JP2004345321A - 導電性インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた導電回路を有するシート - Google Patents
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Abstract
【課題】製版の必要がなくオンデマンド生産が可能なため、で少量・多品種（他種類）の注文にも応じることもでき、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクおよびそのインクを用いた導電回路を有するシートの提供。
【解決手段】沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合した導電性インクジェットインク受容層形成用インクを用いる。このインクを用いて基材の少なくとも一方の面の所定部にインクジェットインク受容層を形成し、その上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路を形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合した導電性インクジェットインク受容層形成用インクを用いる。このインクを用いて基材の少なくとも一方の面の所定部にインクジェットインク受容層を形成し、その上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路を形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた導電回路を有するシートに関し、さらに詳しくは、導電性インクジェットインクを用いて導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクおよびそれを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）メデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩなどの微細な導電回路を作成するには、導電層が積層されたシート基材の前記導電層上にレジスト剤を用いてレジスト層を形成し、導電回路パターンを有するホトマスクを用いて光照射し、例えば導電回路パターン状に形成されたレジスト層以外の導電層を除去して導電回路を形成し、必要に応じて不要のレジスト層を除去するホトリソグラフによる方法が行われているが、ホトマスクを用いて光照射するなど多数の工程を要するので煩雑であるという問題があった。
【０００３】
一方、シート基材上にアルミニウム粉末、銀粉末などの導電性微粒子を含む導電性ペーストを印刷して導電回路を作成する方法があるが、印刷機を用いて印刷するため製版が必要であり、大量生産に適するが、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることが困難である上、導電性ペースト中の導電性微粒子同士の接触により導電性が付与されるため接触不足により導電性が不十分となる場合があるという問題があった。
【０００４】
電子写真方式で用いられるトナーないし現像剤をレジスト剤として利用して導電回路を作成する導電回路の製法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この導電回路の製法は、一旦剥離（転写）シートにトナーないし現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを形成し、この面と、導電層が積層されたシート基材の導電層が積層された面を接着剤を介して重ね合わせ、導電層面に前記導電回路形成用パターンを転写させるもので、このような電子写真方式では、剥離シート面への感光ドラムからのトナー定着の調整が難しいという問題があった。
【０００５】
一方、金属コロイドを含有するインクジェットインクを用いて基材面の所定部に導電回路形成用パターンを形成し、加熱乾燥して導電回路を製造する導電回路の製法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−２５１３０８
【特許文献２】
特願２００３−３８２０３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この導電回路の製法は、導電回路の導電性や導電回路と基材面との接着性にいまだ改良の余地がある。
本発明の第１の目的は、製版の必要がなく、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクを提供することであり、
本発明の第２の目的は、そのインクを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクである。
【０００９】
本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できる。形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００１０】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とする。
【００１１】
導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートである。
【００１３】
本発明のシートは、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００１４】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とする。
【００１５】
金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
図２（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【００１７】
（Ａ）工程で、紙などの基材１を用意する。基材１の上面の所定部に導電性微粒子８を配合した本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを公知の印刷法により塗布して、必要に応じて加熱乾燥して導電性インクジェットインク受容層７を形成する。導電性インクジェットインク受容層７中には導電性微粒子８が存在するが導電性微粒子８相互は離れており絶縁性を有する。
【００１８】
（Ｂ）工程で、導電性インクジェットインク受容層７面の所定部に、金属ナノコロイド含有導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２（導電回路）を形成した後（図２（Ａ）参照）、例えば加熱乾燥炉、熱風乾燥炉などを利用したり、赤外線照射などの光を用いたりなどの公知の方法により適宜の条件下で加熱することにより、図２（Ｂ）に示すようにアンテナ部２が受容層７中に沈み込み導電性微粒子８とアンテナ部２との接触が向上するなどの相互作用によりアンテナ部２の導電性が向上する。もちろん導電率を向上できる理由はこれに限定されるものではない。
アンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの一実施形態であり、この状態で使用に供することもできる。
【００１９】
（Ｃ）工程で、アンテナ部２の所定部に本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを塗布して絶縁部３を形成する。
（Ｄ）工程で、絶縁部３を形成後、この絶縁部３の上に金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いて前記と同様にしてジャンパ部４を形成して、図中の２つのアンテナ部２間を導通して接続する。
この状態のアンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、この状態で使用に供することができる。
【００２０】
（Ｅ）工程で、基材１の図に示すチップ実装部位に位置しているアンテナ部２間にＩＣチップ５の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりＩＣチップ５を実装する。
（Ｆ）工程で、実装したＩＣチップ５にフェノール樹脂などのポリマー部材６を被覆した後、硬化させてＩＣチップ５を封止して非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）を形成する。
この非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、非接触型ＩＣカード、タグ、ラベルなどやペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００２１】
この例では、導電回路としてアンテナの例を示して説明したが、導電回路はアンテナに限定されず、用途や目的に応じて設計されるどのような導電回路パターンであってもよく、基材も紙などに限定されない。
この例では、２次元的導電回路を示したが、重ね印刷、積層などにより３次元的導電回路を形成することもできる。
【００２２】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクはビヒクルとして沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルを用いる。
本発明で用いるグリコール系溶剤は、水と混合可能な中沸点および高沸点溶剤（沸点が１００℃以上のもの）であり、具体的には、例えばグリコール（グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール）やグリコール誘導体（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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）など、およびこれらの２つ以上の混合物を挙げることができる。
【００２３】
本発明で用いる導電性微粒子の例としては、銀微粉末、金微粉末、白金微粉末、アルミニウム微粉末、パラジウム、ロジウムなどの微粉末、カーボン微粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子、導電性高分子微粒子、低温で分解する有機銀化合物と導電微粒子との混合物などを挙げることができる。これらは２種以上混合して使用することもできる。
【００２４】
導電性微粒子の配合量は特に限定されないが、本発明のインク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合することが好ましく、１５〜３５質量％がさらに好ましく、２０〜３０質量％が特に好ましい。導電性微粒子が１０質量％未満では、導電性に優れた導電回路を得ることができない恐れがあり、導電性微粒子が４０質量％を超えると、インク塗工性および受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２５】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、さらに微細粒子を配合できる。
本発明で用いる微細粒子は無機系微細粒子でも、有機系微細粒子でも、あるいは両者の混合物でもよく、特に限定されるものではない。中でも無機系微細粒子は好ましく使用できる。
本発明で用いる無機系微細粒子の具体例としては、例えば、シリカ微粒子では、ミズカシルＰ−５２６、Ｐ−８０１、Ｐ−５２７、Ｐ−６０３、Ｐ８３２、Ｐ−７３、Ｐ−７８Ａ、Ｐ−７８Ｆ、Ｐ−８７、Ｐ−７０５、Ｐ−７０７、Ｐ−７０７Ｄ（水沢化学社製）、Ｎｉｐｓｉｌ Ｅ２００、Ｅ２２０、ＳＳ−１０Ｆ、ＳＳ−１５、ＳＳ−５０（日本シリカ工業社製）、ＳＹＬＹＳＩＡ７３０、３１０（富士シリシア化学社製）など、炭酸カルシウム微粒子では、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−Ｓ１５、Ｕｎｉｂｕｒ−７０、ＰＺ、ＰＸ、ツネックスＥ、Ｖｉｇｏｔ−１０、Ｖｉｇｏｔｏ−１５、Ｕｎｉｆａｎｔ−１５ＦＲ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５００、ホモカルＤ、ゲルトン５０（白石工業社製）などを、スルホ・アルミン酸カルシウム微粒子では、サチンホワイトＳＷ、ＳＷ−Ｂ、ＳＷ−ＢＬ（（白石工業社製）などを、アルミナ微粒子では、ＡＬ−４１Ｇ、ＡＬ−４１、ＡＬ−４２、ＡＬ−４３、ＡＬ−４４、ＡＬ−４１Ｅ、ＡＬ−４２Ｅ、ＡＬ−Ｍ４１、ＡＬ−Ｍ４２、ＡＬ−Ｍ４３、ＡＬ−Ｍ４４、ＡＬ−Ｓ４３、ＡＭ−２１、ＡＭ−２２、ＡＭ−２５、ＡＭ−２７（住友化学社製）、酸化アルミニウムＣ（日本アエロジル社製）などを、二酸化チタン微粒子では二酸化チタンＴ８０５、Ｐ２５（日本アエロジル社製）などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
本発明で用いる微細粒子の配合量は特に限定されるものではないが、好ましくはビヒクル１００質量部に対して、微細粒子を３〜１０質量部配合することが望ましい。３質量部未満では導電性インクジェットインクの接着性を改善できない恐れがあり、１０質量部を超えると粘度が高くなりインク塗工性が低下し、また受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２７】
本発明においては、耐水性を向上させるためにビヒクルに対して微細粒子以外にカチオン性樹脂をさらに配合することができる。
本発明において用いるカチオン性樹脂は、水溶液あるいは水分散液の形態の１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでも、自体が粉末状あるいは液状である１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでもよい。
特に好ましいカチオン性樹脂の例として、具体的には、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物などあるいはこれらの２種以上の混合物などを挙げることができる。カチオン性樹脂としては市販のものを好適に利用できる。
【００２８】
市販の水溶液あるいは水分散液の形態のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、水溶液としては、三洋化成工業（株）製サンフィックスＰＲＯ−１００（ポリアミン系水溶液）、サンフィックス７０（ジシアンジアミド系水溶液）、第一工業製薬（株）製カチオーゲンＬ（４級アンモニウム塩水溶液）、シャロールＤＣ−３０３Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、シャロールＤＣ−９０２Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、日本触媒（株）製エポミンＰ−１０００（ポリエチレンイミン）、日東紡績（株）製ＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができる。
また、水分散液としては、三洋化成工業（株）製サンスタット１２００（４級アンモニウム塩型）、日華化学（株）製ニッカシリコンＡＭＺ（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭ−２０２（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭＺ−３（アミノ変性シリコンエマルジョン）などを挙げることができる。
【００２９】
粉末状の市販のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、三洋化成工業（株）製ポリアミン系のサンフィクス５５５、サンフィクス５５５Ｃ、サンフィクス５５５ＮＫ、サンフィクス５５５ＵＳ、第一工業製薬（株）製のレオックスＡＳ（特殊カチオン樹脂）、シャロールＤＭ−２５４Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、シャロールＤＭ−２８３Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、日東紡績（株）製のＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができ、液状のものでは、日本触媒（株）製のエポミンＳＰ−０１２（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−１１０（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−２００（ポリエチレンイミン）などを挙げることができる。
【００３０】
ビヒクルに対するカチオン性樹脂の含有量は特に限定されるものではない。
しかしビヒクル１００質量部に対して、カチオン性樹脂を５〜１２０質量部、好ましくは５〜６０質量部、より好ましくは５〜５０質量部、配合することが望ましい。カチオン性樹脂が下限値未満では耐水性を改善できない恐れがあり、上限値を超えると耐水性は改善されるが印刷インク適性が低下する恐れがあるので好ましくない。
【００３１】
本発明においては、必要に応じてさらにバインダー樹脂を配合したビヒクルを用いることができる。さらにバインダー樹脂を配合することにより、形成された導電性インクジェットインク受容層が擦れに強くなり、ＯＣＲリーダーなどで擦られても微細粒子が離脱したり、導電性インクジェットインク受容層が剥離しなくなるので好ましい。
【００３２】
本発明で用いるバインダー樹脂は、前記グリコール系溶剤とともに使用可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダなどの天然樹脂、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などのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリフェニルアセトアセタール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウムハライド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリエステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル酸エステル共重合体などの合成樹脂、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジメチル・ジアリル・アンモニウムクロライドを主成分とする化合物あるいはこれらの２種以上の混合物などのカチオン性樹脂、その他、電子線硬化型インク、紫外線硬化型インク、スルホン酸基、カルボキシル基、硫酸エステル基、燐酸エステル基などのアニオン性基を有する例えばロジン変成マレイン酸などのアニオン性樹脂などを挙げることができる。
【００３３】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、必要に応じ公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、老化防止剤、ｐＨ調節剤、消泡剤、各種安定剤、着色剤などを挙げることができる。
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、例えば上記の成分をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、３本ロールあるいはニーダーなどの混練機でさらに均一に分散することにより製造されるが、製法はこの方法に限定されるものではない。
【００３４】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、グラビアコーター、フレキソ、エアナイフコーター、バーコーター、スプレーなどの公知の塗工手段により基材の少なくとも一方の面の所定部に塗工し、必要に応じて加熱、乾燥して導電性インクジェットインク受容層を有するシートを形成することができる。
【００３５】
本発明で用いる導電性インクジェットインクは、インクジェットプリンタにより導電性インクジェットインク受容層上に印刷して導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるものであればよく、特に限定されるものではない。しかし金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるので本発明において好ましく使用できる。
【００３６】
本発明において用いる金属ナノコロイドは、公知の固体ゾルあるいはそれを溶媒に分散させたものであり、金属の種類は特に限定されない。しかし、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、ニッケル、アルミニウムなどは好ましく使用できる。
【００３７】
これらの金属ナノコロイドは発色する。金属ナノコロイドによる発色は電子のプラズマ振動に起因し、プラズモン吸収とよばれる発色機構によるものである。
このプラズモン吸収による発色は金属中の自由電子が光電場により揺さぶられ粒子表面に電荷が現れ、非線形分極が生じるためであると考えられている。この金属ナノコロイドによる発色は、彩度や光線透過率が高く、耐久性に優れている。
例えば、金ナノコロイドは粒径に応じて青、青紫、赤紫、金色などを示す。製造法としては、例えば金属化合物を溶媒に溶解し、高分子量顔料分散剤を添加した後、金属に還元して前記高分子量顔料分散剤で保護されたナノコロイド粒子を形成し、その後前記溶媒を除去して固体ゾルとする方法を挙げることができる。
【００３８】
本発明において用いる金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクは、熱硬化型、光硬化型、電子線硬化型などのバインダを用いたインクでもよく、また金属ナノコロイドを適当な分散安定剤により溶媒あるいはバインダに分散させたインクでもよい。このような溶媒としては通常のインクジェットインクに使用する水、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒などが挙げられる。この他に、ｐＨ調整剤、粘度調剤、表面張力調整剤（界面活性剤）、金属封鎖剤、防菌防カビ剤、分散剤などを含有させることができる。
【００３９】
本発明において用いる前記水溶性有機溶媒としては、例えば具体的には、本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクのビヒクルとして使用する前記沸点１００℃以上のグリコール系溶剤あるいはこれらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００４０】
通常のインクジェットインクには、着色成分として、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキシキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系およびメチン系染料からなる群から選ばれた少なくとも１種のアニオン性インクが用いられている。
これらの着色成分を本発明で用いる金属ナノコロイド含有インクジェットインクに添加することができる。
【００４１】
本発明において用いる導電性インクジェットインク中に配合する金属ナノコロイドの量は特に限定されるものではないが、加熱後の導電回路の抵抗が、加熱前の導電回路の抵抗の１／５０，０００〜１／１００，０００となるように所定量の金属ナノコロイドを配合することが好ましい。
【００４２】
金属ナノコロイドの平均粒子径は通常およそ１〜１０００ｎｍであり本発明においてはいずれも使用できる。平均粒子径が小さいものは導電性がよく好ましいが１ｎｍ未満のものは作成が難しく、一方、平均粒子径が５０ｎｍを超えるとインクジェットプリンタのノズルが詰まる恐れがあり、金属ナノコロイドの平均粒子径が１〜５０ｎｍであるとインクジェットプリンタのノズルが詰まることなく、連続して安定して導電性に優れた導電回路を基材面に形成できるので好ましく使用できる。
【００４３】
本発明で用いる基材の素材は、導電回路を形成できる絶縁性平面および／または絶縁性曲面を有する無機物および／または有機物を挙げることができる。
これらの基材の中でも、シート基材（フィルム基材を含む）は本発明において好ましく使用できる。シート基材の素材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙（例えば、上質紙、中質紙、合成紙、各種再生紙、アート紙、コート紙、ミラーコート紙、コンデンサー紙、パラフィン紙、その他の紙の他に、それにオーバーコート層（保護層）をもつ用紙など）あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合シート、ポリアミド系樹脂シート、ポリエステル系樹脂シート、ポリオレフィン系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、エチレン・ビニルアルコール共重合体シート、ポリビニルアルコール系樹脂シート、ポリ塩化ビニル系樹脂シート、ポリ塩化ビニリデン系樹脂シート、ポリスチレン系樹脂シート、ポリカーボネート系樹脂シート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂シート、ポリエーテルスルホン系樹脂シートなどのプラスチックシート、あるいはこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理およびオゾン処理などの表面処理を施したものなどを挙げることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００４５】
（導電性インクジェットインクＡの調製）
金ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とエチレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、グリセリン５質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５質量部、イソプロピルアルコール３質量部、それに蒸留水２６．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度４．５ｍＰａ・ｓ、表面張力４６×１０−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．５、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４６】
（導電性インクジェットインクＢの調製）
銀ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とグリセリン／エチレングリコール５０／５０質量比で混合した液２５質量部と、ヘキシレングリコール０．５質量部、テトラヒドロフルフリールアルコール３質量部、それに蒸留水２１．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度３．１ｍＰａ・ｓ、表面張力４５×１０−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．３、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４７】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））７．５質量部を溶解させたプロピレングリコール液６５質量部に、シリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））５質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてジエチレングリコール６質量部とグリセリン４質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを得た。
【００４８】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））５質量部を溶解させたジエチレングリコール液７０質量部に、シリカ微粒子（商品名：ＮＩＰＳＩＬ（日本シリカ工業社製））７質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてグリセリン３質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを得た。
【００４９】
（実施例１）
浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを用いて、樹脂凸版を使用し上質紙（７０ｋｇ連量）上に２．５ｇ／ｍ２ （固形分）になるようにオフセット印刷を行い、絶縁性のある導電性インクジェットインク受容層を形成した。この受容層上に導電性インクジェットインクＡを、キャノン製インクカートリッジ 型番：ＢＣＩ２１（バブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタ 型番：ＢＪＣ−４３０Ｃ用）に充填し、３〜５ｇ／ｍ２ （固形分）になるように幅１ｍｍ×長さ１００ｍｍのパターン（導電回路）を印刷した。パターン両末端の抵抗値は１２０ｋΩであった。これを空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．０Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１４５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．９Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５１】
（実施例３）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの代わりに浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１０５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１．８Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５２】
（実施例４）
実施例３で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例３と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１３４ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．４Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５３】
（比較例１）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡで使用したフレーク銀粉の代わりにシリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））２５質量部に変更した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は７０７６ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１０６Ωであった。この抵抗値では非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５４】
（比較例２）
実施例１で形成した導電性インクジェットインク受容層を形成しなかった以外は実施例１と同様の操作を行った。空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した後のパターン（導電回路）両末端は通電しなかった。パターン（導電回路）をＣＣＤカメラ型実体顕微鏡（型番：ＶＨ７０００（キーエンス社製））で観察すると（倍率２００倍）、インジェットされたドット同士が連結されていなかった。これでは非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクに関するものであり、本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できるという顕著な効果を奏する。
形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００５６】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とするものであり、導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００５７】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートであり、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能であるという顕著な効果を奏する。
【００５８】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とするものであり、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できるというさらなる顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【符号の説明】
１ 基材
２ アンテナ部
３ 絶縁部
４ ジャンパ部
５ ＩＣチップ
６ ポリマー部材
７ 導電性インクジェットインク受容層
８ 導電性微粒子
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性インクジェットインク受容層形成用インクおよびそれを用いた導電回路を有するシートに関し、さらに詳しくは、導電性インクジェットインクを用いて導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクおよびそれを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）メデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣ、ＬＳＩなどの微細な導電回路を作成するには、導電層が積層されたシート基材の前記導電層上にレジスト剤を用いてレジスト層を形成し、導電回路パターンを有するホトマスクを用いて光照射し、例えば導電回路パターン状に形成されたレジスト層以外の導電層を除去して導電回路を形成し、必要に応じて不要のレジスト層を除去するホトリソグラフによる方法が行われているが、ホトマスクを用いて光照射するなど多数の工程を要するので煩雑であるという問題があった。
【０００３】
一方、シート基材上にアルミニウム粉末、銀粉末などの導電性微粒子を含む導電性ペーストを印刷して導電回路を作成する方法があるが、印刷機を用いて印刷するため製版が必要であり、大量生産に適するが、オンデマンドで少量・多種類の注文に応じることが困難である上、導電性ペースト中の導電性微粒子同士の接触により導電性が付与されるため接触不足により導電性が不十分となる場合があるという問題があった。
【０００４】
電子写真方式で用いられるトナーないし現像剤をレジスト剤として利用して導電回路を作成する導電回路の製法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この導電回路の製法は、一旦剥離（転写）シートにトナーないし現像剤を用いて電子写真方式により導電回路形成用パターンを形成し、この面と、導電層が積層されたシート基材の導電層が積層された面を接着剤を介して重ね合わせ、導電層面に前記導電回路形成用パターンを転写させるもので、このような電子写真方式では、剥離シート面への感光ドラムからのトナー定着の調整が難しいという問題があった。
【０００５】
一方、金属コロイドを含有するインクジェットインクを用いて基材面の所定部に導電回路形成用パターンを形成し、加熱乾燥して導電回路を製造する導電回路の製法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特願２００２−２５１３０８
【特許文献２】
特願２００３−３８２０３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この導電回路の製法は、導電回路の導電性や導電回路と基材面との接着性にいまだ改良の余地がある。
本発明の第１の目的は、製版の必要がなく、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を形成できる導電性インク受容層を基材上に形成するためのインクを提供することであり、
本発明の第２の目的は、そのインクを用いた導電回路を有するシートであって、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能な導電回路を有するシートを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクである。
【０００９】
本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できる。形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００１０】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とする。
【００１１】
導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートである。
【００１３】
本発明のシートは、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００１４】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とする。
【００１５】
金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
図２（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【００１７】
（Ａ）工程で、紙などの基材１を用意する。基材１の上面の所定部に導電性微粒子８を配合した本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを公知の印刷法により塗布して、必要に応じて加熱乾燥して導電性インクジェットインク受容層７を形成する。導電性インクジェットインク受容層７中には導電性微粒子８が存在するが導電性微粒子８相互は離れており絶縁性を有する。
【００１８】
（Ｂ）工程で、導電性インクジェットインク受容層７面の所定部に、金属ナノコロイド含有導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２（導電回路）を形成した後（図２（Ａ）参照）、例えば加熱乾燥炉、熱風乾燥炉などを利用したり、赤外線照射などの光を用いたりなどの公知の方法により適宜の条件下で加熱することにより、図２（Ｂ）に示すようにアンテナ部２が受容層７中に沈み込み導電性微粒子８とアンテナ部２との接触が向上するなどの相互作用によりアンテナ部２の導電性が向上する。もちろん導電率を向上できる理由はこれに限定されるものではない。
アンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの一実施形態であり、この状態で使用に供することもできる。
【００１９】
（Ｃ）工程で、アンテナ部２の所定部に本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクを塗布して絶縁部３を形成する。
（Ｄ）工程で、絶縁部３を形成後、この絶縁部３の上に金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いて前記と同様にしてジャンパ部４を形成して、図中の２つのアンテナ部２間を導通して接続する。
この状態のアンテナ部２を有する基材１は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、この状態で使用に供することができる。
【００２０】
（Ｅ）工程で、基材１の図に示すチップ実装部位に位置しているアンテナ部２間にＩＣチップ５の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりＩＣチップ５を実装する。
（Ｆ）工程で、実装したＩＣチップ５にフェノール樹脂などのポリマー部材６を被覆した後、硬化させてＩＣチップ５を封止して非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）を形成する。
この非接触ＩＣメディア（ＲＦ−ＩＤ）は本発明の導電回路を有するシートの他の実施形態であり、非接触型ＩＣカード、タグ、ラベルなどやペーパーコンピュータなどに適用可能である。
【００２１】
この例では、導電回路としてアンテナの例を示して説明したが、導電回路はアンテナに限定されず、用途や目的に応じて設計されるどのような導電回路パターンであってもよく、基材も紙などに限定されない。
この例では、２次元的導電回路を示したが、重ね印刷、積層などにより３次元的導電回路を形成することもできる。
【００２２】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクはビヒクルとして沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルを用いる。
本発明で用いるグリコール系溶剤は、水と混合可能な中沸点および高沸点溶剤（沸点が１００℃以上のもの）であり、具体的には、例えばグリコール（グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール）やグリコール誘導体（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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）など、およびこれらの２つ以上の混合物を挙げることができる。
【００２３】
本発明で用いる導電性微粒子の例としては、銀微粉末、金微粉末、白金微粉末、アルミニウム微粉末、パラジウム、ロジウムなどの微粉末、カーボン微粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子、導電性高分子微粒子、低温で分解する有機銀化合物と導電微粒子との混合物などを挙げることができる。これらは２種以上混合して使用することもできる。
【００２４】
導電性微粒子の配合量は特に限定されないが、本発明のインク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合することが好ましく、１５〜３５質量％がさらに好ましく、２０〜３０質量％が特に好ましい。導電性微粒子が１０質量％未満では、導電性に優れた導電回路を得ることができない恐れがあり、導電性微粒子が４０質量％を超えると、インク塗工性および受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２５】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、さらに微細粒子を配合できる。
本発明で用いる微細粒子は無機系微細粒子でも、有機系微細粒子でも、あるいは両者の混合物でもよく、特に限定されるものではない。中でも無機系微細粒子は好ましく使用できる。
本発明で用いる無機系微細粒子の具体例としては、例えば、シリカ微粒子では、ミズカシルＰ−５２６、Ｐ−８０１、Ｐ−５２７、Ｐ−６０３、Ｐ８３２、Ｐ−７３、Ｐ−７８Ａ、Ｐ−７８Ｆ、Ｐ−８７、Ｐ−７０５、Ｐ−７０７、Ｐ−７０７Ｄ（水沢化学社製）、Ｎｉｐｓｉｌ Ｅ２００、Ｅ２２０、ＳＳ−１０Ｆ、ＳＳ−１５、ＳＳ−５０（日本シリカ工業社製）、ＳＹＬＹＳＩＡ７３０、３１０（富士シリシア化学社製）など、炭酸カルシウム微粒子では、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−Ｓ１５、Ｕｎｉｂｕｒ−７０、ＰＺ、ＰＸ、ツネックスＥ、Ｖｉｇｏｔ−１０、Ｖｉｇｏｔｏ−１５、Ｕｎｉｆａｎｔ−１５ＦＲ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５００、ホモカルＤ、ゲルトン５０（白石工業社製）などを、スルホ・アルミン酸カルシウム微粒子では、サチンホワイトＳＷ、ＳＷ−Ｂ、ＳＷ−ＢＬ（（白石工業社製）などを、アルミナ微粒子では、ＡＬ−４１Ｇ、ＡＬ−４１、ＡＬ−４２、ＡＬ−４３、ＡＬ−４４、ＡＬ−４１Ｅ、ＡＬ−４２Ｅ、ＡＬ−Ｍ４１、ＡＬ−Ｍ４２、ＡＬ−Ｍ４３、ＡＬ−Ｍ４４、ＡＬ−Ｓ４３、ＡＭ−２１、ＡＭ−２２、ＡＭ−２５、ＡＭ−２７（住友化学社製）、酸化アルミニウムＣ（日本アエロジル社製）などを、二酸化チタン微粒子では二酸化チタンＴ８０５、Ｐ２５（日本アエロジル社製）などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
本発明で用いる微細粒子の配合量は特に限定されるものではないが、好ましくはビヒクル１００質量部に対して、微細粒子を３〜１０質量部配合することが望ましい。３質量部未満では導電性インクジェットインクの接着性を改善できない恐れがあり、１０質量部を超えると粘度が高くなりインク塗工性が低下し、また受容層の強度や接着性が損なわれる恐れがある。
【００２７】
本発明においては、耐水性を向上させるためにビヒクルに対して微細粒子以外にカチオン性樹脂をさらに配合することができる。
本発明において用いるカチオン性樹脂は、水溶液あるいは水分散液の形態の１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでも、自体が粉末状あるいは液状である１級〜３級アミンまたは４級アンモニウム塩のオリゴマー、ポリマーでもよい。
特に好ましいカチオン性樹脂の例として、具体的には、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物などあるいはこれらの２種以上の混合物などを挙げることができる。カチオン性樹脂としては市販のものを好適に利用できる。
【００２８】
市販の水溶液あるいは水分散液の形態のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、水溶液としては、三洋化成工業（株）製サンフィックスＰＲＯ−１００（ポリアミン系水溶液）、サンフィックス７０（ジシアンジアミド系水溶液）、第一工業製薬（株）製カチオーゲンＬ（４級アンモニウム塩水溶液）、シャロールＤＣ−３０３Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、シャロールＤＣ−９０２Ｐ（ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド水溶液）、日本触媒（株）製エポミンＰ−１０００（ポリエチレンイミン）、日東紡績（株）製ＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｌ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができる。
また、水分散液としては、三洋化成工業（株）製サンスタット１２００（４級アンモニウム塩型）、日華化学（株）製ニッカシリコンＡＭＺ（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭ−２０２（アミノ変性シリコンエマルジョン）、ニッカシリコンＡＭＺ−３（アミノ変性シリコンエマルジョン）などを挙げることができる。
【００２９】
粉末状の市販のカチオン性樹脂の具体例としては、例えば、三洋化成工業（株）製ポリアミン系のサンフィクス５５５、サンフィクス５５５Ｃ、サンフィクス５５５ＮＫ、サンフィクス５５５ＵＳ、第一工業製薬（株）製のレオックスＡＳ（特殊カチオン樹脂）、シャロールＤＭ−２５４Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、シャロールＤＭ−２８３Ｐ（メタクリル酸エステルクロライド４級塩ポリマー）、日東紡績（株）製のＰＡＡ−ＨＣＩ−３Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）、ＰＡＡ−ＨＣＩ−１０Ｓ（ポリアリルアミン塩酸塩）などを挙げることができ、液状のものでは、日本触媒（株）製のエポミンＳＰ−０１２（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−１１０（ポリエチレンイミン）、エポミンＳＰ−２００（ポリエチレンイミン）などを挙げることができる。
【００３０】
ビヒクルに対するカチオン性樹脂の含有量は特に限定されるものではない。
しかしビヒクル１００質量部に対して、カチオン性樹脂を５〜１２０質量部、好ましくは５〜６０質量部、より好ましくは５〜５０質量部、配合することが望ましい。カチオン性樹脂が下限値未満では耐水性を改善できない恐れがあり、上限値を超えると耐水性は改善されるが印刷インク適性が低下する恐れがあるので好ましくない。
【００３１】
本発明においては、必要に応じてさらにバインダー樹脂を配合したビヒクルを用いることができる。さらにバインダー樹脂を配合することにより、形成された導電性インクジェットインク受容層が擦れに強くなり、ＯＣＲリーダーなどで擦られても微細粒子が離脱したり、導電性インクジェットインク受容層が剥離しなくなるので好ましい。
【００３２】
本発明で用いるバインダー樹脂は、前記グリコール系溶剤とともに使用可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダなどの天然樹脂、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などのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリフェニルアセトアセタール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジウムハライド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリエステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル酸エステル共重合体などの合成樹脂、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジメチル・ジアリル・アンモニウムクロライドを主成分とする化合物あるいはこれらの２種以上の混合物などのカチオン性樹脂、その他、電子線硬化型インク、紫外線硬化型インク、スルホン酸基、カルボキシル基、硫酸エステル基、燐酸エステル基などのアニオン性基を有する例えばロジン変成マレイン酸などのアニオン性樹脂などを挙げることができる。
【００３３】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクには、必要に応じ公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、老化防止剤、ｐＨ調節剤、消泡剤、各種安定剤、着色剤などを挙げることができる。
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、例えば上記の成分をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、３本ロールあるいはニーダーなどの混練機でさらに均一に分散することにより製造されるが、製法はこの方法に限定されるものではない。
【００３４】
本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクは、グラビアコーター、フレキソ、エアナイフコーター、バーコーター、スプレーなどの公知の塗工手段により基材の少なくとも一方の面の所定部に塗工し、必要に応じて加熱、乾燥して導電性インクジェットインク受容層を有するシートを形成することができる。
【００３５】
本発明で用いる導電性インクジェットインクは、インクジェットプリンタにより導電性インクジェットインク受容層上に印刷して導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるものであればよく、特に限定されるものではない。しかし金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを用いることにより、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電性および接着性に優れた導電回路を形成できるので本発明において好ましく使用できる。
【００３６】
本発明において用いる金属ナノコロイドは、公知の固体ゾルあるいはそれを溶媒に分散させたものであり、金属の種類は特に限定されない。しかし、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銅、ニッケル、アルミニウムなどは好ましく使用できる。
【００３７】
これらの金属ナノコロイドは発色する。金属ナノコロイドによる発色は電子のプラズマ振動に起因し、プラズモン吸収とよばれる発色機構によるものである。
このプラズモン吸収による発色は金属中の自由電子が光電場により揺さぶられ粒子表面に電荷が現れ、非線形分極が生じるためであると考えられている。この金属ナノコロイドによる発色は、彩度や光線透過率が高く、耐久性に優れている。
例えば、金ナノコロイドは粒径に応じて青、青紫、赤紫、金色などを示す。製造法としては、例えば金属化合物を溶媒に溶解し、高分子量顔料分散剤を添加した後、金属に還元して前記高分子量顔料分散剤で保護されたナノコロイド粒子を形成し、その後前記溶媒を除去して固体ゾルとする方法を挙げることができる。
【００３８】
本発明において用いる金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクは、熱硬化型、光硬化型、電子線硬化型などのバインダを用いたインクでもよく、また金属ナノコロイドを適当な分散安定剤により溶媒あるいはバインダに分散させたインクでもよい。このような溶媒としては通常のインクジェットインクに使用する水、水と水溶性有機溶媒との混合溶媒などが挙げられる。この他に、ｐＨ調整剤、粘度調剤、表面張力調整剤（界面活性剤）、金属封鎖剤、防菌防カビ剤、分散剤などを含有させることができる。
【００３９】
本発明において用いる前記水溶性有機溶媒としては、例えば具体的には、本発明の導電性インクジェットインク受容層形成用インクのビヒクルとして使用する前記沸点１００℃以上のグリコール系溶剤あるいはこれらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００４０】
通常のインクジェットインクには、着色成分として、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキシキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、キノリン系、インジゴイド系、アジン系、オキサジン系、チアジン系およびメチン系染料からなる群から選ばれた少なくとも１種のアニオン性インクが用いられている。
これらの着色成分を本発明で用いる金属ナノコロイド含有インクジェットインクに添加することができる。
【００４１】
本発明において用いる導電性インクジェットインク中に配合する金属ナノコロイドの量は特に限定されるものではないが、加熱後の導電回路の抵抗が、加熱前の導電回路の抵抗の１／５０，０００〜１／１００，０００となるように所定量の金属ナノコロイドを配合することが好ましい。
【００４２】
金属ナノコロイドの平均粒子径は通常およそ１〜１０００ｎｍであり本発明においてはいずれも使用できる。平均粒子径が小さいものは導電性がよく好ましいが１ｎｍ未満のものは作成が難しく、一方、平均粒子径が５０ｎｍを超えるとインクジェットプリンタのノズルが詰まる恐れがあり、金属ナノコロイドの平均粒子径が１〜５０ｎｍであるとインクジェットプリンタのノズルが詰まることなく、連続して安定して導電性に優れた導電回路を基材面に形成できるので好ましく使用できる。
【００４３】
本発明で用いる基材の素材は、導電回路を形成できる絶縁性平面および／または絶縁性曲面を有する無機物および／または有機物を挙げることができる。
これらの基材の中でも、シート基材（フィルム基材を含む）は本発明において好ましく使用できる。シート基材の素材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの無機または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙（例えば、上質紙、中質紙、合成紙、各種再生紙、アート紙、コート紙、ミラーコート紙、コンデンサー紙、パラフィン紙、その他の紙の他に、それにオーバーコート層（保護層）をもつ用紙など）あるいはこれらを組み合わせたもの、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合シート、ポリアミド系樹脂シート、ポリエステル系樹脂シート、ポリオレフィン系樹脂シート、ポリイミド系樹脂シート、エチレン・ビニルアルコール共重合体シート、ポリビニルアルコール系樹脂シート、ポリ塩化ビニル系樹脂シート、ポリ塩化ビニリデン系樹脂シート、ポリスチレン系樹脂シート、ポリカーボネート系樹脂シート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂シート、ポリエーテルスルホン系樹脂シートなどのプラスチックシート、あるいはこれらにコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理およびオゾン処理などの表面処理を施したものなどを挙げることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００４５】
（導電性インクジェットインクＡの調製）
金ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とエチレングリコールモノメチルエーテル１５質量部、グリセリン５質量部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５質量部、イソプロピルアルコール３質量部、それに蒸留水２６．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度４．５ｍＰａ・ｓ、表面張力４６×１０−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．５、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４６】
（導電性インクジェットインクＢの調製）
銀ナノコロイド分散液（３０質量％、固形分；１５質量％）５０質量部とグリセリン／エチレングリコール５０／５０質量比で混合した液２５質量部と、ヘキシレングリコール０．５質量部、テトラヒドロフルフリールアルコール３質量部、それに蒸留水２１．５質量部を混合撹拌して、金属ナノコロイド含有導電性インクジェットインクを得た。このインクは、粘度３．１ｍＰａ・ｓ、表面張力４５×１０−３Ｎ／ｍ、ｐＨ９．３、金属ナノコロイドの平均粒子径は１０ｎｍであった。
【００４７】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））７．５質量部を溶解させたプロピレングリコール液６５質量部に、シリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））５質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてジエチレングリコール６質量部とグリセリン４質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを得た。
【００４８】
（浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢの調製）
予めロジン変性マレイン酸（商品名：テスポール１１５４（日立化成ポリマー社製））５質量部を溶解させたジエチレングリコール液７０質量部に、シリカ微粒子（商品名：ＮＩＰＳＩＬ（日本シリカ工業社製））７質量部を混練する。さらにこの液に、フレーク銀粉（商品名：ＦＡ−８−１（銅和鉱業社製））２０質量部を混練する。これにロール転写性向上剤としてグリセリン３質量部を加え三本ロールミルを使用して、混練して浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを得た。
【００４９】
（実施例１）
浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡを用いて、樹脂凸版を使用し上質紙（７０ｋｇ連量）上に２．５ｇ／ｍ２ （固形分）になるようにオフセット印刷を行い、絶縁性のある導電性インクジェットインク受容層を形成した。この受容層上に導電性インクジェットインクＡを、キャノン製インクカートリッジ 型番：ＢＣＩ２１（バブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタ 型番：ＢＪＣ−４３０Ｃ用）に充填し、３〜５ｇ／ｍ２ （固形分）になるように幅１ｍｍ×長さ１００ｍｍのパターン（導電回路）を印刷した。パターン両末端の抵抗値は１２０ｋΩであった。これを空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．０Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１４５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．９Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５１】
（実施例３）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡの代わりに浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＢを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１０５ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１．８Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５２】
（実施例４）
実施例３で使用した導電性インクジェットインクＡの代わりに導電性インクジェットインクＢを用いた以外は実施例３と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は１３４ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は２．４Ωであった。この抵抗値であれば非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が可能である。
【００５３】
（比較例１）
実施例１で使用した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクＡで使用したフレーク銀粉の代わりにシリカ微粒子（商品名：サイシリア３１０Ｐ（富士シリシア化学社製））２５質量部に変更した浸透乾燥型導電性インクジェットインク受理層形成用インクを用いた以外は実施例１と同様の操作を行った。パターン（導電回路）両末端の抵抗値は当初は７０７６ｋΩであった。これを、空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した。加熱後のパターン両末端の抵抗値は１０６Ωであった。この抵抗値では非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５４】
（比較例２）
実施例１で形成した導電性インクジェットインク受容層を形成しなかった以外は実施例１と同様の操作を行った。空気を循環させた１００℃のオーブン内にて３０秒間加熱した後のパターン（導電回路）両末端は通電しなかった。パターン（導電回路）をＣＣＤカメラ型実体顕微鏡（型番：ＶＨ７０００（キーエンス社製））で観察すると（倍率２００倍）、インジェットされたドット同士が連結されていなかった。これでは非接触ＩＣタグやＲＦ−ＩＤなどの非接触型データ送受信体（アンテナ）としての利用が不可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の請求項１は、沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インクに関するものであり、本発明のインクを用いて公知の印刷法などによりシート基材などの基材面の所定部に導電性インクジェットインク受容層を容易に形成でき、そして導電性インクジェットインクを用いることにより、導電回路形成用パターンを電子信号画像信号にて形成し、形成した電子信号画像信号に基づいてインクジェットプリンタにより、形成した受容層上に導電性および接着性に優れた導電回路を容易にシャープに形成できるという顕著な効果を奏する。
形成された前記受容層中には導電性微粒子が存在するが導電性微粒子相互は離れており絶縁性を有する。そして、前記受容層上に導電回路を形成した後、加熱することにより受容層中の導電性微粒子と導電回路との接触が向上するなどの相互作用により導電回路の導電性が一層向上し、より導電性に優れた導電回路とすることができる。
【００５６】
本発明の請求項２は、請求項１記載のインクにおいて、インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とするものであり、導電性微粒子の配合量を上記範囲内とすることにより、インク塗工性および受容層の強度や接着性を損なうことなくより導電性に優れた導電回路を得ることができるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００５７】
本発明の請求項３は、基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシートであり、構成が簡単で安価であり、大量生産に応じることもできる上オンデマンドで少量・多種類の注文にも応じることもでき、しかも、大きさや形状などを自由に変えた導電性および接着性に優れた導電回路を有するので、非接触ＩＣタグなどの薄形の情報送受信型記録メディアなどのＲＦ−ＩＤメデイア、ペーパーコンピュータなどに適用可能であるという顕著な効果を奏する。
【００５８】
本発明の請求項４は、請求項３記載のシートにおいて、導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とするものであり、インクジェットプリンタのノズルを詰まらせることなく、連続して安定して容易によりシャープに導電回路を形成できるというさらなる顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の導電回路を有するシートを製造する工程を説明する説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面説明図であり、（Ａ）は導電性インクインクジェットインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷してアンテナ部２を形成した後の状態を摸式的に示し、（Ｂ）は加熱後の状態を摸式的に示す。
【符号の説明】
１ 基材
２ アンテナ部
３ 絶縁部
４ ジャンパ部
５ ＩＣチップ
６ ポリマー部材
７ 導電性インクジェットインク受容層
８ 導電性微粒子
Claims (4)
- 沸点１００℃以上のグリコール系溶剤を主成分として含むビヒクルに対して、導電性微粒子を配合したことを特徴とする導電性インクジェットインク受容層形成用インク。
- インク全体に対して導電性微粒子を１０〜４０質量％配合したことを特徴とする請求項１記載のインク。
- 基材の少なくとも一方の面の所定部に請求項１あるいは請求項２記載のインクを用いて形成されたインクジェットインク受容層上に導電性インクジェットインクを用いて導電回路が形成されてなることを特徴とする導電回路を有するシート。
- 導電性インクジェットインクが金属ナノコロイドを含有する導電性インクジェットインクであることを特徴とする請求項３記載のシート。
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