熱するという操作を合計8回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例8では、実施例1で用いた導電インク1を導電インク8に変更した。また、絶縁層が形成された基材をあらかじめ60℃まで加温した。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射し、さらに、紫外線の照射が終了した時点から10秒後に、オーブンを用いて160℃で20分間加熱するという操作を合計8回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例14では、実施例1で用いた導電インク1を導電インク14に変更した。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射し、さらに、紫外線の照射が終了した時点から10秒後に、オーブンを用いて160℃で20分間加熱するという操作を合計8回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
[実施例15~実施例33、比較例2~3]
実施例15~実施例33では、導電インクの付与回数、露光回数、光源の種類、総露光量、導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間(表中、「露光までの時間」と記す。)、及び、導電インクを吐出する際の基材の温度(表中、「基材の温度」と記す)を、表2に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。実施例20~実施例24に関しては、積層体サンプル5も作製した。なお、実施例15では、メタルハライドランプ(製品名「F300S-6 SYSTEM(H-バルブ)」、Heraeus社製、表中「MH」)を用いた。
実施例15~実施例33では、導電インクの付与回数、露光回数、光源の種類、総露光量、導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間(表中、「露光までの時間」と記す。)、及び、導電インクを吐出する際の基材の温度(表中、「基材の温度」と記す)を、表2に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。実施例20~実施例24に関しては、積層体サンプル5も作製した。なお、実施例15では、メタルハライドランプ(製品名「F300S-6 SYSTEM(H-バルブ)」、Heraeus社製、表中「MH」)を用いた。
[実施例34]
実施例34では、導電インクの打滴量を20pLとし、スキャン方向の解像度を2400dpiとした。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射するという操作を合計2回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例34では、導電インクの打滴量を20pLとし、スキャン方向の解像度を2400dpiとした。また、導電インクを吐出し、導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射するという操作を合計2回行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
[実施例35]
実施例35では、絶縁層上に、導電インクを連続して4回吐出し、4回目の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射した。さらに、導電インクを連続して4回吐出し、4回目(合計8回目)の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例35では、絶縁層上に、導電インクを連続して4回吐出し、4回目の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射した。さらに、導電インクを連続して4回吐出し、4回目(合計8回目)の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
[実施例36]
実施例36では、絶縁層上に、導電インクを吐出し、導電インクを連続して8回吐出し、8回目の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
実施例36では、絶縁層上に、導電インクを吐出し、導電インクを連続して8回吐出し、8回目の導電インクが着弾した時点から5.0秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例1と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
[比較例1]
比較例1では、パルス発生装置(製品名「SINTERON2000」、Xenon Corporation社製)を用い、導電インクが着弾した時点から1800秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例4と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
比較例1では、パルス発生装置(製品名「SINTERON2000」、Xenon Corporation社製)を用い、導電インクが着弾した時点から1800秒後に紫外線を照射したこと以外は、実施例4と同様の方法で、積層体サンプル1~積層体サンプル4を作製した。
各実施例及び各比較例で得られた積層体サンプル1~積層体サンプル5を用いて、画質、導電性、及び密着性質に関する評価を行った。測定方法及び評価方法は以下のとおりである。測定結果及び評価結果を表2に示す。
<画質>
積層体サンプル2及び積層体サンプル4における導電層をそれぞれ、顕微鏡(製品名「レーザ顕微鏡VK-X1000」、キーエンス社製)を用いて5倍の対物レンズで観察した。ラインアンドスペースパターン画像において、ラインとラインの間のスペースが保持されているか否かを確認し、画質を評価した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を表2に示す。
5:スペース幅75μm、100μm、125μm、及び150μmのいずれにおいても、スペースが保持されている。
4:スペース幅75μmでは、スペースが保持されていないが、他のスペース幅においては、スペースが保持されている。
3:スペース幅75μm及び100μmでは、スペースが保持されていないが、他のスペース幅においては、スペースが保持されている。
2:スペース幅75μm、100μm、及び125μmでは、スペースが保持されていないが、ペース幅150μmでは、スペースが保持されている。
1:スペース幅75μm、100μm、125μm、及び150μmのいずれにおいても、スペースが保持されていない。
積層体サンプル2及び積層体サンプル4における導電層をそれぞれ、顕微鏡(製品名「レーザ顕微鏡VK-X1000」、キーエンス社製)を用いて5倍の対物レンズで観察した。ラインアンドスペースパターン画像において、ラインとラインの間のスペースが保持されているか否かを確認し、画質を評価した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を表2に示す。
5:スペース幅75μm、100μm、125μm、及び150μmのいずれにおいても、スペースが保持されている。
4:スペース幅75μmでは、スペースが保持されていないが、他のスペース幅においては、スペースが保持されている。
3:スペース幅75μm及び100μmでは、スペースが保持されていないが、他のスペース幅においては、スペースが保持されている。
2:スペース幅75μm、100μm、及び125μmでは、スペースが保持されていないが、ペース幅150μmでは、スペースが保持されている。
1:スペース幅75μm、100μm、125μm、及び150μmのいずれにおいても、スペースが保持されていない。
<導電性>
積層体サンプル1及び積層体サンプル3における導電層それぞれについて、抵抗率計(商品名「ロレスターGP」、三菱化学アナリテック社製)を用い、表面抵抗率[Ω/□]を4端子法により室温(23℃)下で測定した。評価基準は以下のとおりである。ランク2以上は、実用上問題ないレベルである。
5:表面抵抗率が100mΩ/□未満である。
4:表面抵抗率が100mΩ/□以上250mΩ/□未満である。
3:表面抵抗率が250mΩ/□以上500mΩ/□未満である。
2:表面抵抗率が500mΩ/□以上1Ω/□未満である。
1:表面抵抗率が1Ω/□以上である。
積層体サンプル1及び積層体サンプル3における導電層それぞれについて、抵抗率計(商品名「ロレスターGP」、三菱化学アナリテック社製)を用い、表面抵抗率[Ω/□]を4端子法により室温(23℃)下で測定した。評価基準は以下のとおりである。ランク2以上は、実用上問題ないレベルである。
5:表面抵抗率が100mΩ/□未満である。
4:表面抵抗率が100mΩ/□以上250mΩ/□未満である。
3:表面抵抗率が250mΩ/□以上500mΩ/□未満である。
2:表面抵抗率が500mΩ/□以上1Ω/□未満である。
1:表面抵抗率が1Ω/□以上である。
<密着性>
積層体サンプル1及び積層体サンプル3を作製後、それぞれ、25℃で1時間放置した。1時間経過後、積層体サンプル1及び積層体サンプル3の導電層上にセロテープ(登録商標、No.405、ニチバン社製、幅12mm、以下、単に「テープ」ともいう。)のテープ片を貼り付けた。次に、テープ片を画像から剥離することにより、絶縁層と導電層との密着性を評価した。
テープの貼り付け及び剥離は、具体的には、下記の方法により行った。
一定の速度でテープを取り出し、約75mmの長さにカットし、テープ片を得た。
得られたテープ片を積層体サンプル1の導電層上に重ね、テープ片の中央部の幅12mm、長さ25mmの領域を指で貼り付け、指先でしっかりこすった。
テープ片を貼り付けた後、テープ片の端をつかみ、できるだけ60°に近い角度で0.5秒~1.0秒で剥離した。
剥離したテープ片における付着物の有無と、積層体サンプル1における導電層の剥がれの有無と、を目視で観察した。下記評価基準に従い、絶縁層と導電層との密着性を評価した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を表2に示す。
5:テープ片に付着物が認められず、導電層の剥がれも認められない。
4:テープ片に若干の付着物が認められたが、導電層の剥がれは認められない。
3:テープ片に若干の付着物が認められ、導電層に若干の剥がれが認められるが、実用上許容できる範囲内である。
2:テープ片に付着物が認められ、導電層に剥がれも認められ、実用上許容できる範囲を超えている。
1:テープ片に付着物が認められ、導電層がほとんど剥がれ、絶縁層が視認される。
積層体サンプル1及び積層体サンプル3を作製後、それぞれ、25℃で1時間放置した。1時間経過後、積層体サンプル1及び積層体サンプル3の導電層上にセロテープ(登録商標、No.405、ニチバン社製、幅12mm、以下、単に「テープ」ともいう。)のテープ片を貼り付けた。次に、テープ片を画像から剥離することにより、絶縁層と導電層との密着性を評価した。
テープの貼り付け及び剥離は、具体的には、下記の方法により行った。
一定の速度でテープを取り出し、約75mmの長さにカットし、テープ片を得た。
得られたテープ片を積層体サンプル1の導電層上に重ね、テープ片の中央部の幅12mm、長さ25mmの領域を指で貼り付け、指先でしっかりこすった。
テープ片を貼り付けた後、テープ片の端をつかみ、できるだけ60°に近い角度で0.5秒~1.0秒で剥離した。
剥離したテープ片における付着物の有無と、積層体サンプル1における導電層の剥がれの有無と、を目視で観察した。下記評価基準に従い、絶縁層と導電層との密着性を評価した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を表2に示す。
5:テープ片に付着物が認められず、導電層の剥がれも認められない。
4:テープ片に若干の付着物が認められたが、導電層の剥がれは認められない。
3:テープ片に若干の付着物が認められ、導電層に若干の剥がれが認められるが、実用上許容できる範囲内である。
2:テープ片に付着物が認められ、導電層に剥がれも認められ、実用上許容できる範囲を超えている。
1:テープ片に付着物が認められ、導電層がほとんど剥がれ、絶縁層が視認される。
<被覆性>
積層体サンプル5において、被覆された電子部品の上面と側面の被覆状態を、光学顕微鏡を用いて観察した。被覆状態に基づいて、被覆性を評価した。評価基準は以下のとおりである。ランク3以上は、実用上問題ないレベルである。評価結果を表3に示す。
3:すべての面が被覆されている。
2:上面は被覆されているが、側面に被覆されていない部分がある。
1:すべての面に被覆されていない部分がある。
積層体サンプル5において、被覆された電子部品の上面と側面の被覆状態を、光学顕微鏡を用いて観察した。被覆状態に基づいて、被覆性を評価した。評価基準は以下のとおりである。ランク3以上は、実用上問題ないレベルである。評価結果を表3に示す。
3:すべての面が被覆されている。
2:上面は被覆されているが、側面に被覆されていない部分がある。
1:すべての面に被覆されていない部分がある。
表2に、導電インクの種類、1層当たりの平均厚さ、導電インクの付与回数、露光回数、光源の種類、導電インクを付与する際の基材の温度、露光までの時間、総露光量、及び液体成分残存量を記載した。なお、積層体サンプル2を用いた画質の評価結果と、積層体サンプル4を用いた画質の評価結果とは同じであった。また、積層体サンプル1を用いた導電性及び密着性の評価結果と、積層体サンプル3を用いた導電性及び密着性の評価結果とは同じであった。
表2に示すように、実施例1~実施例36では、基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、基材上に付与された前記導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上であるため、高画質の画像が得られることが分かった。
一方、比較例1~3では、紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%未満であるため、得られる画像の画質が劣っていた。
実施例1~実施例13では、導電性インクが金属塩又は金属錯体を含み、導電性インクが金属粒子を含む実施例14と比較して、画質、導電性、及び密着性に優れることが分かった。
実施例25では、基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、60秒以内であり、実施例26と比較して、高画質の画像が得られることが分かった。
実施例23では、基材上に導電インクが着弾した時点から紫外線の照射が開始されるまでの時間が、10秒以内であり、実施例24と比較して、高画質の画像が得られることが分かった。
実施例1では、導電層1層当たりの平均厚さが1.5μm以下であり、実施例34と比較すると、画質、導電性、及び密着性に優れることが分かった。
実施例1では、紫外線の照射は、導電インクを付与する工程を1回実施する毎に実施されているため、実施例35及び実施例36と比較すると、画質、導電性、及び密着性に優れることが分かった。
実施例1では、紫外線のピーク波長が400nm以下であり、実施例17と比較して導電性に優れることが分かった。
表3に示すように、実施例1、実施例20~実施例24では、被覆性に優れることが分かった。
なお、2020年10月27日に出願された米国特許出願63/105,913の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (10)
- 基材上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、
前記基材上に付与された前記導電インクに対し、紫外線を照射して導電層を形成する工程と、を含み、
前記紫外線の照射が開始された時点における導電インクの液体成分の含有量が、前記基材上に付与された時点における導電インクの液体成分の含有量に対して、5質量%以上である、画像記録方法。 - 前記導電インクは、金属塩又は金属錯体を含む、請求項1に記載の画像記録方法。
- 前記金属錯体は、アンモニウムカルバメート系化合物、アンモニウムカーボネート系化合物、アミン、及び炭素数8~20のカルボン酸からなる群より選択される少なくとも1種に由来する構造を有する金属錯体であり、
前記金属塩は、金属カルボン酸塩である、請求項2に記載の画像記録方法。 - 前記基材上に前記導電インクが着弾した時点から前記紫外線の照射が開始されるまでの時間が、60秒以内である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 前記基材上に前記導電インクが着弾した時点から前記紫外線の照射が開始されるまでの時間が、10秒以内である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 前記導電層上に、インクジェット記録方式を用いて導電インクを付与する工程と、
前記導電層上に付与された前記導電インクに対し、紫外線を照射して導電層をさらに形成する工程と、
を含む積層工程を1サイクル以上実施し、
導電層1層当たりの平均厚さを1.5μm以下とする、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の画像記録方法。 - 前記紫外線の照射は、前記導電インクを付与する工程を1回実施する毎に実施される、請求項6に記載の画像記録方法。
- 前記基材上に、インクジェット記録方式、ディスペンサー塗布方法、又はスプレー塗布方法を用いて絶縁インクを付与し、前記絶縁インクを硬化して絶縁層を形成する工程、を含み、
前記導電インクを付与する工程は、前記絶縁層上に、前記導電インクを付与する工程である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の画像記録方法。 - 前記紫外線は、ピーク波長が400nm以下の光である、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像記録方法。
- 前記基材は、プリント基板用基材である、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の画像記録方法。
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---|---|---|---|---|
JP2005317837A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Calsonic Kansei Corp | プリント配線の製造方法 |
JP2008066526A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Seiko Epson Corp | パターン形成方法、回路モジュールの製造方法、液滴吐出装置、回路モジュール、及び回路モジュール製造装置 |
JP2011241309A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Tosoh Corp | 導電性インク組成物、電気的導通部位の製造方法、及びその用途 |
JP2013524500A (ja) * | 2010-04-02 | 2013-06-17 | インクテック カンパニー リミテッド | 両面プリント回路基板の製造方法 |
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- 2021-10-19 CN CN202180073170.0A patent/CN116390858A/zh active Pending
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- 2021-10-19 JP JP2022559043A patent/JPWO2022091883A1/ja active Pending
- 2021-10-25 TW TW110139417A patent/TW202216921A/zh unknown
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2023
- 2023-04-25 US US18/306,242 patent/US20230257604A1/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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