WO2023189328A1 - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present inventors studied a method for manufacturing a laminate as described in Patent Document 1, and found that the adhesion between the insulating layer and the conductive layer is excellent, and that the conductive layer on the side opposite to the insulating layer It was found that it is difficult to simultaneously reduce the surface roughness of the surface.
- the first coating film forming step is a step of applying an insulating ink onto the base material using an inkjet recording method to form an insulating ink film;
- the light irradiated in the light irradiation treatment performed on the insulating ink film is ultraviolet rays,
- the method for producing a laminate according to [5], wherein the illuminance of the ultraviolet rays is 10 to 20 W/cm 2 .
- Insulating ink means ink for forming an insulating layer having insulation properties.
- Insulating property means a property in which the volume resistivity is 10 10 ⁇ cm or more. The volume resistivity of the insulating layer will be described later.
- the insulating ink preferably contains a polymerizable monomer and a polymerization initiator, and preferably contains two or more monofunctional polymerizable monomers, one or more polyfunctional polymerizable monomers, and two or more polymerization initiators. More preferred.
- polyfunctional ethylenically unsaturated monomer examples include polyfunctional (meth)acrylate compounds and polyfunctional vinyl ethers, with polyfunctional (meth)acrylate compounds being preferred.
- the insulating ink may contain a polymerization inhibitor.
- polymerization inhibitors include p-methoxyphenol, quinones (e.g., hydroquinone, benzoquinone, methoxybenzoquinone, etc.), phenothiazine, catechols, alkylphenols (e.g., dibutylhydroxytoluene (BHT), etc.), alkylbisphenols, Zinc dimethyldithiocarbamate, copper dimethyldithiocarbamate, copper dibutyldithiocarbamate, copper salicylate, thiodipropionic acid esters, mercaptobenzimidazole, phosphites, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) ), 2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidin-1-oxyl (TEMPOL) and tris(N-nitroso-N-phenylhydroxylamine) aluminum salt (
- the content of the sensitizer is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 1.5 to 5% by mass, based on the total mass of the insulating ink.
- the content of the organic solvent is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, based on the total mass of the insulating ink.
- the lower limit may be 0% by mass or more based on the total mass of the insulating ink.
- the pH (hydrogen ion concentration) of the insulating ink is preferably 7 to 10, more preferably 7.5 to 9.5, from the viewpoint of ejection stability.
- the above-mentioned pH is, for example, a value measured at 25° C. of the measurement target using a pH meter (pH meter model number “HM-31”, manufactured by Toa DKK Co., Ltd.).
- the carboxylic acid and carboxylate salt may have a functional group other than a carboxy group.
- functional groups other than carboxy groups include amino groups, hydroxy groups, alkoxy groups, carbonyl groups, ester groups, and mercapto groups.
- the alcohol examples include aliphatic alcohols and alicyclic alcohols.
- the dispersant is preferably an amine, a carboxylic acid, or a salt thereof.
- the solvent may be a mixed solvent of water and a solvent other than water.
- the other solvents mentioned above are preferably alcohols or glycol ethers.
- the alcohol or glycol ether is preferably an alcohol or glycol ether that is miscible with water and has a boiling point of 130° C. or lower.
- the alcohol include 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, and 1-pentanol.
- the glycol ether include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monomethyl ether.
- heat treatment may be performed in order to adjust the content of various components contained in the metal particle ink to a predetermined range.
- the heat treatment may be performed under reduced pressure or under normal pressure.
- when carrying out under normal pressure it may be carried out in the atmosphere or may be carried out under an inert gas atmosphere.
- the metal complex ink contains a metal complex.
- metals constituting the metal complex include silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, molybdenum, zinc, nickel, iron, platinum, tin, copper, and lead. It preferably contains at least one member selected from the group consisting of gold, platinum, nickel, palladium, and copper, more preferably contains at least one of silver and copper, and still more preferably contains silver.
- the metal content is preferably 1 to 40% by mass in terms of metal element, more preferably 5 to 30% by mass, and even more preferably 7 to 20% by mass, based on the total mass of the metal complex ink. .
- Examples of primary amines having a linear alkyl group include methylamine, ethylamine, 1-propylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, n- - Decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine and octadecylamine.
- ammonium carbamate compounds that are complexing agents include ammonium carbamate, methylammonium methyl carbamate, ethylammonium ethyl carbamate, 1-propylammonium 1-propyl carbamate, isopropylammonium isopropyl carbamate, butylammonium butyl carbamate, and isobutylammonium isobutyl carbamate.
- the ether may be linear, branched, or cyclic.
- Ethers include, for example, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, methyl-t-butyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dihydropyran and 1,4-dioxane.
- the content of the metal salt in the metal salt ink is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total mass of the metal salt ink.
- the content of the metal salt is 10% by mass or more, the surface resistivity is further reduced.
- the metal salt content is 90% by mass or less, the ejection stability is further improved when ejecting the metal salt ink from the nozzle.
- the metal salt is preferably a metal carboxylate in terms of conductivity and storage stability.
- the carboxylic acid forming the metal carboxylate is preferably at least one selected from the group consisting of formic acid and carboxylic acids having 1 to 30 carbon atoms, more preferably carboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, and carboxylic acids having 8 to 30 carbon atoms. 20 fatty acids are more preferred.
- the fatty acid may be linear, branched, or have a substituent.
- linear fatty acids examples include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, behenic acid, oleic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, caproic acid, enanthic acid, Mention may be made of caprylic acid, pelargonic acid, capric acid and undecanoic acid.
- inkjet recording method the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-059936 is preferred, in which the ink subjected to the action of thermal energy undergoes a rapid volume change, and the acting force due to this state change causes the ink to be ejected from the nozzle.
- An inkjet recording method is more preferable.
- examples of the inkjet recording method include the methods described in paragraphs 0093 to 0105 of JP-A No. 2003-306623.
- Inkjet heads used in the inkjet recording method include, for example, a shuttle method in which a short serial head is used to perform recording while scanning the head in the width direction of the substrate, and a shuttle method in which recording is performed over the entire area of at least one side of the substrate.
- a shuttle method in which a short serial head is used to perform recording while scanning the head in the width direction of the substrate
- a shuttle method in which recording is performed over the entire area of at least one side of the substrate is a line method using a line head in which elements are arranged.
- a pattern can be formed on the entire surface of the substrate by scanning the substrate in a direction that intersects with the direction in which the recording elements are arranged, so that a conveyance system such as a carriage for scanning a short head is not required. Further, since complicated scanning control between the movement of the carriage and the base material is not required, and only the base material moves, the formation speed can be increased compared to the shuttle method.
- An example of an inkjet recording device that applies insulating ink using an inkjet recording method is DMP-2850 (manufactured by FUJIFILM DIMATIX).
- the first coating film forming step may be performed one or more times.
- the conditions for each first coating film forming step may be the same or different.
- Examples of the inkjet recording method for applying conductive ink include the inkjet recording method in the first coating film forming step described above.
- the second coating film forming step may be performed one or more times.
- the conditions of the second coating film forming step each time may be the same or different.
- Examples of the light source that irradiates active energy rays include a light source that irradiates active energy rays in semi-curing light irradiation treatment.
- the volume resistivity of the insulating layer is 10 10 ⁇ cm or more, preferably 10 12 ⁇ cm or more.
- the upper limit is not particularly limited, but may be 10 16 ⁇ cm or less.
- the volume resistivity of the insulating layer can be measured with a high resistance resistivity meter.
- the table below shows the structure, manufacturing method, and evaluation results of each Example and each Comparative Example.
- each description indicates the following.
- the “semi-cured state” column if the first coating film obtained in the first coating film formation step was in a semi-cured state, it was marked as "A", and if it was not in a semi-cured state, it was marked as "B". . That is, in the methods for producing the laminates of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 2 to 3, the first coating films obtained in the first coating film forming step were all in a semi-cured state. Further, in the method for manufacturing a laminate of Comparative Example 1, the first coating film obtained in the first coating film forming step was not in a semi-cured state but in a cured state.
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Abstract
本発明は、絶縁層と導電層との密着性に優れ、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さい、積層体の製造方法の提供を課題とする。本発明の積層体の製造方法は、基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、インクジェット記録方式を用いて半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す。
Description
本発明は、積層体の製造方法に関する。
印刷回路基板及びフレキシブル印刷回路基板等から発生する電磁波、並びに、外部からの電磁波等によって、電子機器の誤作動等を引き起こす可能性がある。そのような電磁波を遮蔽するために、電磁波シールドが用いられている。電磁波シールドを有する印刷回路基板等としては、例えば、印刷回路基板等の基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体として実装される場合が多い。
例えば、特許文献1には、絶縁層形成段階及び金属パターン形成段階等を含む電磁波遮蔽フィルムの製造方法が開示されている。
例えば、特許文献1には、絶縁層形成段階及び金属パターン形成段階等を含む電磁波遮蔽フィルムの製造方法が開示されている。
積層体の製造方法としては、特許文献1に示すように、通常、絶縁層と、絶縁層上に配置される導電層とを形成した際に、絶縁層と導電層との密着性に優れ、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さいことも求められる。
本発明者らは、特許文献1に記載されたような積層体の製造方法について検討したところ、絶縁層と導電層との密着性に優れること、及び、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さを小さくすることの両立が困難であることを知見した。
そこで、本発明は、絶縁層と導電層との密着性に優れ、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さい、積層体の製造方法の提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
〔1〕
基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、
インクジェット記録方式を用いて上記基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、
インクジェット記録方式を用いて上記半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、
上記半硬化状態の第1塗膜及び上記第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、
上記硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す、積層体の製造方法。
〔2〕
上記焼成処理の焼成温度が、130℃以上200℃未満である、〔1〕に記載の積層体の製造方法。
〔3〕
上記光照射処理の照射する光が、紫外線である、〔1〕又は〔2〕に記載の積層体の製造方法。
〔4〕
上記紫外線の照度が、13W/cm2以上である、〔3〕に記載の積層体の製造方法。
〔5〕
上記第1塗膜形成工程が、インクジェット記録方式を用いて上記基材上に絶縁インクを付与して、絶縁インク膜を形成する工程と、
上記絶縁インク膜に対して光照射処理して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程と、を含む、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
〔6〕
上記絶縁インク膜に対して実施される光照射処理で照射する光が、紫外線であり、
上記紫外線の照度が、10~20W/cm2である、〔5〕に記載の積層体の製造方法。
〔7〕
上記絶縁インクが、2種以上の単官能の重合性モノマー、1種以上の多官能の重合性モノマー、及び、2種以上の重合開始剤を含む、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
〔8〕
上記導電層が、銀金属からなる、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、
インクジェット記録方式を用いて上記基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、
インクジェット記録方式を用いて上記半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、
上記半硬化状態の第1塗膜及び上記第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、
上記硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す、積層体の製造方法。
〔2〕
上記焼成処理の焼成温度が、130℃以上200℃未満である、〔1〕に記載の積層体の製造方法。
〔3〕
上記光照射処理の照射する光が、紫外線である、〔1〕又は〔2〕に記載の積層体の製造方法。
〔4〕
上記紫外線の照度が、13W/cm2以上である、〔3〕に記載の積層体の製造方法。
〔5〕
上記第1塗膜形成工程が、インクジェット記録方式を用いて上記基材上に絶縁インクを付与して、絶縁インク膜を形成する工程と、
上記絶縁インク膜に対して光照射処理して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程と、を含む、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
〔6〕
上記絶縁インク膜に対して実施される光照射処理で照射する光が、紫外線であり、
上記紫外線の照度が、10~20W/cm2である、〔5〕に記載の積層体の製造方法。
〔7〕
上記絶縁インクが、2種以上の単官能の重合性モノマー、1種以上の多官能の重合性モノマー、及び、2種以上の重合開始剤を含む、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
〔8〕
上記導電層が、銀金属からなる、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、絶縁層と導電層との密着性に優れ、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さい、積層体の製造方法を提供できる。
以下、本発明について詳細に詳述する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明は、そのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限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。
本明細書において「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を含み、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの両方を含み、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の両方を含む。
本明細書において、各種成分は、各種成分に該当する物質を1種単独で用いてよく、2種以上を用いてもよい。ここで、各種成分について2種以上の物質を使用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りがない限り、2種以上の物質の合計含有量を意味する。
本明細書において、2以上の好適態様の組み合わせは、より好適な態様である。
本明細書において、「工程」とは、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。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明は、そのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限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。
本明細書において「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を含み、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの両方を含み、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の両方を含む。
本明細書において、各種成分は、各種成分に該当する物質を1種単独で用いてよく、2種以上を用いてもよい。ここで、各種成分について2種以上の物質を使用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りがない限り、2種以上の物質の合計含有量を意味する。
本明細書において、2以上の好適態様の組み合わせは、より好適な態様である。
本明細書において、「工程」とは、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。
〔積層体の製造方法〕
積層体の製造方法は、基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、インクジェット記録方式を用いて半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す。
以下、絶縁層と導電層との密着性に優れることを密着性に優れるともいい、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さいことを表面性に優れるともいう。
積層体の製造方法は、基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、インクジェット記録方式を用いて半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す。
以下、絶縁層と導電層との密着性に優れることを密着性に優れるともいい、導電層の絶縁層とは反対側の表面の表面粗さが小さいことを表面性に優れるともいう。
本発明の積層体の製造方法によれば、密着性に優れ、表面性にも優れる積層体が得られる。この理由の詳細は明らかではないが、概ね以下のように推定している。
本発明の積層体の製造方法の特徴点としては、例えば、半硬化状態の第1塗膜上に第2塗膜を形成する点及び硬化工程において焼成処理後に、更に光照射処理を施す点が挙げられる。
半硬化状態の第1塗膜(最終的に絶縁層となる塗膜)上に第2塗膜(最終的に導電層となる塗膜)を形成する場合、両膜の界面において両膜を構成する材料同士が混じりやすくなり、この界面状態の改質等により絶縁層と導電層との密着性が向上する。
また、硬化工程において焼成処理後に、更に光照射処理を施す場合、導電層の絶縁層とは反対側の表面が、光照射処理等によって局所的に熱等が発生し、その熱等で導電層の表面粗さが小さくなり、表面性が優れると推測される。
以下、密着性により優れること及び表面性により優れることの少なくとも一方の効果が得られることを、本発明の効果がより優れるともいう。
本発明の積層体の製造方法の特徴点としては、例えば、半硬化状態の第1塗膜上に第2塗膜を形成する点及び硬化工程において焼成処理後に、更に光照射処理を施す点が挙げられる。
半硬化状態の第1塗膜(最終的に絶縁層となる塗膜)上に第2塗膜(最終的に導電層となる塗膜)を形成する場合、両膜の界面において両膜を構成する材料同士が混じりやすくなり、この界面状態の改質等により絶縁層と導電層との密着性が向上する。
また、硬化工程において焼成処理後に、更に光照射処理を施す場合、導電層の絶縁層とは反対側の表面が、光照射処理等によって局所的に熱等が発生し、その熱等で導電層の表面粗さが小さくなり、表面性が優れると推測される。
以下、密着性により優れること及び表面性により優れることの少なくとも一方の効果が得られることを、本発明の効果がより優れるともいう。
以下、まず、本発明で用いる絶縁インク及び導電インクについて、詳述する。
[絶縁インク]
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。絶縁層の体積抵抗率について、後述するとおりである。
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く、2種以上の単官能の重合性モノマー、1種以上の多官能の重合性モノマー及び2種以上の重合開始剤を含むことがより好ましい。
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。絶縁層の体積抵抗率について、後述するとおりである。
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く、2種以上の単官能の重合性モノマー、1種以上の多官能の重合性モノマー及び2種以上の重合開始剤を含むことがより好ましい。
<重合性モノマー>
絶縁インクは、重合性モノマーを含んでいてもよい。
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を意味する。
重合性モノマーが有する重合性基としては、例えば、カチオン重合性基及びラジカル重合性基が挙げられ、硬化性の点で、ラジカル重合性基が好ましく、エチレン性不飽和基がより好ましい。
絶縁インクは、重合性モノマーを含んでいてもよい。
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を意味する。
重合性モノマーが有する重合性基としては、例えば、カチオン重合性基及びラジカル重合性基が挙げられ、硬化性の点で、ラジカル重合性基が好ましく、エチレン性不飽和基がより好ましい。
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。
重合性モノマーの分子量は、1000以下であり、500以下がより好ましい。下限は、50以上であってもよい。
重合性モノマーの分子量は、1000以下であり、500以下がより好ましい。下限は、50以上であってもよい。
重合性モノマーは、1分子中に1つの重合性基を有する単官能の重合性モノマーであってもよく、1分子中に2つ以上の重合性基を有する多官能の重合性モノマーであってもよい。
単官能の重合性モノマーは、1分子中に1つの重合性基を有するモノマーであれば、特に制限されない。単官能の重合性モノマーとしては、硬化性の点で、単官能のラジカル重合性モノマーが好ましく、単官能のエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。
単官能の重合性モノマーは、1分子中に1つの重合性基を有するモノマーであれば、特に制限されない。単官能の重合性モノマーとしては、硬化性の点で、単官能のラジカル重合性モノマーが好ましく、単官能のエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。
単官能の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、単官能(メタ)アクリレート又は単官能N-ビニル化合物が好ましい。
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、t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、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)アクリレートとしては、耐熱性を向上させる点で、芳香環又は脂肪族環を有する単官能(メタ)アクリレートが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート又はジシクロペンタニル(メタ)アクリレートがより好ましい。
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。
多官能の重合性モノマーは、1分子中に2つ以上の重合性基を有するモノマーであれば、特に制限されない。多官能の重合性モノマーとしては、硬化性の点で、多官能のラジカル重合性モノマーが好ましく、多官能のエチレン性不飽和モノマーがより好ましい。
多官能の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、多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
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。
多官能の重合性モノマーとしては、硬化性の点で、(メタ)アクリロイル基以外の部分の炭素数が3~11の多官能重合性モノマーが好ましく、1,6-ヘキサンジオールジ(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、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(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(EO鎖n=4)又は1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
絶縁インクは、2種以上の重合性モノマーを含むことが好ましく、3~5種の重合性モノマーを含むことがより好ましい。
また、絶縁インクは、2種以上の単官能の重合性モノマー及び1種以上の多官能の重合性モノマーを含むことも好ましく、2種以上(好ましくは、2又は3種)の単官能の重合性モノマー及び2種以上(好ましくは、2又は3種)の多官能の重合性モノマーを含むことがより好ましい。
また、絶縁インクは、2種以上の単官能の重合性モノマー及び1種以上の多官能の重合性モノマーを含むことも好ましく、2種以上(好ましくは、2又は3種)の単官能の重合性モノマー及び2種以上(好ましくは、2又は3種)の多官能の重合性モノマーを含むことがより好ましい。
重合性モノマーの含有量は、絶縁インクの全質量に対して、10~98質量%が好ましく、50~98質量%がより好ましい。
<重合開始剤>
絶縁インクは、重合開始剤を含んでいてもよい。
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(例えば、チオキサントン化合物等)、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。
絶縁インクは、重合開始剤を含んでいてもよい。
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(例えば、チオキサントン化合物等)、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。
重合開始剤としては、オキシム化合物、アルキルフェノン化合物、チオ化合物及びチタノセン化合物からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、アルキルフェノン化合物がより好ましく、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から選択される少なくとも1種が更に好ましい。
絶縁インクは、2種以上の重合開始剤を含むことが好ましく、3~5種の重合開始剤を含むことがより好ましい。
重合開始剤の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、0.5~20質量%が好ましく、2~10質量%がより好ましい。
<連鎖移動剤>
絶縁インクは、連鎖移動剤を含んでいてもよい。
連鎖移動剤は、光重合反応の反応性を向上できる点で、多官能チオール化合物が好ましい。
絶縁インクは、連鎖移動剤を含んでいてもよい。
連鎖移動剤は、光重合反応の反応性を向上できる点で、多官能チオール化合物が好ましい。
多官能チオールとしては、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及び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及び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)及び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)及び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);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)-トリオン及び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。
連鎖移動剤の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.02~5質量%がより好ましい。
<重合禁止剤>
絶縁インクは、重合禁止剤を含んでいてもよい。
重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール、キノン類(例えば、ハイドロキノン、ベンゾキノン及びメトキシベンゾキノン等)、フェノチアジン、カテコール類、アルキルフェノール類(例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)等)、アルキルビスフェノール類、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅、サリチル酸銅、チオジプロピオン酸エステル類、メルカプトベンズイミダゾール、ホスファイト類、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)、2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシピペリジン-1-オキシル(TEMPOL)及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩(別名:クペロンAl)が挙げられる。
重合禁止剤としては、p-メトキシフェノール、カテコール類、キノン類、アルキルフェノール類、TEMPO、TEMPOL及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、p-メトキシフェノール、ハイドロキノン、ベンゾキノン、BHT、TEMPO、TEMPOL及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。
絶縁インクは、重合禁止剤を含んでいてもよい。
重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール、キノン類(例えば、ハイドロキノン、ベンゾキノン及びメトキシベンゾキノン等)、フェノチアジン、カテコール類、アルキルフェノール類(例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)等)、アルキルビスフェノール類、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅、サリチル酸銅、チオジプロピオン酸エステル類、メルカプトベンズイミダゾール、ホスファイト類、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)、2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシピペリジン-1-オキシル(TEMPOL)及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩(別名:クペロンAl)が挙げられる。
重合禁止剤としては、p-メトキシフェノール、カテコール類、キノン類、アルキルフェノール類、TEMPO、TEMPOL及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、p-メトキシフェノール、ハイドロキノン、ベンゾキノン、BHT、TEMPO、TEMPOL及びトリス(N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミン)アルミニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。
重合禁止剤の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、0.01~2質量%が好ましく、0.02~1質量%がより好ましい。
<増感剤>
絶縁インクは、増感剤を含んでいてもよい。
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等)、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等)、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等)、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等)、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等)、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等)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン等)、スクアリウム系化合物(例えば、スクアリウム等)、クマリン系化合物(例えば、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン等)、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等)及びチオクロマノン系化合物(例えば、チオクロマノン等)が挙げられ、チオキサントン系化合物が好ましい。
絶縁インクは、増感剤を含んでいてもよい。
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等)、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等)、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等)、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等)、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等)、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等)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン等)、スクアリウム系化合物(例えば、スクアリウム等)、クマリン系化合物(例えば、7-ジエチルアミノ-4-メチルクマリン等)、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等)及びチオクロマノン系化合物(例えば、チオクロマノン等)が挙げられ、チオキサントン系化合物が好ましい。
増感剤の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、1~15質量%が好ましく、1.5~5質量%がより好ましい。
<界面活性剤>
絶縁インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。
界面活性剤としては、例えば、特開昭62-173463号公報及び特開昭62-183457号公報に記載の界面活性剤;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及び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及び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;アルキルアミン塩及び第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;フッ素系界面活性剤;シリコーン系界面活性剤;が挙げられる。
絶縁インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。
界面活性剤としては、例えば、特開昭62-173463号公報及び特開昭62-183457号公報に記載の界面活性剤;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及び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及び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;アルキルアミン塩及び第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;フッ素系界面活性剤;シリコーン系界面活性剤;が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、0.5質量%以下が好ましく、0.1質量%以下がより好ましい。下限は、絶縁インクの全質量に対して、0質量%以上であってもよく、0質量%超が好ましい。
界面活性剤の含有量が0.5質量%以下である場合、絶縁インクが付与された後に、絶縁インクが拡がりにくい。よって、絶縁インクの流れ出しが抑制され、電磁波シールド性が向上する。
界面活性剤の含有量が0.5質量%以下である場合、絶縁インクが付与された後に、絶縁インクが拡がりにくい。よって、絶縁インクの流れ出しが抑制され、電磁波シールド性が向上する。
<有機溶媒>
絶縁インクは、有機溶媒を含んでいてもよい。
有機溶媒としては、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及び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及び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及び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及び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及び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及び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及びジオキサン等の環状エーテル類;ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド類;が挙げられる。
絶縁インクは、有機溶媒を含んでいてもよい。
有機溶媒としては、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及び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及び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及び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及び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及び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及び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及びジオキサン等の環状エーテル類;ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド類;が挙げられる。
有機溶媒の含有量は、絶縁インクの全質量に対して、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。下限は、絶縁インクの全質量に対して、0質量%以上であってもよい。
<添加剤>
絶縁インクは、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤及び塩基性化合物等の添加剤を含んでいてもよい。
絶縁インクは、共増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、褪色防止剤及び塩基性化合物等の添加剤を含んでいてもよい。
<絶縁インクの物性>
絶縁インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、例えば、pH計(pHメーター型番「HM-31」、東亜DKK社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
絶縁インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、例えば、pH計(pHメーター型番「HM-31」、東亜DKK社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
絶縁インクの粘度は、0.5~60mPa・sが好ましく、2~40mPa・sがより好ましい。
上記粘度は、例えば、粘度計(TV-22型粘度計、東機産業社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
上記粘度は、例えば、粘度計(TV-22型粘度計、東機産業社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
絶縁インクの表面張力は、60mN/m以下が好ましく、20~50mN/mがより好ましく、25~45mN/mが更に好ましい。
上記表面張力は、プレート法によって表面張力計(自動表面張力計、製品名「CBVP-Z」、協和界面科学社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
上記表面張力は、プレート法によって表面張力計(自動表面張力計、製品名「CBVP-Z」、協和界面科学社製)を用いて、測定対象物25℃で測定される値である。
<絶縁インクの調製方法>
絶縁インクの調整方法としては、例えば、公知の方法が挙げられる。
具体的には、絶縁インクに含まれる各種成分を分割添加又は一括添加して撹拌機(例えば、ミキサー等)を用いて撹拌する方法が挙げられる。
絶縁インクの調整方法としては、例えば、公知の方法が挙げられる。
具体的には、絶縁インクに含まれる各種成分を分割添加又は一括添加して撹拌機(例えば、ミキサー等)を用いて撹拌する方法が挙げられる。
[導電インク]
導電インクとは、導電性を有する層(すなわち、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。導電層の体積抵抗率について、後述するとおりである。
導電インクとは、導電性を有する層(すなわち、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。導電層の体積抵抗率について、後述するとおりである。
導電インクとしては、例えば、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。)及び金属塩を含むインク(以下、「金属塩インク」ともいう。)が挙げられ、金属錯体インク又は金属塩インクが好ましい。
また、導電インクは、金属塩、金属錯体及び金属粒子からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、金属塩及び金属錯体の少なくとも一方を含むことがより好ましく、金属塩及び金属錯体の少なくとも一方を含み、かつ、金属粒子を含まないことが更に好ましい。
また、導電インクは、金属塩、金属錯体及び金属粒子からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、金属塩及び金属錯体の少なくとも一方を含むことがより好ましく、金属塩及び金属錯体の少なくとも一方を含み、かつ、金属粒子を含まないことが更に好ましい。
<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導電インクである。
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導電インクである。
(金属粒子)
金属粒子インクは、金属粒子を含む。
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、バナジウム及びこれらの金属を含む合金が挙げられる。
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。
金属粒子を構成する金属は、導電性の点で、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
本発明において、「金属粒子」には、酸化チタン等の金属酸化物粒子を含めない。
金属粒子インクは、金属粒子を含む。
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、バナジウム及びこれらの金属を含む合金が挙げられる。
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。
金属粒子を構成する金属は、導電性の点で、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
本発明において、「金属粒子」には、酸化チタン等の金属酸化物粒子を含めない。
金属粒子の平均粒径は、10~500nmが好ましく、10~200nmがより好ましい。
平均粒径が上記範囲である場合、金属粒子の焼成温度が低下し、導電層のプロセス適性が高まる。特に、本発明ではインクジェット記録方式を用いるので、金属粒子インクの吐出性が向上し、パターン形成性及び導電層の厚さの均一性が向上する傾向にある。
平均粒径が上記範囲である場合、金属粒子の焼成温度が低下し、導電層のプロセス適性が高まる。特に、本発明ではインクジェット記録方式を用いるので、金属粒子インクの吐出性が向上し、パターン形成性及び導電層の厚さの均一性が向上する傾向にある。
金属粒子の平均粒径は、レーザ回折/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、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(製品名「LA-960」、堀場製作所社製)を用いて測定できる。
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、nm(ナノ)サイズの金属粒子がμm(マイクロ)サイズの金属粒子の周囲で融点降下することにより、金属粒子同士を接合できる。
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質量に対して、10~90質量%が好ましく、20~50質量%がより好ましい。金属粒子の含有量が金属粒子インクの全質量に対して10質量%以上である場合、導電膜の表面抵抗率がより低下する。金属粒子の含有量が金属粒子インクの全質量に対して90質量%以下である場合、金属粒子インクの吐出安定性がより優れる。
(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んでいてもよい。
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点で、アミン、カルボン酸若しくはその塩、アルコール又は樹脂分散剤が好ましい。
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んでいてもよい。
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点で、アミン、カルボン酸若しくはその塩、アルコール又は樹脂分散剤が好ましい。
アミンとしては、例えば、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。
脂肪族アミンは、飽和であっても、不飽和であってもよい。脂肪族アミンとしては、炭素数4~8の脂肪族アミンが好ましい。炭素数が4~8の脂肪族アミンは、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
脂肪族アミンは、飽和であっても、不飽和であってもよい。脂肪族アミンとしては、炭素数4~8の脂肪族アミンが好ましい。炭素数が4~8の脂肪族アミンは、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
直鎖状又は分岐鎖状の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(環状の脂肪族アミン)としては、例えば、シクロペンチルアミン及び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、例えば、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。
カルボン酸塩としては、例えば、カルボン酸の金属塩が挙げられる。カルボン酸の金属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。
カルボン酸塩としては、例えば、カルボン酸の金属塩が挙げられる。カルボン酸の金属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。
カルボン酸及びカルボン酸塩は、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できる。
樹脂分散剤としては、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。
樹脂分散剤の重量平均分子量は、1000~50000が好ましく、1000~30000がより好ましい。
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。
樹脂分散剤の重量平均分子量は、1000~50000が好ましく、1000~30000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質量に対して、0.5~50質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましい。
(溶媒)
金属粒子インクは、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒は、分散媒として機能することが好ましく、上述した分散剤とは異なる成分であることも好ましい。
溶媒の種類は特に制限されず、例えば、炭化水素及びアルコール等の有機溶媒及び水が挙げられる。
金属粒子インクは、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒は、分散媒として機能することが好ましく、上述した分散剤とは異なる成分であることも好ましい。
溶媒の種類は特に制限されず、例えば、炭化水素及びアルコール等の有機溶媒及び水が挙げられる。
金属粒子インクに含まれる溶媒は、揮発性であることが好ましい。
溶媒の沸点は、50~250℃が好ましく、70~220℃がより好ましく、80~200℃が更に好ましい。分散媒の沸点が50~250℃である場合、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。
本明細書において、沸点とは、特段の断りがない限り、標準沸点を意味する。
溶媒の沸点は、50~250℃が好ましく、70~220℃がより好ましく、80~200℃が更に好ましい。分散媒の沸点が50~250℃である場合、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。
本明細書において、沸点とは、特段の断りがない限り、標準沸点を意味する。
炭化水素としては、例えば、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及びイソパラフィン等の飽和脂肪族炭化水素、並びに、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。
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及びイソパラフィン等の飽和脂肪族炭化水素、並びに、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、例えば、脂肪族アルコール及び脂環式アルコールが挙げられる。金属粒子インクが溶媒としてアルコールを含む場合、分散剤は、アミン又はカルボン酸若しくはその塩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-オクタノール及び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、ヘキサデセノール及び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若しくはγ異性体又はこれらの任意の混合物を含む。)及びジヒドロテルピネオール等のテルペンアルコール;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。
粘度、表面張力及び揮発性等の物性を調整する点で、溶媒は、水と、水以外の他の溶媒との混合溶媒であってもよい。
上記他の溶媒は、アルコール又はグリコールエーテルが好ましい。上記アルコール又は上記グリコールエーテルとしては、水と混和可能な沸点130℃以下のアルコール又はグリコールエーテルが好ましい。
上記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-ブタノール及び1-ペンタノールが挙げられる。
上記グリコールエーテルとしては、例えば、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。
上記他の溶媒は、アルコール又はグリコールエーテルが好ましい。上記アルコール又は上記グリコールエーテルとしては、水と混和可能な沸点130℃以下のアルコール又はグリコールエーテルが好ましい。
上記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-ブタノール及び1-ペンタノールが挙げられる。
上記グリコールエーテルとしては、例えば、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、溶媒の含有量は、金属粒子インクの全質量に対して、1~50質量%が好ましく、10~45質量%がより好ましく、20~40質量%が更に好ましい。
(樹脂)
金属粒子インクは、樹脂を含んでいてもよい。
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。
金属粒子インク中、樹脂の含有量は、金属粒子インクの全質量に対して、0.1~5質量%が好ましい。
金属粒子インクは、樹脂を含んでいてもよい。
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。
金属粒子インク中、樹脂の含有量は、金属粒子インクの全質量に対して、0.1~5質量%が好ましい。
(増粘剤)
金属粒子インクは、増粘剤を含んでいてもよい。
増粘剤としては、例えば、クレイ、ベントナイト及び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及び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;キサンタンガム及びグアーガム等の多糖類;が挙げられる。
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質量に対して、0.1~5質量%が好ましい。
金属粒子インクは、増粘剤を含んでいてもよい。
増粘剤としては、例えば、クレイ、ベントナイト及び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及び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;キサンタンガム及びグアーガム等の多糖類;が挙げられる。
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質量に対して、0.1~5質量%が好ましい。
(界面活性剤)
金属粒子インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。
金属粒子インクが界面活性剤を含む場合、均一な第2塗膜が形成されやすい。
金属粒子インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。
金属粒子インクが界面活性剤を含む場合、均一な第2塗膜が形成されやすい。
界面活性剤としては、例えば、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が挙げられ、少量の含有量で表面張力を調整できる点で、フッ素系界面活性剤が好ましい。また、界面活性剤としては、沸点250℃超の化合物が好ましい。
(金属粒子インクの物性)
金属粒子インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属粒子インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属粒子インクの粘度は、1~100mPa・sが好ましく、2~50mPa・sがより好ましく、3~30mPa・sが更に好ましい。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
金属粒子インクの表面張力は、20~45mN/mが好ましく、25~40mN/mがより好ましい。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
-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、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好ましい。湿式還元法による金属粒子の製造方法は、例えば、特開2017-037761号公報及び国際公開第2014-057633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、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好ましい。湿式還元法による金属粒子の製造方法は、例えば、特開2017-037761号公報及び国際公開第2014-057633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種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、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導電インクである。
金属錯体インクは、例えば、金属錯体が溶媒中に溶解した導電インクである。
(金属錯体)
金属錯体インクは、金属錯体を含む。
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、導電性の点で、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
金属錯体インクは、金属錯体を含む。
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、導電性の点で、銀、金、白金、ニッケル、パラジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
金属錯体インク中、金属の含有量は、金属錯体インクの全質量に対して、金属元素換算で1~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましく、7~20質量%が更に好ましい。
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。撹拌方法は特に制限されず、撹拌子、撹拌翼又はミキサーを用いて撹拌させる方法及び超音波を加える方法等の公知の方法から適宜選択できる。
金属塩としては、例えば、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。なお、塩は、2種以上を組み合わせてもよい。
錯化剤としては、例えば、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、導電性及び金属錯体の安定性の点で、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から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から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。
上記アミンとしては、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。
分岐鎖状の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2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3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及びテトラエチレンペンタミンが挙げられる。
上記アミンとしては、アルキルアミンが好ましく、炭素数3~10のアルキルアミンがより好ましく、炭素数4~10の第1級アルキルアミンが更に好ましい。
金属塩とアミンとを反応させる際、金属塩の物質量に対するアミンの物質量の比(アミンの物質量/金属塩の物質量)は、1~15が好ましく、1.5~6がより好ましい。上記比率が上記範囲内である場合、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、例えば、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、例えば、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、例えば、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、金属塩の物質量に対する、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物質量の比(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物質量/金属塩の物質量)は、0.01~1が好ましく、0.05~0.6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。
上記カルボン酸としては、炭素数8~20のカルボン酸が好ましく、炭素数10~16のカルボン酸がより好ましい。
上記カルボン酸としては、炭素数8~20のカルボン酸が好ましく、炭素数10~16のカルボン酸がより好ましい。
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質量に対して、10~90質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。金属錯体の含有量が金属錯体インクの全質量に対して10質量%以上である場合、表面抵抗率がより低下する。金属錯体の含有量が金属錯体インクの全質量に対して90質量%以下である場合、金属錯体インクの吐出安定性がより向上する。
(溶媒)
金属錯体インクは、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒は、金属錯体インクに含まれる金属錯体等の各種成分を溶解できれば、特に制限されない。
溶媒の沸点は、製造容易性の点で、30~300℃が好ましく、50~200℃がより好ましく、50~150℃が更に好ましい。
金属錯体インクは、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒は、金属錯体インクに含まれる金属錯体等の各種成分を溶解できれば、特に制限されない。
溶媒の沸点は、製造容易性の点で、30~300℃が好ましく、50~200℃がより好ましく、50~150℃が更に好ましい。
溶媒は、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、0.01~3.6mmol/gになるように金属錯体インク中に含まれることが好ましく、0.05~2mmol/gになるように金属錯体インク中に含まれ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場合、金属錯体インクが流動性に優れ、かつ、優れた導電性が発揮される。
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、チオール、チオエーテル、ホスフィン及び水が挙げられ、芳香族炭化水素が好ましい。
炭化水素は、炭素数6~20の直鎖状又は分岐鎖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。
脂環構造を有する炭化水素は、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、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が挙げられる。
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、トリメチルベンゼン及びテトラリンが挙げられる。
エーテルは、直鎖状、分岐鎖状及び環状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。
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。
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。
(還元剤)
金属錯体インクは、還元剤を含んでいてもよい。
金属錯体インクが還元剤を含む場合、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、還元剤を含んでいてもよい。
金属錯体インクが還元剤を含む場合、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。
金属錯体インク中、還元剤の含有量は、金属錯体インクの全質量に対して、0.1~20質量%が好ましく、0.3~10質量%がより好ましく、1~5質量%が更に好ましい。
(樹脂)
金属錯体インクは、樹脂を含んでいてもよい。
金属錯体インクが樹脂を含む場合、金属錯体インクの基材及び絶縁層への密着性が向上する。
金属錯体インクは、樹脂を含んでいてもよい。
金属錯体インクが樹脂を含む場合、金属錯体インクの基材及び絶縁層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。
金属錯体インク中、樹脂の含有量は、金属錯体インクの全質量に対して、0.1~5質量%が好ましい。
(添加剤)
金属錯体インクは、被覆性又は電磁波シールド性を損なわない範囲で、更に、添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、例えば、無機塩、有機塩及び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、並びに、シランカップリング剤が挙げられる。
金属錯体インク中、添加剤の含有量は、金属錯体インクの全質量に対して、20質量%以下が好ましい。下限は、金属錯体インクの全質量に対して、0質量%以上であってもよい。
金属錯体インクは、被覆性又は電磁波シールド性を損なわない範囲で、更に、添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、例えば、無機塩、有機塩及び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、並びに、シランカップリング剤が挙げられる。
金属錯体インク中、添加剤の含有量は、金属錯体インクの全質量に対して、20質量%以下が好ましい。下限は、金属錯体インクの全質量に対して、0質量%以上であってもよい。
(金属錯体インクの物性)
金属錯体インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属錯体インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属錯体インクの粘度は、1~100mPa・sが好ましく、2~50mPa・sがより好ましく、3~30mPa・sが更に好ましい。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
金属錯体インクの表面張力は、20~45mN/mが好ましく、25~35mN/mがより好ましい。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
<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導電インクである。
金属塩インクは、上記錯化剤を含まないことが好ましい。
金属塩インクは、例えば、金属塩が溶媒中に溶解した導電インクである。
金属塩インクは、上記錯化剤を含まないことが好ましい。
(金属塩)
金属塩インクは、金属塩を含む。
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、導電性の点で、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から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
金属塩インクは、金属塩を含む。
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、導電性の点で、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から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、銀及び銅の少なくとも一方を含むことがより好ましく、銀を含むことが更に好ましい。
金属塩インク中、金属の含有量は、金属塩インクの全質量に対して、金属元素換算で1~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましく、7~20質量%が更に好ましい。
金属塩インク中、金属塩の含有量は、金属塩インクの全質量に対して、10~90質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。金属塩の含有量が10質量%以上である場合、表面抵抗率がより低下する。金属塩の含有量が90質量%以下である場合、金属塩インクをノズルから吐出する場合に、吐出安定性がより向上する。
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点で、金属カルボン酸塩であることが好ましい。
金属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から選択される少なくとも1種が好ましく、炭素数8~20のカルボン酸がより好ましく、炭素数8~20の脂肪酸が更に好ましい。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。
金属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から選択される少なくとも1種が好ましく、炭素数8~20のカルボン酸がより好ましく、炭素数8~20の脂肪酸が更に好ましい。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。
直鎖状の脂肪酸としては、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。
分岐鎖状の脂肪酸としては、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。
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、酢酸銀等)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。
(添加剤)
金属塩インクは、溶媒、還元剤及び樹脂等の添加剤を含んでいてもよい。
溶媒、還元剤及び樹脂の好適態様は、それぞれ金属錯体インクに含まれ得る各種成分と同じである。
金属塩インクは、溶媒、還元剤及び樹脂等の添加剤を含んでいてもよい。
溶媒、還元剤及び樹脂の好適態様は、それぞれ金属錯体インクに含まれ得る各種成分と同じである。
(金属塩インクの物性)
金属塩インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属塩インクのpH(水素イオン濃度)は、吐出安定性の点で、7~10が好ましく、7.5~9.5がより好ましい。
上記pHは、絶縁インクのpHと同様の方法で測定できる。
金属塩インクの粘度は、1~100mPa・sが好ましく、2~50mPa・sがより好ましく、3~30mPa・sが更に好ましい。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
上記粘度は、絶縁インクの粘度と同様の方法で測定できる。
金属塩インクの表面張力は、20~45mN/mが好ましく、25~35mN/mがより好ましい。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
上記表面張力は、絶縁インクの表面張力と同様の方法で測定できる。
以下、積層体の製造方法における各工程について、詳述する。
[第1塗膜形成工程]
第1塗膜形成工程は、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程である。
上記絶縁インクについては、上述したとおりである。
第1塗膜形成工程は、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程である。
上記絶縁インクについては、上述したとおりである。
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)、並びに、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、特開昭54-059936号公報に記載の方法が好ましく、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がより好ましい。
また、インクジェット記録方式としては、例えば、特開2003-306623号公報の段落0093~0105に記載の方法も挙げられる。
また、インクジェット記録方式としては、例えば、特開2003-306623号公報の段落0093~0105に記載の方法も挙げられる。
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、例えば、短尺のシリアルヘッドを用いて上記ヘッドを基材の幅方向に走査させながら記録を行うシャトル方式及び基材の少なくとも1辺の全域に対応して記録素子が配列されるラインヘッドを用いるライン方式が挙げられる。
上記ライン方式は、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できるため、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ため、シャトル方式に比べて形成速度の高速化が可能である。
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ため、シャトル方式に比べて形成速度の高速化が可能である。
インクジェット記録方式を用いて絶縁インクを付与するインクジェット記録装置としては、例えば、DMP-2850(FUJIFILM DIMATIX社製)が挙げられる。
インクジェットヘッドのノズルから吐出される絶縁インクの打滴量は、1ドット当たり、1~100pL(ピコリットル)が好ましく、3~80pLがより好ましく、3~20pLが更に好ましい。
絶縁インクを付与する際の基材の温度は、20~80℃が好ましく、40~80℃がより好ましい。上記基材の温度が20~80℃である場合、熱による基材の変形等を抑制しつつ、絶縁インクの乾燥が促進できる。
第1塗膜形成工程により得られる第1塗膜は、半硬化状態である。
半硬化状態とは、未硬化状態の塗膜に光照射処理及び焼成処理等の硬化処理を施した後の状態であって、その状態に更に光照射処理及び焼成処理等の硬化処理を施した際に塗膜の硬化が更に進行し得る状態を意味する。
言い換えると、半硬化状態の第1塗膜は、基材上に絶縁インクが付与されて形成された塗膜に対して硬化処理を施して、絶縁インクに含まれる硬化成分の一部のみを硬化させた状態の塗膜であり、後述する硬化工程によって更に未反応の硬化成分が硬化し得る。つまり、半硬化状態の第1塗膜は、絶縁インクから形成される塗膜を完全に硬化した状態ではなく、未硬化の状態を含む。
半硬化状態の第1塗膜上に第2塗膜を更に形成することで、最終的に得られる積層体における絶縁層と導電層との密着性に優れる。
半硬化状態とは、未硬化状態の塗膜に光照射処理及び焼成処理等の硬化処理を施した後の状態であって、その状態に更に光照射処理及び焼成処理等の硬化処理を施した際に塗膜の硬化が更に進行し得る状態を意味する。
言い換えると、半硬化状態の第1塗膜は、基材上に絶縁インクが付与されて形成された塗膜に対して硬化処理を施して、絶縁インクに含まれる硬化成分の一部のみを硬化させた状態の塗膜であり、後述する硬化工程によって更に未反応の硬化成分が硬化し得る。つまり、半硬化状態の第1塗膜は、絶縁インクから形成される塗膜を完全に硬化した状態ではなく、未硬化の状態を含む。
半硬化状態の第1塗膜上に第2塗膜を更に形成することで、最終的に得られる積層体における絶縁層と導電層との密着性に優れる。
<基材>
インクジェットヘッドのノズルから吐出された絶縁インクは、基材上に付与される。
インクジェットヘッドのノズルから吐出された絶縁インクは、基材上に付与される。
基材の材質としては、例えば、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、フッ素樹脂及び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、無アルカリガラス及び酸化インジウムスズ(ITO)等の無機材料;原紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、レジンコート紙及び合成紙等の紙類;が挙げられる。
基材は、絶縁性及び密着性の点で、材質がガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂である基材が好ましく、ガラスエポキシ樹脂基材がより好ましい。
基材は、1又は2層以上であってもよい。基材が2層以上である場合、複数の層の材質は、同一又は異なっていてもよい。
基材は、絶縁性及び密着性の点で、材質がガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂である基材が好ましく、ガラスエポキシ樹脂基材がより好ましい。
基材は、1又は2層以上であってもよい。基材が2層以上である場合、複数の層の材質は、同一又は異なっていてもよい。
基材の形態としては、シート状又はフィルム状が好ましい。
基材の厚さは、20~2000μmが好ましい。基材の厚さが20μm以上である場合、第1塗膜等を安定的に保持でき、積層体の取扱性も良好となる。
基材の厚さは、20~2000μmが好ましい。基材の厚さが20μm以上である場合、第1塗膜等を安定的に保持でき、積層体の取扱性も良好となる。
基材は、インク受容層を有していてもよい。
インク受容層の厚さは、1~20μmが好ましい。インク受容層の厚さが1~20μmである場合、インク受容層をより安定的に保持でき、絶縁インクの濡れ広がりの均質性が向上し、第1塗膜等の品質がより向上する。
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を意味する。
インク受容層の厚さは、1~20μmが好ましい。インク受容層の厚さが1~20μmである場合、インク受容層をより安定的に保持でき、絶縁インクの濡れ広がりの均質性が向上し、第1塗膜等の品質がより向上する。
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を意味する。
絶縁インクを基材に付与させる前に、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、プライマー処理及び粗化処理等の公知の方法が挙げられる。
基材は、電子基板であってもよい。電子基板上に後述する絶縁層及び後述する導電層を配置した場合には、導電層は、いわゆる電磁波シールドとして機能する。そのため、電子基板上に絶縁層及び導電層を配置する場合には、電子基板に含まれ得る電子部品を覆うように絶縁層及び導電層を配置することが好ましい。
電子基板は、配線基板と、配線基板上に配置される電子部品とを有することが好ましい。
配線基板とは、基板上及び基板内部の少なくとも一方に配線が施されたものをいう。
配線基板を構成する基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、ポリイミド基板及びポリエチレンテレフタレート基板が挙げられる。基板は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。
配線基板に設けられている配線は、銅配線であることが好ましい。例えば、配線の一端は、外部電源に接続され、他端は電子部品の端子に接続されている。
電子部品としては、例えば、半導体チップ、コンデンサ及びトランジスタが挙げられる。
電子基板としては、例えば、フレキシブルプリント基板、リジッドプリント基板及びリジッドフレキシルブル基板が挙げられる。
電子基板は、配線基板と、配線基板上に配置される電子部品とを有することが好ましい。
配線基板とは、基板上及び基板内部の少なくとも一方に配線が施されたものをいう。
配線基板を構成する基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、ポリイミド基板及びポリエチレンテレフタレート基板が挙げられる。基板は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。
配線基板に設けられている配線は、銅配線であることが好ましい。例えば、配線の一端は、外部電源に接続され、他端は電子部品の端子に接続されている。
電子部品としては、例えば、半導体チップ、コンデンサ及びトランジスタが挙げられる。
電子基板としては、例えば、フレキシブルプリント基板、リジッドプリント基板及びリジッドフレキシルブル基板が挙げられる。
第1塗膜形成工程は、インクジェット記録方式を用いて基材上に絶縁インクを付与して、絶縁インク膜を形成する工程と、
絶縁インク膜に対して光照射処理して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程と、を含むことが好ましい。
上記基材、上記インクジェット記録方式及び上記絶縁インクは、上述したとおりである。
絶縁インク膜は、第1塗膜の前駆体膜である。つまり、絶縁インク膜に対して光照射処理を施すことで、半硬化状態の第1塗膜が得られる。
なお、以下、半硬化状態の第1塗膜を得るために、絶縁インク膜に対して実施される光照射処理を半硬化光照射処理ともいう。
絶縁インク膜に対して光照射処理して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程と、を含むことが好ましい。
上記基材、上記インクジェット記録方式及び上記絶縁インクは、上述したとおりである。
絶縁インク膜は、第1塗膜の前駆体膜である。つまり、絶縁インク膜に対して光照射処理を施すことで、半硬化状態の第1塗膜が得られる。
なお、以下、半硬化状態の第1塗膜を得るために、絶縁インク膜に対して実施される光照射処理を半硬化光照射処理ともいう。
半硬化光照射処理は、活性エネルギー線を照射する処理であることが好ましい。
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、紫外線が好ましい。
紫外線のピーク波長は、波長200~405nmの範囲にあることが好ましく、波長250~400nmの範囲にあることがより好ましく、波長300~400nmの範囲にあることが更に好ましい。
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、紫外線が好ましい。
紫外線のピーク波長は、波長200~405nmの範囲にあることが好ましく、波長250~400nmの範囲にあることがより好ましく、波長300~400nmの範囲にあることが更に好ましい。
活性エネルギー線を照射する光源としては、例えば、水銀ランプ、ガスレーザ、固体レーザ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外線蛍光灯、UV-LED(紫外線-発光ダイオード)及びUV-LD(紫外線-レーザダイオード)が挙げられ、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が好ましい。
活性エネルギー線の照度は、第1塗膜が半硬化状態になるように適宜調整すればよい。
具体的には、活性エネルギー線の照度は、1~20W/cm2が好ましく、10~20W/cm2がより好ましい。
具体的には、活性エネルギー線の照度は、1~20W/cm2が好ましく、10~20W/cm2がより好ましい。
半硬化光照射処理における露光時間及び露光量は、第1塗膜が半硬化状態になるように適宜調整すればよい。
半硬化光照射処理における露光時間は、0.1秒間以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、0.5秒間以上がより好ましい。上限は、30秒間以下であってもよく、10秒間以下が好ましい。
半硬化光照射処理における露光量は、1J/cm2以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、5J/cm2以上がより好ましい。上限は、1kJ/cm2以下であってもよい。
半硬化光照射処理における露光時間は、0.1秒間以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、0.5秒間以上がより好ましい。上限は、30秒間以下であってもよく、10秒間以下が好ましい。
半硬化光照射処理における露光量は、1J/cm2以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、5J/cm2以上がより好ましい。上限は、1kJ/cm2以下であってもよい。
半硬化光照射処理の前若しくは半硬化光照射処理の後に、加熱処理を実施してもよい。
加熱処理の各種条件は、第1塗膜形成工程で得られる第1塗膜が半硬化状態であれば、特に制限されない。具体的には、加熱処理の加熱温度は、20~80℃が好ましい。
加熱処理の各種条件は、第1塗膜形成工程で得られる第1塗膜が半硬化状態であれば、特に制限されない。具体的には、加熱処理の加熱温度は、20~80℃が好ましい。
第1塗膜形成工程は、1又は2回以上実施してもよい。
第1塗膜形成工程を2回以上実施する場合、各回の第1塗膜形成工程の条件は、同一又は異なっていてもよい。第1塗膜形成工程を2回以上実施する場合、所望の厚さの第1塗膜(最終的には所望の厚さの絶縁層)を形成しやすい点で、第1塗膜上に、更に第1塗膜を積層することが好ましい。
第1塗膜形成工程を2回以上実施する場合、各回の第1塗膜形成工程の条件は、同一又は異なっていてもよい。第1塗膜形成工程を2回以上実施する場合、所望の厚さの第1塗膜(最終的には所望の厚さの絶縁層)を形成しやすい点で、第1塗膜上に、更に第1塗膜を積層することが好ましい。
第1塗膜形成工程における絶縁インクが付与された時点から半硬化光照射処理における光照射処理を開始する時点までの時間は、1秒間以内が好ましい。下限は、特に限定されないが、1マイクロ秒間以内であってもよい。上記時間が1秒間以内である場合、絶縁インクの拡がりが抑制され、厚みのある膜を形成しやすい。
「第1塗膜形成工程における絶縁インクが付与された時点」とは、絶縁インクの全てのインク滴が被付与物(例えば、基板及び絶縁インク膜等)に着弾した時点を意味する。
「半硬化光照射処理における光照射処理を開始する時点」とは、絶縁インク膜に対して光照射する時点を意味する。
「第1塗膜形成工程における絶縁インクが付与された時点」とは、絶縁インクの全てのインク滴が被付与物(例えば、基板及び絶縁インク膜等)に着弾した時点を意味する。
「半硬化光照射処理における光照射処理を開始する時点」とは、絶縁インク膜に対して光照射する時点を意味する。
[第2塗膜形成工程]
第2塗膜形成工程は、インクジェット記録方式を用いて半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する工程である。
第2塗膜形成工程によって、基材、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜をこの順で有する積層体が得られる。
第2塗膜形成工程は、インクジェット記録方式を用いて半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する工程である。
第2塗膜形成工程によって、基材、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜をこの順で有する積層体が得られる。
導電インクを付与するインクジェット記録方式としては、例えば、上述した第1塗膜形成工程におけるインクジェット記録方式が挙げられる。
導電インクを付与する際の基材の温度は、20~80℃が好ましく、40~80℃がより好ましい。上記基材の温度が20~80℃である場合、熱による基材の変形等を抑制しつつ、導電インクの乾燥が促進できる。
第2塗膜形成工程は、1又は2回以上実施してもよい。
第2塗膜形成工程を2回以上実施する場合、各回の第2塗膜形成工程の条件は、同一又は異なっていてもよい。第2塗膜形成工程を2回以上実施する場合、所望の厚さの第2塗膜(最終的には所望の厚さの絶縁層)を形成しやすい点で、第2塗膜上に、更に第2塗膜を積層することが好ましい。
第2塗膜形成工程を2回以上実施する場合、各回の第2塗膜形成工程の条件は、同一又は異なっていてもよい。第2塗膜形成工程を2回以上実施する場合、所望の厚さの第2塗膜(最終的には所望の厚さの絶縁層)を形成しやすい点で、第2塗膜上に、更に第2塗膜を積層することが好ましい。
[硬化工程]
硬化工程は、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成し、上記硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す工程である。
つまり、硬化工程は、第2塗膜形成工程後の半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜を、焼成処理後、更に光照射処理を施し、それぞれ塗膜を硬化させて絶縁層及び導電層を形成する工程である。
硬化工程は、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成し、上記硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す工程である。
つまり、硬化工程は、第2塗膜形成工程後の半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜を、焼成処理後、更に光照射処理を施し、それぞれ塗膜を硬化させて絶縁層及び導電層を形成する工程である。
<焼成処理>
焼成処理は、第1塗膜及び/又は第2塗膜を硬化させて導電層及び絶縁層を形成する工程である。
焼成処理は、第1塗膜及び/又は第2塗膜を硬化させて導電層及び絶縁層を形成する工程である。
焼成温度は、80℃超250℃以下が好ましく、100℃以上200℃未満がより好ましく、130℃以上200℃未満が更に好ましい。
焼成時間は、1~120分間が好ましく、1~60分間がより好ましい。
焼成温度及び焼成時間が上記範囲である場合、熱による基材変形等を抑制しつつ、導電インクを焼成できる。
焼成時間は、1~120分間が好ましく、1~60分間がより好ましい。
焼成温度及び焼成時間が上記範囲である場合、熱による基材変形等を抑制しつつ、導電インクを焼成できる。
導電インクを基材に付与させる前に、基材を予め加温しておいてもよい。導電インクを付与する際の基材の温度は、20~80℃が好ましく、40~80℃がより好ましい。
焼成方法としては、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。
<光照射処理>
光照射処理は、硬化工程における焼成処理後に、更に施す処理であり、導電層の表面粗さを小さくできる。
光照射処理は、硬化工程における焼成処理後に、更に施す処理であり、導電層の表面粗さを小さくできる。
光照射処理は、活性エネルギー線を照射する処理であることが好ましい。
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、紫外線が好ましい。
紫外線のピーク波長は、波長200~405nmの範囲にあることが好ましく、波長250~400nmの範囲にあることがより好ましく、波長300~400nmの範囲にあることが更に好ましい。
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、紫外線が好ましい。
紫外線のピーク波長は、波長200~405nmの範囲にあることが好ましく、波長250~400nmの範囲にあることがより好ましく、波長300~400nmの範囲にあることが更に好ましい。
活性エネルギー線を照射する光源としては、例えば、半硬化光照射処理における活性エネルギー線を照射する光源が挙げられる。
活性エネルギー線の照度は、10W/cm2以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、13W/cm2以上がより好ましく、20W/cm2以上が更に好ましい。上限は、30W/cm2以下であってもよい。
半硬化光照射処理における活性エネルギー線の照度に対する、光照射処理における活性エネルギー線の照度の比(光照射処理における活性エネルギー線の照度/半硬化光照射処理における活性エネルギー線の照度)は、1.0以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、1.5以上が更に好ましい。上限は、特に制限されないが、3.0以下であってもよい。
半硬化光照射処理における活性エネルギー線の照度に対する、光照射処理における活性エネルギー線の照度の比(光照射処理における活性エネルギー線の照度/半硬化光照射処理における活性エネルギー線の照度)は、1.0以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、1.5以上が更に好ましい。上限は、特に制限されないが、3.0以下であってもよい。
光照射処理における露光時間は、0.1秒間以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、0.5秒間以上がより好ましい。上限は、30秒間以下であってもよく、10秒間以下が好ましい。
光照射処理における露光量は、1J/cm2以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、5J/cm2以上がより好ましい。上限は、1kJ/cm2以下であってもよい。
光照射処理における露光量は、1J/cm2以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、5J/cm2以上がより好ましい。上限は、1kJ/cm2以下であってもよい。
絶縁層の厚さは、適宜調整できる。
具体的には、絶縁層の厚さは、0.1~1000μmが好ましく、10~500μmがより好ましい。
上記絶縁層の厚さは、触診式の段差計を用いて、絶縁層の厚さに相当する基材と絶縁層の段差を測定し、測定した10点の長さの算術平均値である。
具体的には、絶縁層の厚さは、0.1~1000μmが好ましく、10~500μmがより好ましい。
上記絶縁層の厚さは、触診式の段差計を用いて、絶縁層の厚さに相当する基材と絶縁層の段差を測定し、測定した10点の長さの算術平均値である。
絶縁層の体積抵抗率は、1010Ωcm以上であり、1012Ω・cm以上が好ましい。上限は、特に限定されないが、1016Ω・cm以下であってもよい。
絶縁層の体積抵抗率は、高抵抗抵抗率計で測定できる。
絶縁層の体積抵抗率は、高抵抗抵抗率計で測定できる。
導電層の厚さは、適宜調整できる。
具体的には、導電層の厚さは、0.1~100μmが好ましく、1~50μmがより好ましい。
上記導電層の厚さは、絶縁層と同様の方法で測定できる。
具体的には、導電層の厚さは、0.1~100μmが好ましく、1~50μmがより好ましい。
上記導電層の厚さは、絶縁層と同様の方法で測定できる。
導電層の体積抵抗率は、108Ωcm未満であり、100Ωcm以下が好ましい。下限は、特に制限されないが、10―8Ωcm以上であってもよい。
上記導電層の体積抵抗率は、低抵抗抵抗率計で測定できる。
上記導電層の体積抵抗率は、低抵抗抵抗率計で測定できる。
〔積層体〕
上述した積層体の製造方法で製造された積層体は、基材と、絶縁層と、導電層とを有する。
上記基材、上記絶縁層及び上記導電層は、上述したとおりである。
上記絶縁層は、第1塗膜に含まれる各種成分、それらの硬化物及びそれらの分解物を含み、溶媒を含まないことが好ましい。上記導電層は、第2塗膜に含まれる各種成分、それらの硬化物及びそれらの分解物を含み、溶媒を含まないことが好ましい。
上記導電層は、銀金属からなることが好ましい。
上述した積層体の製造方法で製造された積層体は、基材と、絶縁層と、導電層とを有する。
上記基材、上記絶縁層及び上記導電層は、上述したとおりである。
上記絶縁層は、第1塗膜に含まれる各種成分、それらの硬化物及びそれらの分解物を含み、溶媒を含まないことが好ましい。上記導電層は、第2塗膜に含まれる各種成分、それらの硬化物及びそれらの分解物を含み、溶媒を含まないことが好ましい。
上記導電層は、銀金属からなることが好ましい。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明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。
〔各種インクの調製〕
[導電インク]
(1)導電インクA1
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(30g)及びテルピネオール(30g)を加え、撹拌して銀塩を含む溶液を得た。得られた溶液を、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を用いてろ過し、導電インクA1を得た。
[導電インク]
(1)導電インクA1
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(30g)及びテルピネオール(30g)を加え、撹拌して銀塩を含む溶液を得た。得られた溶液を、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を用いてろ過し、導電インクA1を得た。
(2)導電インクA2
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀(30g)を加えた。次に、テルピネオール(30g)及びキシレン(40g)を加え、撹拌して銀塩を含む溶液を得た。得られた溶液を、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を用いてろ過し、導電インクA2を得た。
200mLの3口フラスコに、ネオデカン酸銀(30g)を加えた。次に、テルピネオール(30g)及びキシレン(40g)を加え、撹拌して銀塩を含む溶液を得た。得られた溶液を、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を用いてろ過し、導電インクA2を得た。
[絶縁インク]
表1に示す各種成分及び含有量で混合物を調製し、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分間撹拌して絶縁インクB1~B3を得た。
なお、表中の各種成分の含有量(表中の各種成分の数値)は、質量部である。
表1に示す各種成分及び含有量で混合物を調製し、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分間撹拌して絶縁インクB1~B3を得た。
なお、表中の各種成分の含有量(表中の各種成分の数値)は、質量部である。
<重合性モノマー>
・NVC:N-ビニル-ε-カプロラクタム(富士フイルム和光純薬社製)
・TBCHA:4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート(東京化成工業株社製)
・IBOA:イソボルニルアクリレート(製品名「SR506D」、サートマー社製)
・TCDDMDA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名「SR833S」、サートマー社製)
・HDDA:1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(製品名「SR238」、サートマー社製)
・3MPDDA:3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート(製品名「SR341」、サートマー社製)
・EOTMPTA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(製品名「SpeedCure7010-L」に含まれる50質量%分、Lambson社製)
なお、上記表中のEOTMPTAの含有量は、トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート自体(固形分濃度100質量%相当)の含有量であり、SpeedCure7010-Lの含有量ではない。
・NVC:N-ビニル-ε-カプロラクタム(富士フイルム和光純薬社製)
・TBCHA:4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート(東京化成工業株社製)
・IBOA:イソボルニルアクリレート(製品名「SR506D」、サートマー社製)
・TCDDMDA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名「SR833S」、サートマー社製)
・HDDA:1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(製品名「SR238」、サートマー社製)
・3MPDDA:3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート(製品名「SR341」、サートマー社製)
・EOTMPTA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(製品名「SpeedCure7010-L」に含まれる50質量%分、Lambson社製)
なお、上記表中のEOTMPTAの含有量は、トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート自体(固形分濃度100質量%相当)の含有量であり、SpeedCure7010-Lの含有量ではない。
<連鎖移動剤>
・PEMB: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)(製品名「カレンズMT PE1」、昭和電工社製)
・PEMB: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)(製品名「カレンズMT PE1」、昭和電工社製)
<重合開始剤>
・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)
・ITX:2-イソプロピルチオキサントン(製品名「SPEEDCURE ITX」、LAMBSON社製)
・7010:1,3-ジ({α-[1-クロロ-9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イル)オキシ]アセチルポリ[オキシ(1-メチルエチレン)]}オキシ)-2,2-ビス({α-[1-メチルエチレン)]}オキシメチル)プロパン(製品名「SpeedCure7010-L」に含まれる50質量%分、Lambson社製)
なお、上記表中の7010の含有量は、1,3-ジ({α-[1-クロロ-9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イル)オキシ]アセチルポリ[オキシ(1-メチルエチレン)]}オキシ)-2,2-ビス({α-[1-メチルエチレン)]}オキシメチル)プロパン自体(固形分濃度100質量%相当)の含有量であり、SpeedCure7010-Lの含有量ではない。
・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)
・ITX:2-イソプロピルチオキサントン(製品名「SPEEDCURE ITX」、LAMBSON社製)
・7010:1,3-ジ({α-[1-クロロ-9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イル)オキシ]アセチルポリ[オキシ(1-メチルエチレン)]}オキシ)-2,2-ビス({α-[1-メチルエチレン)]}オキシメチル)プロパン(製品名「SpeedCure7010-L」に含まれる50質量%分、Lambson社製)
なお、上記表中の7010の含有量は、1,3-ジ({α-[1-クロロ-9-オキソ-9H-チオキサンテン-4-イル)オキシ]アセチルポリ[オキシ(1-メチルエチレン)]}オキシ)-2,2-ビス({α-[1-メチルエチレン)]}オキシメチル)プロパン自体(固形分濃度100質量%相当)の含有量であり、SpeedCure7010-Lの含有量ではない。
<重合禁止剤>
・MEHQ:p-メトキシフェノール
・MEHQ:p-メトキシフェノール
〔実施例1〕
[第1塗膜形成工程]
得られた絶縁インクB1を、インクジェット記録装置(製品名「DMP-2850」、FUJIFILM DIMATIX社製)のインクカートリッジ(10ピコリットル用)に充填した。画像記録条件は、解像度を2540dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10ピコリットルとした。
まず、5×10cmのガラスエポキシ樹脂の基材上に、上記インクジェット記録装置を用いて絶縁インクB1を付与して絶縁インク膜を形成し、上記膜に対して波長365nmの光を1.5秒間照射して半硬化光照射処理を実施した。そして、基材上に半硬化状態の第1塗膜を形成した第1塗膜付き基材を得た。
半硬化光照射処理における波長365nmの光の照射は、インクジェットヘッドの横に設置した、小型UV照射装置(UV-LED、GS Yuasa International LTD社製)を用いて行った。半硬化光照射処理における波長365nmの光の照度は、12W/cm2とした。また、第1塗膜形成工程における絶縁インクが付与された時点から半硬化光照射処理における光照射処理を開始する時点までの時間は、0.2秒間とした。
[第1塗膜形成工程]
得られた絶縁インクB1を、インクジェット記録装置(製品名「DMP-2850」、FUJIFILM DIMATIX社製)のインクカートリッジ(10ピコリットル用)に充填した。画像記録条件は、解像度を2540dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10ピコリットルとした。
まず、5×10cmのガラスエポキシ樹脂の基材上に、上記インクジェット記録装置を用いて絶縁インクB1を付与して絶縁インク膜を形成し、上記膜に対して波長365nmの光を1.5秒間照射して半硬化光照射処理を実施した。そして、基材上に半硬化状態の第1塗膜を形成した第1塗膜付き基材を得た。
半硬化光照射処理における波長365nmの光の照射は、インクジェットヘッドの横に設置した、小型UV照射装置(UV-LED、GS Yuasa International LTD社製)を用いて行った。半硬化光照射処理における波長365nmの光の照度は、12W/cm2とした。また、第1塗膜形成工程における絶縁インクが付与された時点から半硬化光照射処理における光照射処理を開始する時点までの時間は、0.2秒間とした。
[第2塗膜形成工程]
得られた導電インクA1を、インクジェット記録装置(製品名「DMP-2850」、FUJIFILM DIMATIX社製)のインクカートリッジ(10ピコリットル用)に充填した。画像記録条件は、解像度を1270dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10ピコリットルとした。得られた第1塗膜付き基材の露出した第1塗膜上に、上記インクジェット記録装置を用いて導電インクA1を付与し、基材、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜をこの順で有する積層体を得た。
得られた導電インクA1を、インクジェット記録装置(製品名「DMP-2850」、FUJIFILM DIMATIX社製)のインクカートリッジ(10ピコリットル用)に充填した。画像記録条件は、解像度を1270dpi(dots per inch)、打滴量を1ドット当たり10ピコリットルとした。得られた第1塗膜付き基材の露出した第1塗膜上に、上記インクジェット記録装置を用いて導電インクA1を付与し、基材、半硬化状態の第1塗膜及び第2塗膜をこの順で有する積層体を得た。
[硬化工程]
得られた積層体を、表2に示す条件で、オーブンを用いて焼成処理を行った。その後、半硬化光照射処理と同様の装置を用いて表2に示す条件の光を1.5秒間照射して光照射処理を施して、実施例1の積層体を得た。
得られた積層体を、表2に示す条件で、オーブンを用いて焼成処理を行った。その後、半硬化光照射処理と同様の装置を用いて表2に示す条件の光を1.5秒間照射して光照射処理を施して、実施例1の積層体を得た。
実施例1以外の積層体は、表に示すとおり、所定量の各種成分を含む絶縁インク及び導電インクを調製し、所定の条件で絶縁インク及び導電インクを付与して焼成処理及び/又は光照射処理を行うことで、各実施例及び各比較例の積層体を得た。
〔評価〕
[密着性]
各実施例及び各比較例の積層体を作製した後、25℃で1時間放置した。1時間経過後、各実施例及び各比較例の積層体の露出した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、テープ片を導電層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、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各実施例及び各比較例の積層体の露出した導電層上に重ね、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、60°に近い角度で0.5~1.0秒間で剥離した。
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。下記評価基準に従って絶縁層と導電層との密着性を評価した。
A: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。
B:テープ片に若干の付着物が認められ、導電層の剥がれが認められないか、又は、テープ片に付着物が認められず、導電層の若干の剥がれが認められたが、許容範囲内である。
C: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、許容範囲外である。
[密着性]
各実施例及び各比較例の積層体を作製した後、25℃で1時間放置した。1時間経過後、各実施例及び各比較例の積層体の露出した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、テープ片を導電層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、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各実施例及び各比較例の積層体の露出した導電層上に重ね、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、60°に近い角度で0.5~1.0秒間で剥離した。
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。下記評価基準に従って絶縁層と導電層との密着性を評価した。
A: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。
B:テープ片に若干の付着物が認められ、導電層の剥がれが認められないか、又は、テープ片に付着物が認められず、導電層の若干の剥がれが認められたが、許容範囲内である。
C: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、許容範囲外である。
[表面粗さ]
レーザ顕微鏡(VK―X3000、キーエンス社製)を用いて、各積層体の露出した導電層表面の表面粗さを測定し、以下の評価基準に従って、表面粗さを評価した。
A:算術平均粗さRaが、5μm未満
B:算術平均粗さRaが、5μm以上10μm未満
C:算術平均粗さRaが、10μm以上20μm未満
D:算術平均粗さRaが、20μm以上
レーザ顕微鏡(VK―X3000、キーエンス社製)を用いて、各積層体の露出した導電層表面の表面粗さを測定し、以下の評価基準に従って、表面粗さを評価した。
A:算術平均粗さRaが、5μm未満
B:算術平均粗さRaが、5μm以上10μm未満
C:算術平均粗さRaが、10μm以上20μm未満
D:算術平均粗さRaが、20μm以上
[表面抵抗]
低抵抗抵抗率計(ロレスタ-GX MCP-T700 三菱ケミカル社製)及び四探針法用プローブを用いて、各積層体が有する導電層表面の4か所の表面抵抗を測定してその平均値をとり、以下の評価基準に従って表面抵抗を評価した。
A:表面抵抗が、100mΩ/□未満
B:表面抵抗が、100Ω/□以上300mΩ/□未満
C:表面抵抗が、300mΩ/□以上1000mΩ/□未満
D:表面抵抗が、1000mΩ/□以上
低抵抗抵抗率計(ロレスタ-GX MCP-T700 三菱ケミカル社製)及び四探針法用プローブを用いて、各積層体が有する導電層表面の4か所の表面抵抗を測定してその平均値をとり、以下の評価基準に従って表面抵抗を評価した。
A:表面抵抗が、100mΩ/□未満
B:表面抵抗が、100Ω/□以上300mΩ/□未満
C:表面抵抗が、300mΩ/□以上1000mΩ/□未満
D:表面抵抗が、1000mΩ/□以上
以下の表に、各実施例及び各比較例の構成、製造方法及び評価結果を示す。
表中、各記載は以下を示す。
「半硬化状態」の欄は、第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜が半硬化状態であった場合は「A」とし、半硬化状態ではなかった場合は「B」とした。
つまり、実施例1~7及び比較例2~3の積層体の製造方法において、上記第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜は、いずれも半硬化状態であった。また、比較例1の積層体の製造方法において、上記第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜は、半硬化状態ではなく、硬化状態であった。
表中、各記載は以下を示す。
「半硬化状態」の欄は、第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜が半硬化状態であった場合は「A」とし、半硬化状態ではなかった場合は「B」とした。
つまり、実施例1~7及び比較例2~3の積層体の製造方法において、上記第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜は、いずれも半硬化状態であった。また、比較例1の積層体の製造方法において、上記第1塗膜形成工程によって得られた第1塗膜は、半硬化状態ではなく、硬化状態であった。
上記表に示す評価結果より、本発明の積層体は、密着性に優れ、表面性にも優れることが確認された。
硬化工程における光照射処理の紫外線の照度が、13W/cm2以上である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1~3)。また、硬化工程における光照射処理の紫外線の照度が、20W/cm2以上である場合、表面抵抗がより優れることが確認された(実施例1~3)。
硬化工程における焼成処理の焼成温度が、130℃以上200℃未満である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1及び3)。
硬化工程における光照射処理の紫外線の照度が、13W/cm2以上である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1~3)。また、硬化工程における光照射処理の紫外線の照度が、20W/cm2以上である場合、表面抵抗がより優れることが確認された(実施例1~3)。
硬化工程における焼成処理の焼成温度が、130℃以上200℃未満である場合、本発明の効果がより優れることが確認された(実施例1及び3)。
Claims (8)
- 基材と、絶縁層と、導電層とを有する積層体の製造方法であって、
インクジェット記録方式を用いて前記基材上に絶縁インクを付与して、半硬化状態の第1塗膜を形成する第1塗膜形成工程と、
インクジェット記録方式を用いて前記半硬化状態の第1塗膜上に導電インクを付与して、第2塗膜を形成する第2塗膜形成工程と、
前記半硬化状態の第1塗膜及び前記第2塗膜に硬化処理を施して、絶縁層及び導電層を形成する硬化工程とを有し、
前記硬化処理が、焼成処理を施した後、更に光照射処理を施す、積層体の製造方法。 - 前記焼成処理の焼成温度が、130℃以上200℃未満である、請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記光照射処理の照射する光が、紫外線である、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。
- 前記紫外線の照度が、13W/cm2以上である、請求項3に記載の積層体の製造方法。
- 前記第1塗膜形成工程が、インクジェット記録方式を用いて前記基材上に絶縁インクを付与して、絶縁インク膜を形成する工程と、
前記絶縁インク膜に対して光照射処理して、半硬化状態の第1塗膜を形成する工程と、を含む、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。 - 前記絶縁インク膜に対して実施される光照射処理で照射する光が、紫外線であり、
前記紫外線の照度が、10~20W/cm2である、請求項5に記載の積層体の製造方法。 - 前記絶縁インクが、2種以上の単官能の重合性モノマー、1種以上の多官能の重合性モノマー、及び、2種以上の重合開始剤を含む、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。
- 前記導電層が、銀金属からなる、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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