CN101384425A - 多孔性薄膜及使用了多孔性薄膜的层叠体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多孔膜层叠体及其制造方法,所述多孔膜层叠体的孔隙特性优异,具有柔软性,并且适用性及成形加工性优异。本发明的多孔膜层叠体在基材的至少一面层叠有具有连通性的许多微孔,且该微孔的平均孔径为0.01~10μm的多孔层,其中,在基于下述方法的胶带剥离试验之后,基材和多孔层不发生界面剥离。胶带剥离试验:在多孔膜层叠体的多孔层表面粘贴幅宽24mm的寺冈制作所公司制造的遮蔽胶带[薄膜遮蔽胶带No.603(#25)],用直径30mm、200克力荷重的辊进行压粘后,使用拉伸试验机以剥离速度50mm/分钟进行T模剥离。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔膜层叠体和其制造方法及使用了该多孔膜层叠体的复合材料和其制造方法,所述多孔膜层叠体在基材的至少一面层叠有形成了许多连续微孔的多孔层。该多孔膜层叠体直接利用多孔层具有的孔隙特性,或用功能性材料填充孔隙,由此,可以用作电路用基板、散热材料(散热器、散热板)、电磁波挡板或电磁波吸收体等电磁波控制材料、电池用隔板、电容器(纸电容器、塑料薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器、电解电容器等)、低介电常数材料、隔板、缓冲材料、油墨显像片材、试纸、绝缘材料、隔热材料、细胞培养基材、催化剂基材(催化剂载体)等宽范围的基板材料。
本发明还涉及在电气、电子、通信等领域中所使用的线路板和其制造方法、特别是配线紧密粘合性和配线描绘性优异的线路板和其制造方法、以及对得到在同领域中所使用的印刷线路板等印刷品有用的印刷图案的制造方法及通过该制造方法得到的印刷品。
背景技术
作为由基材和多孔层构成的层叠体,例如,特开2000-143848号公报及特开2000-158798号公报中公开有一种油墨显像片材,所述油墨显像片材通过将包含树脂和相对于该树脂的良溶剂及不良溶剂的涂膜进行干式层转换而形成多孔层来制造。这种干式层转换法是使上述涂膜中所含的溶剂挥发并产生微相分离的方法,因此,其存在的问题在于,构成多孔层的树脂(高分子化合物)限定于可以溶解于低沸点的良溶剂的树脂,不能使用分子量大、本质上难溶性的高分子化合物。
另外,存在如下几个方面的不良情况:为了可以溶解高分子化合物,并且在涂膜形成后使溶剂快速挥发,优选使用低粘度的涂敷液,但其结果难以得到充分的厚度的涂膜;在涂膜的构成成分中,由于在溶剂挥发时没有除去的成分残存于多孔层,因此,难以利用不挥发性的添加剂;由于得到的多孔层的结构大大依赖于制造工序中的加热条件或制造环境条件,因此,难以进行稳定的制造,且孔径、开孔率、孔隙率、厚度等膜质有可能离散等。
另一方面,作为由利用上述以外的制造方法的基材和多孔层构成的层叠体,在国际公开第WO98/25997号小册子中公开有如下方法,即,对在基材上流延而得到的涂膜,利用在高湿度下、以两个阶段进行干燥的湿式相转换法制造层叠体。利用该方法,可以使制造环境条件稳定化,但由于基本上使用加热干燥的方法,因此,不能解决膜质的离散等干式相转换法中的上述问题。
但是,近年来,随着半导体等电气电子零件的高集成化、小型化的进展,为了在印刷线路板中也实现高密度高性能安装,正在进行着导体配线的精细图案化、精细间距化。
在作为印刷线路板的代表性制造方法的减法中,通常通过如下方法得到线路板,即,在绝缘体上层叠铜箔,在该铜箔上涂敷抗蚀剂,形成抗蚀剂膜,借助掩模对该抗蚀剂膜进行图案曝光、显影后,实施蚀刻,然后除去抗蚀剂膜(参照专利文献1、2)。此时,通常情况下,为了提高绝缘体和铜箔之间的紧密粘合强度,对铜箔的与绝缘体连接侧的面实施粗面处理。但是,在进行导体配线的精细间距化时,当对铜箔实施粗面处理时,因蚀刻时铜箔的凹凸而产生配线断裂或剥离之类的问题。另一方面,当使用不实施粗面处理的铜箔时,虽然可以顺利地进行蚀刻,但是绝缘体和铜箔的紧密粘合强度变低,配线整体容易剥离。
另外,还会产生以下问题:当铜箔的厚度大时,在蚀刻时铜箔的厚度方向的中央部分沿垂直于厚度方向的方向挖,配线的截面形不成四方形;当进行精细间距化时,配线发生断裂或剥离。因此,为了进行精细间距化,需要减薄铜箔的厚度,但当铜箔的厚度减薄时,难以进行铜箔的制造及使用。因此,在现行的减法中,可以说在配线的精细间距化上存在界限。
在线路板的制造中,目前正在进行着向PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜、PI(聚酰亚胺)薄膜等树脂薄膜上印刷糊而制作配线的方法,但在描绘微细配线时,存在因印刷洇等而使配线间连接等问题。
在特开平5-85815号公报中公开有如下方法:将氧化铝粉末、石英玻璃粉末、硼硅酸钙系玻璃粉末进行混炼,制作片材生坯,在该片材生坯上印刷导体膏后,进行焙烧,制造玻璃陶瓷基板。但是,虽然粉末混合物的片材生坯的微细配线的印刷性优异,但是存在如下缺点:需要在1000℃附近的温度的焙烧工序,价格昂贵,另外,做好的制品没有可挠性、脆。
在特开2006-135090号公报中公开有如下方法:在基板的表面通过激光照射形成沟槽图案后,在沟槽图案中放入含有导电材料的墨液,制作微细配线。但是,该方法具有如下缺点:需要激光照射工序,生产性低且成本高,需要在沟槽图案中放入墨液的高超技术,批量生产性欠缺等。
在2001-298253号公报中公开有如下技术:为了在铜箔上进行微细印刷,将具有特定粒径的粒子群的胺系化合物的多孔材料进行成膜,形成印刷用底膜。但是,在该技术中,由于对粒子状的膜进行涂层,因此被膜强度弱,作为配线材料不耐用。
专利文献1:特开2000-143848号公报
专利文献2:特开2000-158798号公报
专利文献3:国际公开第WO98/25997号小册子
专利文献4:特开2003-243799号公报
专利文献5:特开2004-63575号公报
专利文献6:特开平5-85815号公报
专利文献7:特开2006-135090号公报
专利文献8:特开2001-298253号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种多孔膜层叠体及其制造方法,所述多孔膜层叠体的孔隙特性优异,具有柔软性,并且适用性及成形加工性优异。
本发明的其他目的在于,提供一种使用了具有上述特性的多孔膜层叠体的复合材料及其制造方法。
另外,本发明的目的在于,提供一种配线紧密粘合性和配线描绘性均优异的线路板。
本发明的其他目的在于,提供一种可以简便且有效地制造配线紧密粘合性和配线描绘性均优异的线路板的方法。
而且,本发明的目的在于,提供一种细线描绘性优异的印刷品。
本发明的其他目的在于,提供一种印刷品,其可以简便且生产性良好、廉价地制造,同时强度高、难以被破坏的细线描绘性优异。
本发明的其他目的还在于,提供一种印刷品,所述印刷品除了具有上述特性以外,其印刷描绘再现性优异。
本发明的目的还在于,提供一种印刷图案的制造方法及利用该制造方法得到的印刷品,所述印刷图案制造方法的细线描绘性优异,同时可以简便且生产性良好地制造待印刷部分的强度及印刷的紧密粘合强度高、难以被破坏的印刷图案。
为了实现上述目的,本发明人等进行了潜心研究,结果得到以下的见解,完成了本发明。即,
(1)通过在基材表面上对多孔层进行制膜并同时进行层叠,可得到具有优异的孔隙特性、备有柔软性、而且因具有充分的强度而适用性及成形加工性优异的多孔膜层叠体;
(2)特别是通过在具有许多贯穿孔的基材表面上对多孔层进行制膜并同时进行层叠,可得到具有优异的孔隙特性、备有柔软性、而且因具有充分的强度而适用性及成形加工性优异的多孔膜层叠体,另外,通过在金属箔基材表面上对多孔层进行制膜并同时进行层叠,可得到具有优异的孔隙特性、备有柔软性、而且因具有充分的强度而适用性及成形加工性优异的多孔膜层叠体;
(3)将树脂的极性溶剂溶液在基板上流延成薄膜状,保持在规定的条件下,然后,当其浸渍于凝固液中时,可得到均匀地形成了平均孔径非常小的孔的多孔膜层;当在该多孔膜层表面利用印刷法形成导体配线时,可简便地得到可以使配线宽度及间距宽度非常小、同时紧密粘合性优异的导体配线;另外,当在该多孔膜层表面实施印刷时,可简便地得到细线描绘性、印刷描绘再现性优异并且强度高、难以被破坏的印刷品;
(4)在多孔膜层上实施印刷后,当经过利用溶剂或溶剂及热使实施了印刷的多孔膜层溶解的状态、除去该溶剂时,可以简便且生产性良好地制造可形成致密层、细线描绘性优异、同时待印刷部分的强度及印刷的紧密粘合强度高的印刷图案。
即,本发明提供一种多孔膜层叠体,其在基材的至少一面层叠有具有许多连通性的微孔、且该微孔的平均孔径为0.01~10μm的多孔层,其中,通过基于下述方法的胶带剥离试验,基材和多孔层不发生界面剥离。
胶带剥离试验
在多孔膜层叠体的多孔层表面粘贴幅宽24mm的寺冈制作所公司制造的遮蔽胶带[薄膜遮蔽胶带No.603(#25)],用直径30mm、200克力荷重的辊进行压粘后,使用拉伸试验机以剥离速度50mm/分钟进行T模剥离。
上述基材是具有许多贯穿孔的基材或是金属箔基材。在构成上述具有许多贯穿孔的基材的材料中,含有织物、网眼布、冲孔薄膜、金属网、冲孔金属、多孔金属板及蚀刻金属等。在构成上述金属箔基材的材料中,含有铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔及不锈钢箔等。
本发明的多孔膜层叠体可以是通过如下操作形成的,即,将高分子溶液向基材上流延成薄膜状后,导入至凝固液中,然后进行干燥,在基材的至少一面层叠多孔膜层。上述高分子溶液是含有例如高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物5~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%的混合溶液。
在本发明的多孔膜层叠体中,构成多孔层的高分子成分可以是选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂中的至少一种,构成基材的材料可以是选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂、烯烃系树脂、聚芳酯系树脂中的至少一种。
对本发明的多孔膜层叠体而言,例如,构成多孔层的高分子成分可以为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成基材的材料可以为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂中的至少一种。
另外,对本发明的多孔膜层叠体而言,构成多孔层的高分子成分可以为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成具有许多贯穿孔的基材的材料可以是选自织物、网眼布、冲孔薄膜、金属网、冲孔金属、多孔金属板及蚀刻金属中的至少一种。
而且,对本发明的多孔膜层叠体而言,构成多孔层的高分子成分可以为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成金属箔基材的材料可以为选自铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔中的至少一种。
本发明的多孔膜成形体的多孔层的厚度例如为0.1~100μm左右,多孔层的孔隙率例如为30~80%左右,基材的厚度例如为1~300μm左右。
在本发明中,例如,由具有许多贯穿孔的基材构成的多孔膜成形体优选用作过滤器、电池用隔板、电容器用隔板、燃料电池用电解质膜或催化剂载体等,由金属箔基材构成的多孔膜成形体优选用作电磁波控制材料、电路板或散热板。
本发明还提供一种多孔膜层叠体的制造方法,其通过如下方法得到上述本发明的多孔膜层叠体,即,将高分子溶液向基材上流延成薄膜状后,导入凝固液,然后进行干燥,在基材的至少一面层叠多孔层。上述高分子溶液可以是由高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物5~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%构成的混合溶液。
而且,本发明提供一种复合材料,其在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面层叠有金属镀覆层及/或磁性镀覆层。本发明的复合材料可以用于例如电路基板、散热材料或电磁波控制材料。
本发明还提供一种复合材料的制造方法,其通过在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面层叠金属镀覆层而得到复合材料,该方法包括如下工序:在上述多孔膜层叠体的多孔层表面涂敷由利用光照射而生成反应基团的化合物构成的感光性组合物、从而设置感光层的工序;借助掩模对上述感光层进行曝光、使曝光部生成反应基团的工序;及使曝光部生成的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序。
另外,本发明提供一种复合材料的制造方法,其通过在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面层叠金属镀覆层而得到复合材料,该方法包括如下工序:在上述多孔膜层叠体的多孔层表面涂敷由利用光照射而使反应基团消失的化合物构成的感光性组合物、设置感光层的工序;借助掩模对上述感光层进行曝光、在曝光部使反应基团消失的工序;及使残留在未曝光部的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序。
本发明的复合材料的制造方法可以是得到例如电路基板、散热材料或电磁波控制材料所使用的复合材料的方法。
而且,本发明提供一种复合材料,所述复合材料利用印刷技术在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面形成导电体。作为上述复合材料,可列举例如:电路基板、散热板、电磁波控制材料、电池用组件及电容器用组件等。作为上述印刷技术,可列举例如:喷墨印刷、网版印刷、分配器印刷(デイスペンサ印刷)、凸版印刷(苯胺印刷术)、升华型印刷、胶版印刷、激光打印印刷(调色剂印刷)、凹版印刷(照相凹版印刷)、接触印刷及微接触印刷等。作为上述导电体,可列举例如:银、金、铜、镍、氧化铟锡、碳、碳纳米管等。
本发明的复合材料还利用印刷技术使用含有导电体粒子的油墨在多孔表面形成有导电体,其中,当将多孔层表层的平均开孔径设定为R1、将导电体粒子的平均粒径设定为R2时,优选其满足式:0.0001≦R2/R1≦1000。上述导电体可以是例如用镀层或绝缘材料覆盖的构成的导电体,更优选列举导电体为银、在银的表面用镀层或绝缘材料覆盖的构成。作为上述镀层,可列举例如:铜镀层、金镀层、镍镀层等。
在本发明的复合材料中,包含原封不动残留着多孔层的孔隙的复合材料、多孔层的孔隙中填充有树脂的复合材料、通过溶剂处理失去多孔层的孔隙结构的复合材料等。作为填充于上述多孔层的孔隙中的树脂,可列举例如:环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯酸树脂、乙烯基醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。上述复合材料还可以在多孔层上层叠覆盖层。
另外,本发明提供一种线路板,其是在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,其通过在利用玻璃纸胶带[nichiban(株)制造、商品名“纤维带(注册商标)No.405”、幅宽24mm]进行的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)不产生配线的缺失。
本发明还提供一种线路板,其是在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,其通过利用纸胶带[nichiban(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]进行的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)不产生配线的缺失。
在上述各线路板中,多孔膜层的平均粒径例如为0.01~10μm。
本发明还提供一种线路板,其在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线,其中,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm,导体配线利用印刷法形成。
在上述各线路板中,多孔膜层的孔隙率例如为30~80%。多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。多孔膜层优选为由树脂形成的层。在多孔膜层中,包含由以选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂及聚酰亚胺系树脂中的至少一种树脂为主体的材料构成的层。另外,在多孔膜层中,包含利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。
多孔膜层优选为由多孔膜构成的层,所述多孔膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物的溶液向基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中后,进行干燥、脱溶剂。
多孔膜层可以在实质上不具有孔的致密层的一面或两面形成。导体配线可以利用印刷法形成。
本发明还提供一种线路板的制造方法,其是用于制造上述线路板的方法,其中,在存在具有连通性的许多微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面形成导体配线。
在该制造方法中,多孔膜层可以是利用相转换法形成的树脂层。另外,可以在实质上没有孔的致密层的一面或两面所形成的平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的表面形成导体配线。可以利用印刷法在多孔膜层的表面形成导体配线。例如:(1)在多孔膜层的表面用喷墨方式应用导电油墨,由此可以形成导体配线;(2)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷导电油墨,将其转印于多孔膜层的表面,由此可以形成导体配线;(3)在多孔膜层的表面,通过从注射器挤出导体膏并进行描绘,可以形成导体配线;(4)在多孔膜层的表面利用网版印刷描绘导体膏,由此可以形成导体配线。在这样形成的导体配线上,可以进一步实施镀覆。
还有,(5)在多孔膜层的表面,利用喷墨方式以配线图案状印刷镀覆催化剂后,实施镀覆,由此可以形成导体配线;(6)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷镀覆催化剂,将其转印于多孔膜层的表面后,实施镀覆,由此可以形成导体配线;(7)在多孔膜层的表面,通过从注射器挤出镀覆催化剂并描绘成配线图案状后,实施镀覆,可以形成导体配线;(8)在多孔膜层的表面,利用网版印刷将镀覆催化剂描绘成配线图案状后,实施镀覆,由此可以形成导体配线。
而且,本发明提供一种印刷品(下面,有时称为“本发明的印刷品1”),其是在多孔膜层的表面至少实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷的印刷品,其中,下述式(1)表示的线宽的变动值F为30%以下。
F=(LMax-LMin)/LAve×100 (1)
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
另外,本发明还提供一种印刷品(下面,有时称为“本发明的印刷品2”),其是在多孔膜层的表面至少实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷的印刷品,其中,下述式(2)表示的线宽的标准偏差∑为7以下。
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
另外,本发明提供一种印刷品(下面,有时称为“本发明的印刷品3”),其是在多孔膜层的表面用版实施了印刷的印刷品,其中,版的开孔宽度L1和印刷后对应的印刷宽度L2之比(L2/L1)为0.8~1.2。
在上述各印刷品中,包含如下印刷品:(i)使用含有下述液体为主溶剂的印刷油墨或糊实施印刷而成的印刷品,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加后,在该多孔膜层表面的接触角300微秒以内为60°以下;(ii)使用含有下述液体为主溶剂的印刷油墨或糊实施印刷而成的印刷品,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴后,在该多孔膜层表面的接触角300微秒以内为60°以下,并且经过300微秒时的液滴半径为1600μm以下;(iii)使用粘度为0.05~1Pa·s的印刷油墨或糊实施印刷而成的印刷品。这些印刷品可以是通过筛网或金属掩模挤出糊来实施印刷而成的。
多孔膜层的平均孔径例如为0.01~10μm,多孔膜层的孔隙率例如为30~80%,多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。
多孔膜层可以是由树脂形成的层。此时,构成多孔膜层的树脂优选为耐热性树脂。作为耐热性树脂,可以使用选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂及聚醚砜系树脂中的树脂。
多孔膜层优选为利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。例如,多孔膜层可以是由多孔膜构成的层,所述多孔膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物的溶液向基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,在浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中后,进行干燥、脱溶剂。
在印刷品中含有印刷线路板。
而且,本发明提供一种印刷图案的制造方法(下面,有时称为“本发明的印刷图案的制造方法1”),其包含:经过(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2A)使实施了印刷的多孔膜层与溶剂接触的工序、及(3A)使溶剂干燥的工序来形成致密层的工序。
本发明还提供一种印刷图案的制造方法(下面,有时称为“本发明的印刷图案的制造方法2”),其中,其包含:(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2B)使实施了印刷的多孔膜层进行热熔化的工序、及(3B)进行冷却固化形成致密层的工序。在上述工序(3B)中进行冷却固化形成的致密层的拉伸强度F2和在工序(1)中使用的多孔膜层的拉伸强度F1之比F2/F1为大于1的值。
在该制造方法中,优选在工序(1)中使用的多孔膜层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θA1000和在工序(3A)中使溶剂干燥后形成的致密层或工序(3B)中进行冷却固化形成的致密层的表面滴加水后经过1000μsec时的接触角θB1000之比θA1000/θB1000优选小于1。
另外,在测定工序(1)中使用的多孔膜层与水之间的接触角时,优选在多孔膜层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θA1000和经过100微秒时的接触角θA100之比θA1000/A100优选小于0.6,在测定工序(3A)中使溶剂干燥后形成的致密层或工序(3B)中进行冷却固化形成的致密层与水的接触角时,优选在致密层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θB1000和经过100微秒时的接触角θB100之比θB1000/θB100为大于0.6的值。
作为印刷方法,可列举例如:喷墨方式、网版印刷、胶版印刷、升华方式、热敏方式、照相凹版印刷、激光印刷、糊印刷或纳米接触印刷。
多孔膜层的平均孔径例如为0.01~10μm,多孔膜层的孔隙率例如为30~80%,多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。
多孔膜层可以是由树脂形成的层。此时,构成多孔膜层的树脂优选为耐热性树脂。作为耐热性树脂,可以使用选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂及聚醚砜系树脂中的树脂。
多孔膜层优选为利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。例如,多孔膜层是由多孔膜构成的层,所述多孔膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物的溶液向基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,在浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中后,进行干燥、脱溶剂。
本发明还提供一种利用上述的印刷图案的制造方法形成了印刷图案的印刷品。
这种印刷品包含印刷线路板。
由于本发明的多孔膜层叠体具有由许多微孔构成的多孔层,因此,柔软性优异,同时具有优异的孔隙特性,而且由于该多孔层衬砌在基材上,因此,即使为具有空隙率的情况,也可以发挥充分的强度,抗弯曲性、适用性非常优异。根据本发明,可以用简便的方法稳定地制造具有上述特性、膜质均匀的多孔膜层叠体。由于这样得到的多孔膜层叠体具有上述特性,因此,可以用于低介电常数材料、过滤器、隔板、燃料电池用电解质膜、催化剂基材(催化剂载体)、缓冲材料、油墨显像片材、试纸、绝缘材料、隔热材料等,除此之外,通过用功能性材料填充多孔层的孔隙,可以广泛用作电路用基板、散热材料(散热器、散热板)、电磁波挡板及电磁波吸收体等电磁波控制材料、电池用隔板、电容器(纸电容器、塑料薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器、电解电容器等)、细胞培养基材、催化剂基材(催化剂载体)等。
另外,本发明的线路板是在均匀地存在许多具有连通性的微孔(连续微孔)的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,具有如下特性:对于例如幅宽50~200μm的导体配线,在进行利用玻璃纸胶带[nichiban(株)制造、商品名“纤维带(注册商标)No.405”、幅宽24mm]的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)时,不产生配线的缺失。在上述胶带剥离试验中,作为玻璃纸胶带,也可以使用与其具有同等的粘合力(4.00N/10mm)的玻璃纸胶带代替上述“纤维带(注册商标)No.405”。
而且,根据本发明的方法,由于是在多孔膜层上实施印刷,因此,印刷油墨或糊中的溶剂被快速吸收到孔中,油墨的粘度上升而失去流动性,因此,可以进行细线描绘性优异的印刷,而且,由于在印刷后在暂时利用溶剂或溶剂及热使多孔膜层溶解的基础上除去该溶剂,因此,多孔膜层变得致密了,由此被印刷部分的强度及印刷的紧密粘合强度提高,还可以防止水等液体的吸收,所以,可以简便且生产性良好地制造实施了精确印刷的不容易被破坏的印刷图案。另外,由于多孔膜层变得致密了,因此,也提高气体屏障性及耐磨擦性。因此,可以提高以线路板为主的印刷品的可靠性。
具体实施方式
本发明的多孔膜层叠体具有如下结构:在基材的至少一面层叠多孔层,且通过胶带剥离试验基材和多孔层不发生界面剥离。上述胶带剥离试验如下:在多孔膜层叠体的多孔层表面粘贴幅宽24mm的寺冈制作所公司制造的遮蔽胶带[薄膜遮蔽胶带No.603(#25)],用直径30mm、200克力荷重的辊进行压粘后,使用拉伸试验机以剥离速度50mm/分钟进行T模剥离。即,指以在上述胶带剥离试验中不发生界面剥离的程度的层间紧密粘合强度层叠基材和多孔层。
本发明的多孔膜层叠体具有如下优点,如上所述,由于其具有以特定的层间紧密粘合强度直接层叠有基材和多孔层的构成,因此具有柔软性和优异的孔隙特性,另一方面,因其具有适当的刚性,故适用性提高。而且,由于可以宽泛地选择构成多孔层的高分子成分,因此,可适合用作多种领域的材料。基材和多孔层的层间紧密粘合强度可以通过适当设定构成各层的原材料的种类及界面的物理特性来调整。
作为构成基材的材料,只要是可以形成通过上述胶带剥离试验与多孔层不发生界面剥离的基材,就没有特殊限定,可以根据构成多孔层的材料适当选择。作为构成基材的材料,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂、烯烃系树脂(包含环状烯烃系树脂等)、聚芳酯系树脂等塑料等。这些材料可以单独使用或两种以上混合使用,另外,也可以单独或组合使用上述树脂的共聚物(接枝聚合物、嵌段共聚物、无规共聚物等)。而且,也可以使用主链或侧链上含有上述树脂的骨架(聚合物链)的聚合物。作为这种聚合物的具体例,可列举主链上含有聚硅氧烷和聚酰亚胺骨架的含聚硅氧烷聚酰亚胺等。
作为本发明中的基材,也可以使用下面例示的市售品的薄膜等。作为聚酰亚胺系树脂薄膜,市售有:Toray Dupont株式会社制造的“Kapton”、株式会社Kaneka制造的“APICAL”、宇部兴产株式会社的“UPILEX”等。作为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,市售有:帝人dupont薄膜株式会社制造的“帝人Tetoron薄膜”、“Melinex”、“Mylar”等。作为聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜,市售有:帝人dupont薄膜株式会社制造的“Teonex”等。
作为液晶性聚酯系薄膜,可以将聚塑料株式会社制造的“Vectra”、toray株式会社制造的“シべラス”、住友化学工业株式会社制造的“SUMIKASUPER LCP”等市售的树脂做成薄膜来使用。
作为烯烃系树脂薄膜最通常使用的薄膜可列举聚丙烯的薄膜,可以容易地得到市售的聚丙烯薄膜。此外,也可以使用具有环状结构的环状烯烃系树脂制造的薄膜,例如,可以将三井化学株式会社制造的“TPX”、日本zeon株式会社制造的“ZEONOR”、聚塑料株式会社制造的“TOPAS”等市售的树脂做成薄膜来使用。
如前面所述,也可以使用在基材的一面形成了粘合剂层的基材。作为这种基材,可以列举例如:寺冈制作所公司市售的电气电子用胶带。可以使用“Kapton胶粘带”、“PPS薄膜胶粘带”、“PEI薄膜胶粘带”、“PEN薄膜胶粘带”、“聚酯薄膜胶粘带”等。
在本发明中,也可以使用具有许多贯穿孔的基材或金属箔基材等作为基材。
在此,所谓“具有贯穿孔的基材”是指在相对于基材平面大致垂直方向具有贯通的孔隙的基材。作为具有许多贯穿孔的基材,只要是可形成许多贯穿孔、且通过上述胶带剥离试验与多孔层不产生界面剥离,就没有特殊限定。作为构成这种具有许多贯穿孔的基材的材料,可列举例如:织物、无纺布、网眼布、冲孔薄膜等塑料薄膜或片材;金属网、冲孔金属、多孔金属板及蚀刻金属等金属箔或片材等,可以根据耐水性、耐热性、耐药品性等特性适当选择利用。其中,优选使用微细且具有规则结构的网眼布。另外,由于无纺布的成本相当低,因此也优选使用。
作为织物,可以利用选自如下纤维中的一种或两种的组合而形成的织物,所述纤维例如有:棉纤维、绢丝纤维等天然纤维;玻璃纤维、PEEK纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯并噁唑纤维(木纤维等)等树脂纤维、碳纤维等。
作为无纺布,可以利用选自如下纤维中的一种或两种的组合而形成的无纺布,所述纤维例如有:例如棉、羊毛、麻、纸浆、丝绸、矿物纤维等天然纤维;人造丝、尼龙、聚酯、聚丙烯、丙烯酸纤维、维尼纶、芳族聚酰胺纤维、液晶性聚酯(LCP)等化学纤维;玻璃纤维等。构成无纺布的基材的树脂的种类,可以根据耐热性、耐药品性、强度、成本等选择。
在网眼布中,因其网眼(纱和纱之间的缝隙的大小的微米数)、纱直径(纱的粗度的微米数)、筛孔(1英寸间的纱的根数)、网眼率(相对于整个筛孔的开孔部的比例)、厚度(筛孔的厚度的微米数)等不同而存在多个品种。网眼布的织法也各种各样,有ASTM(美国工业规格)、DIN(德国工业规格)、HD、XX、GG、HC&P、シユリンガ—等种类。可以从这些网眼布中适当选择使用具备想要的物性的网眼布。
作为冲孔薄膜,可列举通过对PET、聚酰亚胺等的薄膜实施冲裁加工等而冲成圆形、正方形、长方形、椭圆形等孔的冲孔薄膜。
作为金属网,可利用市售的平纹金属网、斜纹金属网、席型平纹金属网、席型斜纹金属网等。作为材质,可列举铁、不锈钢、铜、镍等。
作为冲孔金属,可列举通过对金属的箔或片材实施冲裁加工等而冲成圆形、正方形、长方形、椭圆形等孔的冲孔薄膜。作为材质,可列举铁、铝、不锈钢、铜、钛等。
作为多孔金属板,可以列举JIS规格的形状的多孔金属板。例如有XS63、XS42盖板等。作为材质,可以列举铁、铝、不锈钢等。
上述具有许多贯穿孔的基材可以通过蚀刻加工、冲裁加工、激光照射等加工方法等对应于材料的惯用方法来制造。其具有如下优点:利用这种具有许多贯穿孔的基材,通过向该表面涂敷高分子溶液并层叠多孔层,可以以优异的层间紧密粘合强度进行层叠。另外,可以得到如下效果:具有柔软性和优异的孔隙特性,另一方面,因其具有适度的刚性,故提高了适用性。
在具有许多贯穿孔的基材为网眼布时,基材表面的平均孔径(网眼:线材和线材之间的缝隙的大小)例如为30~1000μm、优选为40~200μm左右,表面开孔率(网眼率:相对于整个筛孔的开孔部的比例)例如为20~70%、优选为25~60%左右。当上述网眼及网眼率的各数值过低时,容易使层间紧密粘合性不充分、柔软性变低,当上述各数值过高时,容易使机械强度方面的刚性降低、适用性差,都不优选。
在具有许多贯穿孔的基材为冲孔薄膜或冲孔金属时,其表面开孔率为20~80%左右、优选为30~70%左右。当表面开孔率的数值过低时,容易使气体或液体的透过性变差,当数值过高时,容易使强度降低、适用性差,都不优选。
在具有许多贯穿孔的基材为金属网时,表面开孔率为20~80%左右、优选为25~70%左右。当表面开孔率的数值过低时,容易使气体或液体的透过性变差,当数值过高时,容易使强度降低、适用性差,都不优选。
在具有许多贯穿孔的基材为多孔金属板时,表面开孔率为20~80%左右、优选为25~70%左右。当表面开孔率的数值过低时,容易使气体或液体的透过性变差,当数值过高时,容易使强度降低、适用性差,都不优选。
基材可以是单层薄膜,也可以是由包含相同或不同的原材料的多层构成的复合薄膜。复合薄膜可以是根据需要使用粘接剂等层叠有多个薄膜的层叠薄膜,也可以是实施涂敷、蒸镀、溅射等处理而得到的薄膜。
另外,在基材的一面形成多孔层时,可以在层叠着多孔层的面和相反侧的面上形成粘合剂层,而且可以在粘合剂层上粘贴保护膜(脱膜薄膜)以使其容易操作。粘合剂层也可以在形成多孔层后在基材的相反面上形成,也可以在一面形成了粘合剂层的基材的相反面上形成多孔层。粘合剂层可以通过涂敷形成,也可以粘贴粘合剂薄膜。或者也可以是粘贴双面胶的方法。
本发明中的基材优选:在涂敷用于形成多孔层的高分子溶液(涂敷液)时、薄膜不发生或很少发生溶解或强烈变形等膜质变化的基材。
本发明中的具有许多贯穿孔的基材可以利用市售品。例如,作为无纺布,市售有:日本Vilene公司制造的聚丙烯类无纺布(商品名“FC-310”)、聚酯类无纺布(商品名“MF-80K”);dupont帝人アドバンスドペ—パ—公司制造的芳族聚酰胺无纺布(商品名“Nomex纸”410型、411型、414型、418型等);kuraray公司制造的液晶性聚酯(LCP)无纺布(商品名“ベクルス”MBBK-CKJ型、MBBK-KJ型等)等。另外,SEFAR公司制造的网眼布根据作为原材料的树脂而存在许多种类,具体而言,市售有:聚酯网眼布(商品名“PETEX”)、尼龙网眼布(商品名“NYTAL”)、碳网眼布(商品名“CARBOTEX”)、特氟纶(注册商标)网眼布(商品名“FLUORTEX”)、聚丙烯网眼布(商品名“PROPYLTEX”)、丝绸网眼布(商品名“SILK”)等、以及聚乙烯网眼布等。构成网眼布等的基材的树脂的种类可以根据耐热性、耐药品性等选择。
可以对基材实施粗糙化处理、易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理(喷砂消光处理)、电晕放电处理、等离子处理、化学蚀刻处理、水消光处理、火焰处理、酸处理、碱处理、氧化处理、紫外线照射处理、硅烷偶联剂处理等表面处理,也可以使用实施了这种表面处理的市售品。作为这种基材,可列举例如:涂敷碳而形成的尼龙或聚酯的网眼布等。
另外,也可以将上述多种表面处理组合进行。例如,可以利用对基材首先实施电晕放电处理、等离子处理、火焰处理、酸处理、碱处理、氧化处理、紫外线照射处理等任一种处理后进行硅烷偶联剂处理的方法等。根据基材的种类,上述方法与硅烷偶联剂的单独处理相比往往可强化处理,特别是聚酰亚胺系基材等可以期待高的效果。作为硅烷偶联剂,可以列举信越化学工业公司制造或日本能量公司制造的产品。
作为构成金属箔基材的材料,只要可以形成通过胶带剥离试验与多孔层不产生界面剥离的基材,就没有特殊限定,可以根据构成多孔层的材料适当选择。作为构成金属箔基材的材料,可列举例如:铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔等。这些材料可以单独使用或两种以上混合使用。
金属箔基材可以是单层也可以是由包含相同或不同的原材料的多层构成的复合薄膜。复合金属箔可以是根据需要使用粘接剂等层叠有多个金属箔的层叠薄膜,也可以是实施涂敷、蒸镀、溅射等处理而得到的复合金属箔。另外,在金属箔基材的一面形成多孔层的情况,可以在层叠多孔层的面和相反侧的面上形成粘合剂层,还可以在粘合剂层上粘贴保护膜(脱膜薄膜),以使其容易操作。
本发明中的金属箔基材优选:在涂敷用于形成多孔层的高分子溶液(涂敷液)时、薄膜不发生或很少发生溶解或强烈变形等膜质变化的金属箔基材。
作为本发明中的金属箔基材,也可以使用下面例示的市售品的薄膜状的金属箔。
铜箔市售有:福田金属箔粉工业株式会社制造的电解铜箔(品种:HTE、VP、HS、SV)、轧制铜箔(品种:RCF、RCF-AN)、三井金属矿业株式会社制造的电解铜箔(品种:HTE、VLP)、日本制箔株式会社制造的轧制铜箔等。
铝箔市售有:福田金属箔粉工业株式会社制造的铝箔、日本制箔株式会社制造的铝箔、住轻铝箔株式会社制造的铝箔。
铁箔市售有:东邦锌株式会社制造的铁箔。
另外,也可以使用在金属箔的一面涂敷有粘合剂的金属箔,作为具有上述构成的市售品,可以得到株式会社寺冈制作所的铜箔胶粘带、铝箔胶粘带、不锈钢箔胶粘带、导电性铜箔胶粘带、导电性铝箔胶粘带、屏蔽胶粘带(导电性布胶粘带)等。另外,也可以使用株式会社nitoms的不锈钢胶粘带等市售品。
也可以对金属箔基材实施粗糙化处理、易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理(喷砂消光处理)、电晕放电处理、等离子处理、化学蚀刻处理、水消光处理、火焰处理、酸处理、碱处理、氧化处理等表面处理,也可以使用实施了这种表面处理的市售品。这种金属箔基材可列举例如:实施了粗糙化处理的铜箔等。
金属箔基材的厚度例如为1~300μm,优选为5~200μm,进一步优选为5~100μm。当厚度过薄时,难以操作,另一方面,当其过厚时,往往柔软性降低。在上述例示的市售的基材中,有厚度为9μm、12μm、18μm、35μm、70μm等的基材,都可以使用。
多孔层的主要成分由例如高分子成分构成。作为构成多孔层的高分子成分,只要可以形成通过上述胶带剥离试验与多孔层不产生界面剥离的金属箔基材,就没有特殊限定,可以根据构成金属箔基材的材料适当选择。作为上述高分子成分,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂等塑料等。这些高分子成分可以单独使用或两种以上混合使用,另外,也可以单独或组合使用上述树脂的共聚物(接枝聚合物、嵌段共聚物、无规共聚物等)。而且,也可以使用主链和侧链上含有上述树脂的骨架(聚合物链)的聚合物。作为这种聚合物的具体例,可列举主链上含有聚硅氧烷和聚酰亚胺的骨架的含聚硅氧烷聚酰亚胺等。
其中,作为构成多孔层的高分子成分的优选实例,可列举将具有耐热性、可以进行热成形、机械强度和耐药品性及电特性均优异的聚酰胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂或聚酰亚胺系树脂作为主要成分的高分子成分。聚酰胺酰亚胺系树脂通常可以通过在利用偏苯三酸酐和二异氰酸酯的反应或偏苯三酸酐酰氯和二胺的反应进行聚合后进行酰亚胺化来制造。聚酰亚胺系树脂可以通过例如利用四羧酸成分和二胺成分的反应得到聚酰胺酸并将其进一步进行酰亚胺化来制造。在由聚酰亚胺系树脂构成多孔层时,由于当其进行酰亚胺化时溶解性变差,因此,大多首先在聚酰胺酸的阶段形成多孔膜后再进行酰亚胺化(热酰亚胺化、化学酰亚胺化等)。
基材可以是单层也可以是由包含相同或不同原材料的多层构成的复合薄膜。复合薄膜可以是根据需要使用粘接剂等层叠有多个薄膜的层叠薄膜,也可以是实施涂敷、蒸镀、溅射等处理而得到的复合薄膜。
本发明中的基材优选:在涂敷用于形成多孔层的高分子溶液(涂敷液)时、薄膜不发生或很少发生溶解或强烈变形等膜质变化的基材。
可以对基材实施易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理(喷砂消光处理)、电晕放电处理、等离子处理、化学蚀刻处理、水消光处理、火焰处理、酸处理、碱处理、氧化处理、紫外线照射处理、硅烷偶联剂处理等表面处理,也可以使用实施了这种表面处理的市售品。作为这种基材,可列举例如:实施了易粘接处理或抗静电处理的PET薄膜、等离子处理过的聚酰亚胺薄膜等。
另外,也可以将上述多种表面处理组合进行。例如,可以利用对基材首先实施电晕放电处理、等离子处理、火焰处理、酸处理、碱处理、氧化处理、紫外线照射处理等任一种处理后进行硅烷偶联剂处理的方法等。根据基材的种类,上述方法与硅烷偶联剂的单独处理相比往往可强化处理,特别是聚酰亚胺系基材等可以期待高的效果。作为硅烷偶联剂,可以列举信越化学工业公司制造或日本能量公司制造的产品。
基材的厚度例如为1~300μm,优选为5~200μm,进一步优选为5~100μm。当厚度过薄时,难以操作,另一方面,当其过厚时,往往柔软性降低。在上述例示的市售的基材中,有厚度为12μm、12.5μm、25μm、50μm、75μm、125μm等的基材,都可以使用。
特别是在使用具有许多贯穿孔的基材时,具有许多贯穿孔的基材的厚度例如为1~1000μm,优选为5~200μm,进一步优选为5~100μm。当具有许多贯穿孔的基材的厚度过薄时,难以操作,另一方面,当其过厚时,往往柔软性降低。
多孔层的主要成分由例如高分子成分构成。作为构成多孔层的高分子成分,只要可以形成通过上述胶带剥离试验与多孔层不产生界面剥离的基材,就没有特殊限定,可以根据构成基材的材料适当选择。作为上述高分子成分,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂等塑料等。这些高分子成分可以单独使用或两种以上混合使用,另外,也可以单独或组合使用上述树脂的共聚物(接枝聚合物、嵌段共聚物、无规共聚物等)。而且,也可以使用主链和侧链上含有上述树脂的骨架(聚合物链)的聚合物。作为这种聚合物的具体例,可列举主链上含有聚硅氧烷和聚酰亚胺的骨架的含聚硅氧烷聚酰亚胺等。
其中,作为构成多孔层的高分子成分的优选实例,可列举将具有耐热性、可以进行热成形、机械强度和耐药品性及电特性均优异的聚酰胺酰亚胺系树脂或聚酰亚胺系树脂作为主要成分的高分子成分。聚酰胺酰亚胺系树脂通常可以通过在利用偏苯三酸酐和二异氰酸酯的反应或偏苯三酸酐酰氯和二胺的反应进行聚合后进行酰亚胺化来制造。聚酰亚胺系树脂可以通过例如利用四羧酸成分和二胺成分的反应得到聚酰胺酸并将其进一步进行酰亚胺化来制造。在由聚酰亚胺系树脂构成多孔层时,由于当其进行酰亚胺化时溶解性变差,因此,大多首先在聚酰胺酸的阶段形成多孔膜后再进行酰亚胺化(热酰亚胺化、化学酰亚胺化等)。
多孔层的厚度例如为0.1~100μm,优选为0.5~70μm,进一步优选为1~50μm。当厚度过薄时,难以进行稳定地制造,另一方面,当其过厚时,难以均匀地控制孔径分布。
特别是在使用具有许多贯穿孔的基材时,多孔层的厚度例如为0.1~1000μm,优选为0.5~500μm,进一步优选为1~200μm。当厚度过薄时,难以进行稳定地制造,另一方面,当其过厚时,难以均匀地控制孔径分布。
本发明的多孔膜层叠体的基材和多孔层之间不夹有其他层、以在上述胶带剥离试验中不发生界面剥离的程度的层间紧密粘合强度进行层叠。作为提高基材和多孔层的紧密粘合性的方法,可列举例如:在基材中的层叠多孔层一侧的表面实施喷砂处理(喷砂消光处理)、电晕放电处理、酸处理、碱处理、氧化处理、紫外线照射处理、等离子处理、化学蚀刻处理、水消光处理、火焰处理、硅烷偶联剂处理等适当的表面处理的方法;组合使用可以发挥良好的紧密粘合性(亲和性、相容性)的材料作为构成基材和多孔层的成分的方法等。作为硅烷偶联剂,可以使用上述例示的硅烷偶联剂。上述表面处理可以多种组合而实施,根据基材,优选组合实施硅烷偶联剂处理和其他处理。
从基材和多孔层的紧密粘合性的角度来考虑,本发明的多孔膜层叠体优选具有如下结构:例如,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成基材的材料选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂中的至少一种。从同样的角度来考虑,作为多孔膜层叠体的优选方式,可列举:构成基材和多孔层的各成分部分相同或全部相同、例如构成两层的高分子化合物的单体单元的至少一部分相同。这种多孔膜层叠体包含:例如构成基材/多孔层的材料由聚酰亚胺/聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺/聚酰亚胺、聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺/聚酰亚胺、聚酰亚胺/聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺/聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺等组合构成的层叠体。
另外,从具有许多贯穿孔的基材和多孔层的紧密粘合性的角度来考虑,本发明的多孔膜层叠体优选具有如下结构:例如,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成具有许多贯穿孔的基材的材料选自织物、无纺布、网眼布、冲孔薄膜、金属网、冲孔金属、多孔金属板、蚀刻金属中的至少一种。
而且,从金属箔基材和多孔层的紧密粘合性的角度来考虑,本发明的多孔膜层叠体优选具有如下结构:例如,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种,构成金属箔基材的材料选自铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔中的至少一种。
本发明中的多孔层存在许多具有连通性的微孔,该微孔的平均孔径(=薄膜内部的平均孔径)为0.01~10μm。微孔的平均孔径优选为0.05~5μm。当平均孔径为上述范围外时,在难以得到根据用途所希望的效果方面,孔隙特性差,例如,当尺寸过小时,往往会导致缓冲性能降低、油墨的浸透性降低、绝缘性或隔热性降低等,当其过大时,有时油墨扩散或难以形成微细的配线。
多孔性薄膜的内部的平均孔隙率例如为30~80%,优选为40~80%,进一步优选为45~80%。当孔隙率为上述范围外时,难以得到根据用途所希望的孔隙特性,例如当孔隙率过低时,有时介电常数上升,或缓冲性能降低,或油墨不能浸透,或隔热性降低,即使填充功能性材料也不能得到所希望的效果,当孔隙率过高时,强度、抗弯曲性可能变差。另外,作为多孔性薄膜的表面的开孔率(表面开孔率),例如为48%以上(例如48~80%),优选为60~80%左右。当表面开孔率过低时,除发生透过性能不充分的情况之外,即使在孔隙中填充功能性材料往往也不能充分发挥其功能,当其过高时,抗弯曲性容易降低。
多孔层在基材的至少一面形成即可,也可以在两面形成。通过在基材的两面形成多孔层,可以有效利用其孔隙特性,得到在两面赋予低介电常数、缓冲性、油墨显像性、隔热性等的多孔膜层叠体。而且,通过用功能性材料填充两面的孔隙,可以用作电路用基板、散热材料(散热器、散热板)、电磁波隔板或电磁波吸收体等电磁波控制材料、电池用隔板、电容器(纸电容器、塑料薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器、电解电容器等)、低介电常数材料、隔板、缓冲材料、油墨显像片材、试纸、绝缘材料、隔热材料、细胞培养基材、催化剂基材(催化剂载体)等宽范围的基板材料。也可以通过在两面的孔隙中填充不同的功能性材料来赋予多种功能。当然,也可以一面仍然为孔隙、另一面填充功能性材料而使用。
也可以对本发明的多孔膜层叠体的多孔层实施赋予耐药品性的处理。通过对多孔膜层叠体赋予耐药品性,在多孔膜层叠体的多种利用方式中,在其与溶剂、酸、碱等接触时可以避免层间剥离、溶胀、溶解、变质等不良情况这一点上是有利的。作为赋予耐药品性的处理,可列举:利用热、紫外线、可见光、电子束、放射线等进行的物理处理;在多孔层上覆盖耐药品性高分子等的化学处理等。
例如,本发明的多孔膜层叠体的多孔层可以用耐药品性高分子覆盖。这种多孔膜层叠体可在例如多孔层的表面或内部的微孔表面形成耐药品性的被膜,可以构成具有耐药品性的层叠体。在此,所谓药品,是公知的使现有的构成多孔性薄膜的树脂发生溶解、溶胀、收缩、分解,降低作为多孔性薄膜的功能的药品,因多孔层及基材的构成树脂的种类而异,不能一概而论,作为这种药品的具体例,可列举:二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、2-吡咯烷酮、环己酮、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙烯腈、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、四氢呋喃(THF)等强极性溶剂;氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾等无机盐;三乙基胺等胺类;溶解有氨等碱的水溶液或有机溶剂等碱溶液;氯化氢、硫酸、硝酸等无机酸;溶解有乙酸、邻苯二甲酸等具有羧酸的有机酸等酸的水溶液或有机溶剂等酸性溶液;及它们的混合物等。
作为耐药品性高分子化合物,只要对强极性溶剂、碱、酸等药品具有优异的耐性,就没有特殊限制,可列举例如:酚系树脂、二甲苯系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树脂、苯并胍胺系树脂、苯并噁嗪系树脂、醇酸系树脂、三嗪系树脂、呋喃系树脂、不饱和聚酯、环氧系树脂、硅系树脂、聚氨酯系树脂、聚酰亚胺系树脂等热固性树脂或光固性树脂;聚乙烯醇、乙酸纤维素系树脂、聚丙烯系树脂、氟系树脂、邻苯二甲酸系树脂、马来酸系树脂、饱和聚酯、乙烯-乙烯醇共聚物、壳多糖、壳聚糖等热塑性树脂等。这些高分子化合物可以使用一种或混合使用两种以上。另外,高分子化合物可以是共聚物也可以是接枝聚合物。
由用这种耐药品性高分子覆盖的多孔层构成的多孔膜层叠体,即使在与上述强极性溶剂、碱、酸等药品接触时,多孔层也完全不发生溶解或溶胀变形等变质,或可以抑制对使用目的及用途没有影响的程度的变质。例如,在多孔层和药品接触的时间短的用途中,只要赋予在该时间内不变质的程度的耐药品性即可。
需要说明的是,由于上述耐药品性高分子化合物大多同时具有耐热性,因此,与用耐药品性高分子化合物覆盖多孔层之前相比,耐热性降低的可能性少。
另外,在本发明中,也可以是在构成多孔层的微孔中填充有功能性材料的构成。作为功能性材料,可列举例如:铁素体微粒、金属微粒(包含金属氧化物微粒等含金属微粒)、炭黑、碳纳米管、富勒烯、氧化钛、钛酸钡等。功能性材料的填充条件没有特殊限定,通过以亚微米~微米单位的分解能进行填充,可抑制多孔层本来具有的孔隙特性的损失,而且可以提高容易调整功能性材料的填充量等的适用性、操作性,故优选。在填充功能性材料时,当多孔层的微孔过小时,难以填充功能性材料,当其过大时,难以将功能性材料的填充控制为亚微米~微米单位,因此,微孔的平均孔径优选为上述数值范围内,薄膜表面的最大孔径优选为15μm以下。
本发明的多孔膜层叠体往往会发生多孔层的孔隙率提高、或使孔径减小时形成多孔结构而导致多孔层部分的强度变弱、或与基材的紧密粘合强度降低。通过利用后述的方法使多孔结构消失,可以增强多孔层部分的强度,或提高与基材的紧密粘合强度。另外,通过使多孔结构消失,可以抑制可见光的漫反射,使其变得透明,因此可以应用于广泛的用途。
由于本发明的多孔膜层叠体为在柔软的多孔膜上层叠有基材的构成,因此,具有如上所述的优异的孔隙特性,同时备有充分的抗弯曲性。抗弯曲性是,反复进行基于下述条件的弯曲试验至被检材料断裂的次数为10次以上时评价为具有抗弯曲性。另外,判断依据为:至断裂的弯曲次数越高,其具有的抗弯曲性越优异,例如,在电子材料等要求反复弯曲的用途中,优选具有至断裂的次数为100次以上程度的抗弯曲性。弯曲试验使用东洋精机制作所制造的MIT抗疲劳试验机MIT-D,在样品形状15×110mm、弯曲角度135°、弯曲面的曲率半径(R)0.38mm、弯曲速度175cpm、张力4.9N的条件下,按照JIS C 5016的抗弯曲试验进行。
根据本发明的多孔膜层叠体,还包含即使弯曲次数为20000次也不断裂、具有非常优异的抗弯曲的多孔膜层叠体。因此,可以发挥优异的加工性、成形性,可以以多种方式应用于广泛的用途。
另外,由具有许多贯穿孔的基材构成的多孔膜层叠体,由于其为具有许多贯穿孔的基材和高分子多孔层以优异的紧密粘合性一体化而成的结构,因此,具备高的机械强度。因此,在即使在多孔膜层叠体的总厚度低于例如100μm左右的很薄的情况下也可以发挥充分的强度方面是有利的。
本发明的优选方式为具有多孔层的多孔膜层叠体,所述多孔层覆盖在基材的一面或两面,有具有连通性的许多微孔,且该微孔的平均粒径为0.01~10μm,该多孔层的厚度为0.1~100μm、孔隙率为30~80%、基材的厚度为1~300μm。这种多孔膜层叠体可以通过适当设定构成多孔层及基材的材料、厚度、制造条件等来制造。
另外,基材由具有许多贯穿孔的基材构成时的优选方式为具有多孔层的多孔膜层叠体,所述多孔层覆盖在基材的一面或两面,有具有连通性的许多微孔,且该微孔的平均粒径为0.01~10μm,该多孔层的厚度为0.1~1000μm、孔隙率为30~80%、基材的厚度为1~1000μm。这种多孔膜层叠体可以通过适当设定构成多孔层及基材的材料、厚度、制造条件等来制造。
这种多孔膜层叠体可以通过如下方法来制造,例如,在将高分子溶液向基材上流延成薄膜状、使其与凝固液接触实施多孔化处理后,直接进行干燥,得到基板和多孔层的层叠体的方法;在实施了上述多孔化处理后,转印于支持体等的表面,进行干燥,由此得到在支持体上层叠有多孔性薄膜的层叠体的方法。在本发明中,如以下所详述,优选使用前者的方法。作为使其与凝固液接触而进行多孔化的方法,可以使用例如:利用湿式相转换法得到薄膜的方法(例如参照特开2001-145826号公报)、干式相转换法(例如参照国际公开公报WO98/25997号小册子等)及使用溶剂置换速度调整材料的方法(例如参照特开2000-319442号公报、特开2001-67643号公报)等公知的方法。
本发明的多孔膜层叠体的制造方法的特征在于,在将高分子溶液向基材上流延成薄膜状后,导入凝固液,然后进行干燥,在基材的至少一面层叠多孔层,由此得到多孔膜层叠体。根据该方法,由于是在使用湿式相转换法在基材上形成多孔层后直接进行干燥,因此,多孔层可以在形成的同时紧密粘合于基材表面并进行层叠,所以可以提高制造效率。另外,由于具有许多微孔的多孔层柔软,因此,构成多孔层的薄膜单体难以使用,难以进行层叠工序,但根据在制膜的同时进行层叠的本发明的制造方法,可以避免这种问题,可以容易地得到直接层叠有具有优异的孔隙特性的多孔层和基材的多孔膜层叠体。
作为基材,优选使用在与凝固液接触时不容易劣化的基材,可列举例如作为形成构成多孔膜层叠体的基材的材料于上述例示的基材。
在上述方法中,在基材由包含无纺布、冲孔薄膜、冲孔金属或蚀刻金属的具有许多贯穿孔的基材构成时,由于基材表面的结构除贯穿孔部以外由平面构成,因此优选多孔层在平面上形成。另一方面,在具有许多贯穿孔的基材由网眼布、金属网、多孔金属板构成时,由于基材表面的结构为基本上没有平面、具有编成纤维状的构成,因此,大多数情况下高分子溶液容易进入其空隙,成为多孔层覆盖基材的一体化的状态。
作为具有许多贯穿孔的基材,优选使用在与凝固液接触时不容易劣化的基材,可列举例如作为形成构成多孔膜层叠体的基材的材料于上述例示的基材。
作为进行流延的高分子溶液,可以使用包含例如构成多孔层的原材料的高分子成分、水溶性聚合物、水溶性极性溶剂、根据需要的包含水的混合溶液等。
作为构成多孔层的原材料的高分子成分,优选在水溶性极性溶剂中具有溶解性并可利用相转换法形成薄膜的高分子成分,可以使用一种或混合使用两种以上上述例示的高分子成分。另外,可以使用该高分子成分的单体成分(原料)、其低聚物、亚酰胺化或环化等之前的前体等代替构成多孔层的高分子成分。
为了将膜结构做成多孔的海绵状,向进行流延的高分子溶液添加水溶性聚合物或水是有效的。作为水溶性聚合物,可列举例如:聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸、多糖类等或其衍生物、以及它们的混合物等。其中,在抑制薄膜内部中的空隙的形成、可以提高薄膜的机械强度方面,优选聚乙烯基吡咯烷酮。这些水溶性聚合物可单独使用或两种以上组合使用。从多孔化的角度来考虑,为了多孔化,水溶性聚合物的分子量为200以上为宜,优选为300以上,特别优选为400以上(例如400~20万左右),特别是分子量可以为1000以上。可以通过添加水来调整空隙直径,例如,当增加向聚合物溶液添加水的量时,可以增大空隙直径。
水溶性聚合物对将膜结构做成海绵状非常有效,通过变更水溶性聚合物的种类和量,可以得到多种结构。因此,为了赋予所希望的孔隙特性,水溶性聚合物非常优选用作形成多孔层时的添加剂。另一方面,水溶性聚合物是最终不构成多孔层而应该除去的非必要成分。在利用湿式相转换法的本发明的方法中,水溶性聚合物在浸渍于水等凝固液中而进行相转换的工序中被清洗除去。与此相对,在干式相转换法中,不构成多孔层的成分(非必要成分)通过加热被除去,由于水溶性聚合物通常不适合加热除去,因此,非常难以用作添加剂。如上所述,利用干式层转换法难以形成多种孔隙结构,与此相对,本发明的制造方法在可以容易地制造具有所希望的孔隙特性的多孔膜层叠体方面是有利的。
作为水溶性极性溶剂,可列举例如:二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、2-吡咯烷酮及它们的混合物等,可以根据用作上述高分子成分的树脂的化学骨架使用具有溶解性的水溶性极性溶剂(高分子成分的良溶剂)。
作为进行流延的聚合物溶液,优选包含作为构成多孔性薄膜的原材料的高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物5~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%的混合溶液等。此时,当高分子成分的浓度过低时,多孔层的厚度不充分,难以得到所希望的孔隙特性,另外,当其过高时,存在孔隙率变小的倾向。水溶性聚合物是为了将薄膜内部做成均质的海绵状的多孔结构而添加的,此时,当浓度过低时,在薄膜内部产生超过10μm那样的巨大空隙,均质性降低。另外,当水溶性聚合物的浓度过高时,溶解性变差,此外,当其超过50重量%时,容易产生薄膜强度变弱等不良情况。水的添加量可以用于空隙直径的调整,可以通过增加添加量来增大直径。
在将高分子溶液流延成薄膜状时,希望在将该薄膜在由相对湿度70%~100%、温度15~90℃构成的氛围下保持0.2~15分钟后导入由高分子成分的非溶剂构成的凝固液。通过将流延后的薄膜状物放置在上述条件下,可以使多孔层成为均质且连通性高的状态。通常认为其原因在于,通过放置在加湿条件下,水分从薄膜表面浸入到内部,有效地促进高分子溶液的相分离。特别优选的条件是:相对湿度为90~100%、温度为30~80℃,相对湿度约为100%(例如95~100%)、温度为40~70℃。当空气中的含水量比其少时,有时会产生表面的开孔率不充分的不良情况。
利用上述方法,可以容易地成形具有连通性的许多微孔、且该微孔的平均孔径为0.01~10μm的多孔层。构成本发明中的多孔膜层叠体的多孔层的微孔直径、孔隙率、开孔率,如上所述,可以通过适当选择高分子溶液的构成成分的种类及量、水的用量、流延时的湿度、温度及时间等调整到所希望的值。
作为用于相转换法的凝固液,只要是使高分子成分凝固的溶剂即可,可根据用作高分子成分的高分子的种类适当选择,例如,只要是使聚酰胺酰亚胺系树脂或聚酰胺酸凝固的溶剂即可,可以使用例如:水;甲醇、乙醇等一元醇;甘油等多元醇等醇;聚乙二醇等水溶性高分子;它们的混合物等水溶性凝固液等。
在本发明的制造方法中,导入凝固液在基材表面成形多孔层后,直接进行干燥,由此可制造具有在基材的表面直接层叠有多孔层的结构的多孔膜层叠体。干燥方法没有特殊限定,只要是可以除去凝固液等溶剂成分的方法即可,可以是加热下干燥,也可以是利用室温自然干燥。加热处理的方法没有特殊限定,可以是热风处理、热辊处理或投入恒温槽及烘箱等中的方法,只要是能将多孔膜层叠体控制在所规定的温度的方法即可。加热温度可以从例如室温~600℃左右的宽范围中选择。加热处理时的氛围可以是空气,也可以是氮气或非活性气体。使用空气的情况是最廉价的,但有可能伴有氧化反应。避免这种情况可使用氮气或非活性气体,从成本方面来考虑,优选氮气。加热条件可考虑生产性、多孔层及基材的物性等适当设定。通过进行干燥,可以得到在基材表面直接成形有多孔层的多孔膜层叠体。
对这样得到的多孔膜层叠体,可进一步使用热、可见光、紫外线、电子束、放射线等实施交联处理。通过上述处理,构成多孔层的前体进行聚合、交联、固化等,形成高分子化合物,在由高分子化合物构成高分子多孔层时进行交联、固化等,可以得到具有刚性、耐药品性等特性进一步提高了的多孔层的多孔膜层叠体。例如,在使用聚酰亚胺系前体成形好的多孔层中,通过进一步实施热酰亚胺化或化学酰亚胺化等,可以得到聚酰亚胺多孔层。在使用聚酰胺酰亚胺系树脂成形好的多孔层中可以实施热交联。需要说明的是,热交联可以在导入凝固液后与用于进行干燥的加热处理同时实施。
上述交联处理往往根据情况在高分子多孔层和基材薄膜之间发生交联反应。由此提高基材薄膜和多孔层的紧密粘合性。例如,当对形成了聚酰亚胺系前体的多孔层的聚酰亚胺薄膜进行热处理时,前体在成为聚酰亚胺的同时紧密粘合在聚酰亚胺薄膜上。另外,当对形成了聚酰胺酰亚胺系树脂的多孔层的聚酰亚胺薄膜进行热处理时,多孔层紧密粘合于聚酰亚胺薄膜上。
根据本发明的制造方法,可以容易地得到基材薄膜的一面或两面被高分子多孔层覆盖、高分子多孔层有具有连通性的许多微孔、该微孔的平均孔径为0.01~10μm的具有多孔层的薄膜。
对本发明的多孔膜层叠体而言,只要在基材的至少一面层叠多孔层即可,也可以在基材的两面具有多孔层。另外,在多孔层中可以填充功能性材料,在具有多个多孔层时,可以填充相同或不同种类的功能性材料。而且,为了对多孔膜层叠体赋予所希望的特性,可以根据需要实施热处理或被膜形成处理。
由于本发明的多孔膜层叠体具有上述构成,因此,可以在广泛的领域中应用于多种用途。具体而言,直接利用多孔层具有的孔隙特性,可以用作例如低介电常数材料、隔板、缓冲材料、油墨显像材料、试纸、绝缘材料、隔热材料等。而且,作为在多孔膜层叠体上层叠有其他层(金属镀覆层、磁性镀覆层等)的复合材料,另外,通过以多孔层的孔隙中填充有功能性材料的形态使用,可以用作例如电路用基板、散热材料(散热板)、电磁波挡板或电磁波吸收体等电磁波控制材料、电池用隔板、电容器(纸电容器、塑料薄膜电容器、陶瓷电容器、云母电容器、电解电容器等)、细胞培养基材、催化剂基材(催化剂载体)等。
另外,本发明的多孔膜层叠体也可以用作试纸。试纸在实验用、医疗用等中被广泛使用,可列举例如:pH试纸(例如石蕊试纸)、水质检测试纸(例如离子试纸)、油试纸、水分试纸、臭氧试纸、尿试纸、血液试纸等。上述离子试纸可以定性或定量地检测金属离子及阴离子。尿试纸可以定量地检测尿糖、尿蛋白、潜血等。血液试纸可以定量地检测血糖值等。由于这些试纸的测定方法简单,因此,使用机会逐年增加。
本发明的多孔膜层叠体,由于多孔层紧密粘合于基材,因此,在使用上可以确保充分的强度。另外,由于多孔层可以吸附判定中所使用的指示剂,因此为优选的介质。另外,由于可以保持水等溶剂、尿、血液等样品,因此优选用于这些用途。
其中,用具有许多贯穿孔的基材构成的多孔膜层叠体可以适合用作过滤器。由于在具有许多贯穿孔的基材上形成多孔层,因此,基材可以确保充分的强度。由于多孔性薄膜的孔隙率高,因此,还有可能向单个多孔性薄膜的强度不充分的用途扩展。作为使用了本发明的多孔膜层叠体的过滤器,可列举例如:水等水溶液的过滤及空气等气体的过滤用过滤器;可除去亚微米以上的杂质的废水处理用过滤器;红细胞的分离等血液等过滤用过滤器;将粉尘、花粉、真菌、螨的尸体等从空气中分离的空调用过滤器等。本发明的多孔膜层叠体还可以用作空调中所使用的氧富集膜用的基材。
本发明的多孔膜层叠体还优选用作电池用隔板。电池用隔板在分离正负极的同时,需要电解液的保持性优异、离子导电性良好。另外,要求具备耐热性、柔软性、强度等各种特性。根据本发明的多孔膜层叠体,可以均衡地发挥这些特性,因此,作为各种电池用隔板是非常有用的。
本发明的多孔膜层叠体也可以用作燃料电池用电解质膜的基材。近年来,作为便携设备用电源,一直进行着直接甲醇型燃料电池(DMFC)的开发。DMFC是将甲醇直接导入电池内作为燃料的燃料电池。目前,DMFC大多是以杜邦公司的“Nafion”为代表的聚全氟烷基磺酸系电解质膜(氟系电解质膜)的研讨例,但因这些膜与甲醇的亲和性高导致电解质膜因甲醇发生溶胀,从而发生甲醇交叉(甲醇透过电解质膜),能量损失的问题迫在眉睫。根据本发明的多孔膜层叠体,可以提供能够解决上述问题的燃料电池用电解质膜。
本发明的多孔膜层叠体还可以用作电解质膜的骨架。由于多孔膜层叠体可以将对甲醇等溶剂有耐性的网眼布(例如尼龙、聚酯、聚丙烯、四氟乙烯树脂等网眼布)用作基材,因此,可以防止基材的溶胀。而且,由于多孔层部的连通性优异、形成有微细的孔隙,因此,通过在孔内填充电解质,可以做成燃料电池用电解质膜。
作为燃料电池的种类,此外也有被用作汽车用电池等的固体高分子型燃料电池(PEFC)。其是以氢气为燃料使用的燃料电池,但在氟系电解质膜中仍然存在氢气交叉的问题。为了确保质子的导电性,需要在用水使电解质膜湿润的状态下使用,氟系电解质膜仍然发生由水引起的溶胀,氢气交叉成为问题。
由于多孔膜层叠体可以将具有耐水性的网眼布(例如尼龙、聚酯、聚丙烯、四氟乙烯树脂等网眼布)作为基材使用,因此,可以防止基材的溶胀。而且,由于多孔层部的连通性优异、形成有微细的孔隙,因此,通过在孔内填充电解质,可以做成PEFC用燃料电池用电解质膜。
本发明的复合材料的特征在于,在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层的表面层叠有金属镀覆层及/或磁性镀覆层。
金属镀覆层可以在例如多孔层表面及内部的微孔表面作为薄薄的金属包壳而形成,也可以是用金属填充了孔隙的方式。作为构成金属镀覆层的金属,可以列举例如:铜、镍、银、金、锡、铋、锌、铝、铅、铬、铁、铟、钴、铑、铂、钯及它们的合金等。而且,也可以列举镍-磷、镍-铜-磷、镍-铁-磷、镍-钨-磷、镍-钼-磷、镍-铬-磷、镍-硼-磷等多种含有金属以外的元素的合金被膜。金属镀覆层可以将上述金属单独使用或多种组合使用,可以是单层,也可以层叠多层。
作为构成磁性镀覆层的材料,只要是具有磁性的化合物就没有特殊限定,可以是强磁性体及常磁性体的任一种,可以例示例如:镍-钴、钴-铁-磷、钴-钨-磷、钴-镍-锰等合金;由甲氧基乙腈聚合物等具有可以产生自由基的部位的化合物、十甲基二茂铁的电荷转移络合物等金属络合物系化合物、石墨化途中作为碳材料的聚丙烯腈等化合物构成的有机磁性体等。
这种复合材料可以利用公知的方法制造,所述公知的方法为在上述本发明的多孔膜层叠体的多孔层表面用金属或有机化合物形成层的方法。
在金属镀覆层的形成中,可以利用例如无电解镀覆及电解镀覆等公知的方法。在本发明的多孔膜层叠体中,在用高分子成分构成多孔层方面优选使用后述的无电解镀覆,也可以组合使用无电解镀覆和电解镀覆。
用于形成金属镀覆层的镀覆液已知有各种组成的镀覆液,也可以得到制造厂出售的镀覆液。镀覆液的组成没有特殊限定,只要选择符合各种要求(美观、硬度、耐磨损性、耐变色性、耐腐蚀性、电传导性、热传导性、耐热性、滑动性、疏水性、濡湿性、糊濡湿性、密封性、电磁波屏蔽特性、反射特性等)的镀覆液即可。
本发明的复合材料的制造方法通过如下方法来进行,所述方法包含:在构成上述本发明的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面涂敷由利用光照射而生成反应基团的化合物构成的感光性组合物、设置感光层的工序;借助掩模对上述感光层进行曝光、在曝光部生成反应基团的工序;及使曝光部生成的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序的方法;或包含:在上述本发明的复合材料的制造方法中,使用利用光照射使反应基团消失的化合物代替利用光照射而生成反应基团的化合物、在曝光部使反应基团消失的工序;及使残留在未曝光部的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序。
作为利用光照射而生成反应基团的化合物,只要是在分子内生成可与金属(含有金属离子)形成键的反应基团的化合物,就没有特殊限定,可列举例如:含有选自鎓盐衍生物、锍盐衍生物、羧酸衍生物及萘醌二叠氮衍生物中的至少1种衍生物的感光性化合物等。这些感光性化合物富于通用性,利用光照射能够容易地生成可与金属结合的反应基团,因此,可以使具有微细图案的导电部的精度良好。
作为利用光照射使反应基团消失的化合物,可列举例如:其具有可与金属(含有金属离子)形成键的反应基团的化合物,利用光照射该反应基团生成疏水性官能团,成为在水中难以溶解或溶胀的化合物等。
上述利用光照射生成或消失的反应基团,只要是可与上述金属(含有金属离子)形成键的反应基团,就没有特殊限定,可以例示例如:可与金属离子进行离子交换的官能团等,优选列举阳离子交换性基团。阳离子交换性基团包含例如-COOX基团、-SO3X基团或-PO3X2基团等酸性基团(其中,X为氢原子、碱金属或碱土金属及属于周期表I、II族的典型金属、铵基)等。其中,利用pKa值为7.2以下的阳离子交换性基团,可以与每单位面积充足的金属形成键,因此,可以容易地得到所希望的导电性,优选。这种反应基团在下一工序中进行金属离子交换,可以发挥由金属还原体及金属微粒形成的稳定的吸附能。
作为照射光,只要可以促进反应基团的生成或消失,就没有特殊限定,可以使用例如280nm以上的波长的光,但为了避免多孔膜层叠体因曝光发生劣化,优选使用波长优选为300nm以上(300~600nm左右)、特别是350nm以上的光。
在借助掩模进行光照射后,根据需要进行清洗,由此可以在曝光部或未曝光部形成由反应基团构成的图案。利用以下所示的方法使这样设置在多孔层表面的反应基团与金属键合,可形成导体图案。
在本发明中,作为将反应基团与金属键合的方法,优选使用利用无电解镀覆的方法。已知无电解镀覆一般作为在用塑料等形成的树脂层上层叠金属的方法是有用的。为了提高与金属的紧密粘合性,多孔膜层叠体的多孔膜表面也可以预先实施脱脂、清洗、中和、催化处理等处理。作为上述催化处理,可以使用例如在被处理面上使可以促进金属析出的催化剂金属附着的催化剂金属核形成法等。催化剂金属核形成法可列举:在使其与含有催化剂金属(盐)的胶体溶液接触后,与酸或碱溶液或还原剂接触,促进化学镀覆的方法(催化剂(催化剂)-加速剂(促进剂)法);在使其与含有催化剂金属微粒的胶体溶液接触后,通过加热等除去溶剂或添加剂等,形成催化剂金属核的方法(金属微粒法);在使其与含有还原剂的酸或碱溶液接触后,与催化剂金属的酸或碱溶液接触,并接触激活(激活)液,使催化剂金属析出的方法(光敏处理(敏化)-激活(激活)法)等。
作为催化剂-加速剂法中的含催化剂金属(盐)溶液,可以使用例如锡-钯混合溶液、硫酸铜等含金属(盐)的溶液等。对催化剂-加速剂法而言,例如,在将多孔膜层叠体浸渍于硫酸铜水溶液中后,根据需要清洗除去过量的硫酸铜,然后浸渍于硼氢化钠的水溶液中,由此可以在多孔膜层叠体的多孔层表面形成由铜微粒构成的催化剂核。对金属微粒法而言,例如,在使分散有银纳米粒子的胶体溶液与多孔层表面接触后,进行加热除去表面活性剂或粘合剂等添加剂,由此可以使多孔层表面析出由银粒子构成的催化剂核。对光敏处理-激活法而言,例如,在使其与氯化锡的盐酸溶液接触后,与氯化钯的盐酸溶液接触,由此析出由钯构成的催化剂核。作为使这些处理液接触多孔膜层叠体的方法,可以使用在使金属镀覆层层叠的多孔层表面进行涂敷的方法、使多孔膜层叠体浸渍于处理液中的方法等。
在上述催化剂金属核形法成中,在使一个表面为基材、另一表面为多孔层构成的多孔膜层叠体浸渍于处理液中时,优选基材由均质的层构成。在将一面具有均质的基材的多孔膜层叠体浸渍于处理液中时,不仅在多孔膜层叠体的多孔层表面形成催化剂核,而且在基材表面也形成催化剂核,在表面积大的多孔层表面,大量的催化剂核附着,而且容易保持,与此相对,在均质的基材上,由于基材薄膜表面平滑,因此催化剂核难以析出,而且容易脱落。在这样形成了足够量的催化剂核的多孔层表面,可以继续利用无电解镀覆选择性地形成金属镀覆层。
作为无电解镀覆中所使用的主要的金属,可以列举例如铜、镍、银、金、镍-磷等。用于无电解镀覆的镀覆液除了含有例如上述金属或其盐以外,还含有甲醛、肼、次磷酸钠、硼氢化钠、抗坏血酸、乙醛酸等还原剂、乙酸钠、EDTA、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、甘氨酸等络合剂或析出控制剂等,这些大多有市售品而可以简单地得到。可通过在上述镀覆液中浸渍实施了上述处理的多孔膜层叠体来进行无电解镀覆。需要说明的是,通过在多孔膜层叠体的一面粘贴有保护片的状态下实施无电解镀覆,可仅在另一面实施无电解镀覆,因此,可以防止例如金属在基材等上析出。
金属镀覆层的厚度没有特殊限定,可以根据用途适当选择,例如为0.01~20μm左右,优选为0.1~10μm左右。为了有效地增大金属镀覆层的厚度,往往实施例如使无电解镀覆和电解镀覆组合而形成金属镀覆层的方法。即,由于利用无电解镀覆形成了金属被膜的多孔层表面被赋予导电性,因此,通过接下来实施更有效的电解镀覆,可以在短时间内得到厚的金属镀覆层。
上述方法特别优选作为得到用于电路基板、散热材料或电磁波控制材料的复合材料的方法。
电路基板通过如下方法制造:一般使以玻璃环氧树脂或聚酰亚胺等为原材料的基板表面贴合铜箔,利用蚀刻除去铜箔的不需要的部分,由此形成配线。但是,这种现有方法难以形成可对应于高密度化的电路基板的微细配线。为了使配线微细化,需要使非常薄的铜箔牢固地紧密粘合在以玻璃环氧树脂或聚酰亚胺等为原材料的基板上,但薄的铜箔适用性非常差,难以进行向基板层叠的工序。另外,薄的铜箔的制造其本身困难,价格昂贵,而且,基材的原材料中所使用的玻璃环氧树脂或聚酰亚胺和铜箔的紧密粘合力本来就不大,因此存在如下问题:当进行微细化时,配线从基板剥离。
在这种背景下,由于利用本发明的复合材料,多孔膜层叠体具有上述构成,因此,可以确保其与金属镀覆层的充分的紧密粘合力,适于具有微细配线的电路基板用材料。另外,对本发明的复合材料而言,由于金属镀覆层填充在多孔层的表层部分存在的孔隙中,金属可以以在多孔层上交织的方式成形,因此,即使是微细配线,也可以发挥强的紧密粘合力。在构成电路基板用材料时,金属镀覆层优选由铜、镍、银等构成。
本发明的多孔膜层叠体作为用在多孔层表面直接形成微细配线的方法制造的电路基板非常有用。作为制造这种电路基板的方法,可以利用作为上述本发明的复合材料的制造方法所记载的方法。根据该方法,由于使用本发明的多孔膜层叠体,因此,可以在多孔层上牢固地形成交织的微细配线,而且使用曝光技术可以高精度且简单地形成配线。一面具有多孔层的薄膜可以形成一面配线,两面具有多孔层的薄膜可以形成两面配线。在需要连接两面的通路配线的情况下,可以利用目前所使用的钻机或激光打孔,利用导电膏的填充或镀层来形成。迄今为止,已知有在多孔体上使用无电解镀覆法形成配线的方法,但存在的问题在于,由于现有的多孔体强度弱,因此适用性差,在制造工序中破损等。与此相对,在使用本发明的多孔膜层叠体时,由于多孔层紧密粘合于基材上并被成形,因此,可以确保充分的强度,可以提供适用性优异的电路基板。
散热材料(散热板等)可用于设置在笔记本电脑、光碟装置、放映机、便携电话等许多设备的机箱内。近年来,随着高密度安装技术的进步和设备的高输出、高速化的进展,零件的发热量增加,今后这种趋势还会进一步发展,因此,散热冷却技术的重要性增强,进行扩散或进行散热的散热材料(受热器、散热板)的使用机会有所增加。根据本发明的复合材料,利用如上所述具有优异的孔隙特性的多孔层,散热面积广,散热效率优异,可以进行小型化,而且利用金属镀覆层可以赋予优异的热传导,因此,可以用作优异的散热材料。在可以提高上述效果方面,构成散热材料的金属镀覆层优选由热传导度高的金属形成,优选例如:铜、银、金、钴、铬、镍、锡、锌等。
作为遮挡(屏蔽)或吸收电磁波的材料,电磁波控制材料是为了减轻或抑制周围的电磁环境产生的影响或设备本身受到的来自周围的电磁环境的影响而利用的。数字电子设备的普及、笔记本电脑或便携电话等,在我们的身边存在电气·电子设备或无线设备、***等许多电磁波产生源,它们放射出各种各样的电磁波。由这些设备放射的电磁波有可能给周围的电磁环境带来影响,另外,设备本身也受来自周围的电磁环境的影响。作为其对策,电磁波屏蔽材料、电磁波吸收体材料等电磁波控制材料变得越来越重要。对本发明的复合材料而言,例如,通过赋予由金属镀覆层产生的导电性遮断电磁波,可以赋予电磁波屏蔽性,另外,在构成多孔层的孔隙中填充电磁波吸收材料,可以赋予电磁波吸收性,因此,作为优异的电磁波控制材料是非常有用的。
构成电磁波控制材料的金属镀覆层优选可以赋予导电性的金属镀覆层,例如由镍、铜、银等形成是有效的。另外,在复合材料具有由无电解镀覆在多孔层表面成形有磁性镀覆层的层构成时,作为电磁波吸收体材料是有用的。作为在利用无电解镀覆形成磁性镀覆层时使用的材料,可列举例如:镍、镍-钴、钴-铁-磷、钴-钨-磷、钴-镍-锰等合金等的磁性材料。本发明的复合材料可得到非常薄且柔软性高的材料,由于利用镀层所形成的金属或磁性体交织在多孔层上,因此,镀覆层不易剥离,可以改善耐弯曲性(抗弯曲)。这种复合材料可以设置或粘贴在电子设备的任意的场所而使用。
本发明的多孔膜层叠体作为低介电常数材料也是有用的。由于宽带时代的到来,需要以高速传递大容量的信息。因此,电子设备中使用的频率也逐渐升高,其中使用的电子零件也需要对应于高频信号。当将目前的线路板(主要是玻璃环氧树脂)用于高频电路时,产生如下问题:(1)由高的介电常数引起的传递信号的迟缓;(2)由高的介电损耗引起的信号干扰、衰减的发生、电力消耗的增加、电路内的发热等。作为用于解决这些问题的高频用线路板材料的多孔性材料被认为是有用的。这是因为,相对于空气的比介电常数低为1,只要是多孔性的材料,就可以实现低的比介电常数。因此,目前需要多孔性基板材料,为了作成低介电常数,需要提高孔隙率,其结果,存在作为基板的强度降低这样的问题。本发明的多孔膜层叠体的多孔层层叠在基材上,不仅具有低介电常数特性,而且由于多孔层紧密粘合在基材上,因此,在使用上可以确保充分的强度,作为低介电常数材料是优选的介质。
油墨显像片材也称为印刷介质,在印刷技术中被经常使用。另一方面,许多印刷法被实用化、被利用,作为这种印刷技术,可以列举例如:喷墨印刷、网版印刷、点胶印刷、凸版印刷(苯胺印刷)、升华型印刷、胶版印刷、激光打印印刷(调色剂印刷)、凹版印刷(照相凹版印刷)、接触印刷、微接触印刷等。作为所使用的油墨的构成成分,没有特殊限定,可列举例如:导电体、电介质、半导体、绝缘体、电阻、色素等。
由印刷法制作电子材料的优点有:(1)可以由简单的工艺制造;(2)是废弃物少的低环境负荷工艺;(3)可以通过低能量消费在短时间内制造;(4)可以大幅度地降低初期投资额等,但是,另一方面,其要求目前没有的高精细的印刷,技术上困难也是事实。因此,特别是关于用于制造电子材料的印刷,不仅印刷设备的性能对印刷结果有很大影响,而且油墨或油墨显像片材的特性也对印刷结果有很大影响。由于本发明的多孔膜层叠体的多孔层紧密粘合在基板上,多孔层的微细的多孔结构可以吸收油墨、或精确地固定油墨,因此,可以实现目前没有的高精细的印刷,非常优选使用。另外,由于多孔层紧密粘合在基板上,因此在使用上可以确保充分的强度,例如,也可以以卷轴式连续进行印刷,可以显著地提高生产效率。
在利用印刷法制造电子材料时,作为印刷法可以利用上述方法。作为利用印刷法制造的电子材料的具体例,可以列举:液晶显示器、有机EL显示器、场致发射显示器(FED)、IC卡、IC标签、太阳能电池、LED元件、有机晶体管、电容器(电容器)、电子纸、挠性电池、挠性传感器、膜开关、接触面板、EMI屏蔽等。
制造上述电子材料的方法,包含将含有例如导电体、电介质、半导体、绝缘体、电阻等电子材料的油墨印刷在多孔层表面(基板)表面的工序。通过例如在多孔层(基板)表面用含有电介质的油墨进行印刷,可以形成电容器(电容器)。作为这种电介质,可以列举钛酸钡、钛酸锶等。另外,通过用含有半导体的油墨进行印刷,可以形成晶体管等。作为半导体,可以列举:戊省、液体硅、芴-联二噻吩共聚物(F8T2)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)等。
通过用含有导电体的油墨进行印刷,可以形成配线,因此,可以制造可挠性基板或TAB基板、天线等。作为上述导电体,可以列举:银、金、铜、镍、氧化铟锡、碳、碳纳米管等具有导电性的无机粒子;由聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚吡咯等具有导电性的有机高分子构成的粒子。作为上述聚噻吩,可以列举聚(乙烯二氧噻吩)(PEDOT)等。这些可以用作溶液或胶体状的油墨。其中,优选由无机粒子构成的导电粒子,特别是从电特性及成本的平衡方面来考虑,特别优选使用银粒子及铜粒子。作为粒子的形状,可列举球状、鳞片状(薄片状)等。粒子尺寸没有特殊限定,例如,从平均粒径数μm左右的、到数nm的所谓的纳米粒子都可以使用。这些粒子也可以混合使用多种。作为导电性的油墨,下面举例说明的是可以容易地得到的银油墨(银糊),但并不限定于此,也可以应用其他种类的油墨。
对银油墨而言,作为其构成成分,一般含有银粒子、表面活性剂、粘合剂、溶剂等,另外,作为其他实例,也有利用氧化银通过加热被还原的性质,将含有氧化银的粒子的油墨进行印刷,然后进行加热还原,做成银配线的。进一步,作为其他实例,也有将含有有机银化合物的油墨进行印刷,然后进行加热分解,做成银配线的。在有机银化合物中,也可以利用溶解于溶剂的有机银化合物。作为构成银油墨的粒子,银粒子、氧化银、有机银化合物等可以单独或多种组合使用,另外,也可以混合使用不同粒径的粒子。在使用银油墨进行印刷后,使油墨固化时的温度(焙烧温度)可以根据油墨的组成、粒径等适当选择,但大多通常为100~300℃左右的范围内。由于本发明的多孔膜层叠体为有机材料,因此,为了避免劣化,优选焙烧温度为比较低的温度,但为了减小配线的电阻,一般优选在高温下进行焙烧,需要选择使用具有适当的固化温度的油墨。作为这种银油墨的市售品,已知有大研化学工业(株)制造的商品名“CA-2503”、藤仓化成(株)制造的商品名“NANODOTITEXA9053”、Harima化成(株)制造的商品名“NPS”、“NPS-J”(平均粒径约5nm)、日本paint(株)制造的商品名“细球SVW102”(平均粒径约30nm)等。
图1表示将含有导电体粒子的油墨进行印刷并在多孔层(基板)表面形成了配线的线路板的剖面示意图。其中,图1(A)~(C)表示使用高粘度的油墨在多孔层1表面形成配线2的配线架,图1(D)~(F)表示使用低粘度的油墨在多孔层1表面形成配线2的配线架。这样形成的配线根据例如多孔层表面的开孔径(例如平均开孔径)、导电体粒子等添加于油墨的粒子的大小及其分布(例如粒径、粒度分布)、上述开孔径和粒径之比等具有不同形态。
图1(A)及(D)表示用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为粒径小的粒子的油墨所形成的配线架的一例。此时,配线2主要在多孔层1内形成。因此,由于多孔层1上交织配线2,所以配线的紧密粘合性提高,但由于在配线2内含有构成多孔层1的树脂,因此有电阻相对升高的倾向。
图1(C)及(F)表示用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为粒径大的粒子的油墨所形成的配线架的一例。此时,配线2主要在多孔层1上形成。因此,由于配线2内基本上不含有构成多孔层1的树脂,所以电阻变低,但存在配线紧密粘合性相对降低的倾向。
图1(B)及(E)表示用含有许多接近于多孔层表层的平均开孔径的粒径的粒子的油墨所形成的配线架的一例。此时,配线2以一部分进入多孔层1内、一部分露出在多孔层1上的状态形成。因此,具有一定的基板紧密粘合性,配线2的电阻稍微升高,基板紧密粘合性与前两例相比为中等程度。
从以上的角度来考虑,优选考虑线路板所要求的电阻和配线紧密粘合性的平衡,选择添加于油墨的导电体等的粒径的大小或粒度分布、混合比率。
更具体而言,当将多孔层表层的平均开孔径设定为R1、将油墨中所含有的导电体粒子的平均粒径设定为R2时,优选R1为0.01~10μm左右、R2为0.001~10μm左右的范围内。即,优选满足式:0.0001≦R2/R1≦1000的关系。特别是在多孔层表面利用使用了含有导电体粒子的油墨的印刷技术形成有导电体的复合材料的实例中,当将多孔层表层的平均开孔径设定为R1、将导电体粒子的平均粒径设定为R2时,优选满足式:0.0001≦R2/R1≦1000的关系。
在喷墨印刷的情况下,为了避免油墨阻塞于喷嘴,优选油墨的粘度低、且添加于油墨的粒子为小粒径的粒子。因此,优选R1为0.01~5μm左右,R2为0.001~0.2μm左右。即,优选满足式:0.0002≦R2/R1≦20的关系。
在网版印刷的情况下,当粘度过低时,在网版内难以保持油墨,因此,索性优选粘度高达某种程度的油墨,即使油墨中所含的粒子的粒径大也没有问题,另外,在粒径小的情况下,优选减少溶剂量。因此,优选R1为0.01~10μm左右,R2为0.001~10μm左右。即,优选满足式:0.0001≦R2/R1≦1000的关系。
配线可以仅在多孔层的一面形成,也可以在两面形成。在两面形成配线的情况下,也可以根据需要形成连接两面的配线的通路。通路孔可以用钻机形成,也可以用激光形成。通路孔内的导电体可以用导电糊形成,也可以用镀层形成。
另外,可以用镀层或绝缘体包覆由导电性油墨形成的配线表面而使用。特别是有报道指出,银配线与铜配线比较时,容易发生电子迁移或粒子迁移(日经电子技术2002.6.17号75页)。因此,为了提高配线的可靠性,用镀层包覆由银油墨形成的配线表面是有效的。作为镀层,可列举铜镀层、金镀层、镍镀层等。镀覆可以用公知方法进行。
而且,也可以用树脂包覆由导电性的油墨形成的配线表面而使用。上述构成可以适用于配线的保护、配线的绝缘、防止配线的氧化或迁移、提高弯曲性等目的。例如,银配线通过氧化成为氧化银,铜配线成为氧化铜,导电性有可能降低,但通过用上述树脂包覆配线表面,可以避免配线与氧或水分接触,可以抑制导电性的降低。作为对配线表面选择性地进行树脂包覆的方法,可列举例如使用有后述的固化型树脂或可溶性树脂作为填充于孔隙的树脂的定位、点胶、网版印刷、喷墨等方法。
形成了配线后的多孔部可以保持孔隙的原有状态,也可以在孔隙中填充树脂等,可以根据线路板的用途适当选择。在保持孔隙的原有状态的情况下,由于多孔部为低介电常数,因此,优选用作高频用线路板。在孔隙中填充有树脂等的情况下,由于用树脂等保护配线,因此,具有配线难以断裂,或绝缘可靠性也增加这样的优点。在使多孔结构消失时,可以增强多孔部的强度,或提高与基材的紧密粘合强度。另外,通过使多孔结构消失,可以抑制可见光的漫反射,使其透明。
在本发明中,作为复合材料的层构成,例如可以原封不动残留着多孔层的孔隙,也可以在多孔层的孔隙中填充树脂,也可以是利用溶剂处理使多孔层的孔隙结构丧失的构成。
作为填充于多孔层的孔隙的树脂,没有特殊限定,可列举例如:在无溶剂的情况下所使用的固化性树脂、溶解于溶剂而被利用的可溶性树脂等。在使用可溶性树脂时,需要考虑溶剂挥发时的体积减少部分而进行填充。如上所述,可溶性树脂在填充时因体积减少部分而有可能产生没有填充树脂的孔隙。因此,为了用树脂完全填充孔隙,更优选使用无溶剂的固化性树脂。
作为固化性树脂,可以列举例如:环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯酸系树脂、乙烯基醚系树脂等。
在环氧树脂中,包含双酚A型或双酚F型等双酚系、酚醛清漆型或甲酚酚醛清漆型等酚醛清漆系等缩水甘油醚系环氧树脂;脂环式环氧树脂及它们的改性树脂等多种树脂。作为环氧树脂的市售品,可以使用亨斯迈先进材料公司的“阿拉弟胶”、nagasechemtex公司的“デナコ—ル”、大赛璐化学工业公司的“セロキサイド”、东都化成公司的“エポト—ト”等。环氧树脂固化物可以通过利用例如在环氧树脂中混合固化剂而得到的固化性树脂组合物引发固化反应、并通过加热促进反应的方法而得到。在上述环氧树脂的固化剂中,可以使用有机多胺、有机酸、有机酸酐、酚类、聚酰胺树脂、异氰酸酯、双氰胺等。
环氧树脂固化物还可以通过如下方法得到,即,对于在环氧树脂中混合被称为潜在性固化剂的固化催化剂而得到的固化性树脂组合物,通过加热或紫外线等光照射引发反应。作为上述潜在性固化剂,可以使用三新化学工业公司的“サンエイドSI”等市售品。
作为环氧树脂固化物,只要使用可挠性高的环氧树脂固化物,就可以做成挠性基板那样的具有柔软性的基板。另外,在要求耐热性及高的尺寸稳定性的情况下,通过使用在固化后硬度升高的组合物作为固化性树脂组合物,也可以用作刚性基板(硬质基板)。
为了将环氧树脂填充于孔隙,填充时的固化性树脂组合物优选为低粘度。作为具有这种特征的固化性树脂组合物,可以列举双酚F系的组成、脂肪族聚缩水甘油醚系的组成。
作为氧杂环丁烷树脂,可以列举东亚合成公司的“アロン氧杂环丁烷树脂”等。氧杂环丁烷树脂固化物可以通过如下方法得到,例如,在氧杂环丁烷树脂中混合汽巴精化公司制造的阳离子光聚合引发剂“IRGACURE250”等,通过进行紫外线照射引发固化反应。
作为可溶性树脂,可以使用三菱气体化学公司制造的低介电性树脂“低聚亚苯基醚”东洋纺绩公司制造的聚酰胺酰亚胺树脂“バイロマツクス”、宇部兴产公司制造的聚酰亚胺油墨“ユピコ—ト”、东都化学工业制造的聚酰亚胺油墨“エバ—レツク”、NI材料公司制造的聚酰亚胺油墨“ULIN COAT”、PI技术研究所制造的聚酰亚胺油墨“Q-PILON”、日本合成化学公司制造的饱和聚酯树脂“ニチゴ—ポリエスタ—”、丙烯酸溶剂型粘合剂“コ—ポニ—ル”、紫外线/电子束固化型树脂“紫光”等市售品。
作为溶解填充时所使用的可溶性树脂的溶剂,可以根据树脂的种类从公知的有机溶剂中适当选择而使用。作为溶剂中溶解有可溶性树脂的树脂溶液(可溶性树脂溶液)的代表例,可以使用例如:在甲基乙基酮或甲苯等通用溶剂中溶解有“低聚亚苯基醚”的树脂溶液;在乙醇/甲苯混合溶剂中溶解有“バイロマツクス”的树脂溶液(商品名“HR15ET”);在二缩三乙二醇二甲醚中溶解有“ユピコ—ト”的树脂溶液等。
作为向多孔层的孔隙填充树脂的方法,没有特殊限定,可以使用如下方法:使用定位、牛角制检金器、点胶、网版印刷、喷墨等方法,将上述固化性树脂组合物或可溶性树脂溶液向多孔层表面展开(涂敷),根据需要用刮刀等除去多余的树脂。作为上述刮刀,可以使用例如聚丙烯、特氟隆(注册商标)等氟系树脂、硅橡胶等橡胶、聚苯硫醚等树脂制、不锈钢等金属制的刮刀。其中,在不易损伤配线或多孔层方面优选使用树脂制的刮刀。另外,也可以不使用刮刀等,使用可以控制定位、点胶、网版印刷、喷墨等的吐出量的方法,在多孔层表面滴加适量的方法。
为了在多孔层的孔隙中顺利地填充树脂,优选使用粘度低的树脂作为未固化的树脂。另外,粘度高的树脂通过使用在适合温度下进行加热等方法降低粘度而使用,可以提高填充性。但是,在使用固化性树脂时,为了通过加热提高固化反应速度,过分加热会使操作性或填充性恶化,因此不优选。
使上述树脂成分向多孔层表面展开并填充于孔隙后,为了促进树脂固化或挥发溶剂,优选实施加热处理。加热方法没有特殊限定,由于剧烈的加热会使树脂或固化剂挥发,或使溶剂剧烈地挥发,由此有可能形成不均,因此,优选平稳地进行升温的方法。升温可以是连续、逐步的任一种。固化或干燥中的温度及时间优选根据树脂或溶剂的种类适当调整。
一般来讲,树脂填充前的多孔层具有如下结构:在层内的孔隙中可见光进行漫反射,呈现不透明,由于透明性降低,因此不能从一侧透视相反侧。与此相对,在孔隙中填充有树脂的多孔层因不发生漫反射而大多为透明的。透明的多孔层有适用性优异的优点,例如,在用于线路板时可以容易地进行配线检查,另外在将线路板安装在设备上时,容易识别零件的位置关系等。而且,在由PET、PEN等无色透明的基材构成多孔膜层叠体时,配线部以外的区域的透明度非常高。利用这种多孔膜层叠体,可以在显示器画面本身形成配线或电路,因此,可以省略电路基板而使显示器本身薄型化,另外,因结构简单而可以期望成本降低。
通过在多孔膜层叠体中的多孔层的孔隙填充树脂来进行透明化,出现向如上所述的用途扩展的可能性。为了得到透明性优异的多孔膜层叠体,多孔层优选使用构成的树脂本身的颜色淡的、层的厚度薄的多孔层,另外,填充的树脂也优选使用树脂本身的颜色淡的、透明性高的树脂。
另一方面,由PDP等显示器产生电磁波,对周围设备产生不良影响(噪音)。为了防止(屏蔽)这种电磁波,需要对配置在PDP前面的过滤器赋予电磁波遮挡功能,作为这种过滤器,可使用设有格子状或蜂窝状(六角形状)等的配线的过滤器。
上述用途的电磁波屏蔽薄膜一般具有在具有高透明性的薄膜(高透明薄膜)上层叠有金属层的构成。这种薄膜可以通过如下方法形成,例如,在高透明薄膜上通过溅射设置金属层的方法;在高透明薄膜上粘贴铜箔等后进行蚀刻,设置金属网眼的方法等。作为这种电磁波屏蔽薄膜的一例,可列举线宽20~30μm、间距(重复间隔)约200~400μm的格子状图案的薄膜。
根据本发明,通过在多孔膜层叠体上形成格子状或蜂窝状(六角形状)等的配线后填充树脂,可以提供上述构成的电磁波屏蔽薄膜。此时,通常认为,通过使用网版印刷等印刷法赋予配线等简单地制作,可以期待成本降低。
而且,通过使用作为透明(可见光的透过率约为90%)的导电体的ITO(氧化铟锡)油墨进行印刷,还可以进一步提高配线部的透明度。可以使用CI化成公司制造的氧化铟锡油墨或ULVAC材料公司制造的氧化铟锡油墨“纳米金属油墨”等。通过使用透明的导电体,有可能可以用于液晶面板或有机EL等平面板显示器、太阳能电池、电阻膜方式的接触面板等。也可以列举使用作为其他透明导电体的氧化锌油墨形成配线的方法。
本发明的复合材料可以是原封不动残留着多孔层的孔隙的构成。所谓原封不动残留着多孔层的孔隙的复合材料,是指多孔层具有作为多孔体的特性,具体而言,是指例如复合材料与利用印刷技术形成导电体时的多孔层保持着同等程度的孔隙结构。这种复合材料可以是在多孔层可以保持作为多孔体的特性的范围内层叠有其他层、或实施了各种处理的构成。另外,这种复合材料不包含多孔层的孔隙中填充有树脂的复合材料或通过溶剂处理等而导致多孔层的孔隙结构丧失了的复合材料。
例如,在为了降低介电常数等而原封不动残留多孔层的孔隙时,不进行树脂填充。但是,为了配线的保护、配线的绝缘、防止配线的氧化、提高弯曲性的目的,也可以通过上述例示的方法用树脂仅包覆配线部。
对本发明的复合材料而言,作为上述以外的构成,还可以是通过溶剂处理而导致多孔层的孔隙结构丧失了的构成。具体而言,在多孔层上形成配线图后,将多孔层用溶剂濡湿,使其溶胀、软化后,进行干燥,由此可以使多孔结构消失。
对本发明的多孔膜层叠体而言,当提高多孔层的孔隙率、或使孔径微小化时,由于多孔结构,有时多孔层部的强度变弱,或与基材的紧密粘合强度降低。通过利用上述方法使多孔结构消失,可以增强多孔层部的强度,或提高与基材的紧密粘合强度。另外,通过使多孔结构消失,可以抑制可见光的漫反射,使其透明。
由于与向多孔部填充树脂时叙述的相同的理由,该情况下也依然可以期待向如下用途的扩展,即,容易进行检查,或容易识别零件的位置,或形成显示器用的配线,或形成电磁波屏蔽用薄膜。
多孔层的透明化可以通过如下方法来实现,例如,通过使形成了配线的多孔膜层叠体用溶剂濡湿,多孔层部发生溶胀、软化,而且通过其后使其干燥,可使多孔部的孔隙结构消失。作为使多孔膜层叠体用溶剂濡湿的方法,可以是浸渍,也可以是利用喷雾器的喷雾。用溶剂濡湿后的干燥可以是自然干燥,也可以是通过加热的干燥。只要考虑溶剂的沸点等选择即可。为了均质地进行透明化,优选缓慢地使其干燥。
适于使多孔结构消失的溶剂因多孔层的树脂而异,不能一概而论,只要是可以使多孔层的树脂溶胀、软化的溶剂就不受限制。但是,由于使多孔层的树脂完全溶解而流动化的树脂不优选,因此必须避开。这是因为在多孔上所形成的配线图案崩解的原因。溶剂不一定必须是单一的溶剂,也可以是混合有两种以上的溶剂的混合溶剂。优选通过使溶剂进行混合,可以以适当的水平使其溶胀、软化。
作为具体例,例如,可以用于多孔层的聚酰胺酰亚胺相对许多溶剂是难溶的,但在几种极性溶剂(NMP、DMF、DMSO、DMAc等)中为可溶的。当使多孔膜层叠体用这些极性溶剂本身濡湿时,多孔层溶解,配线图案崩解,但通过混合可以与这些极性溶剂混合而不溶解多孔层的溶剂(水、丙酮、THF、甲醇、乙醇、IPA、甲基乙基酮等),可以使多孔层溶胀、软化。
这种混合溶剂体系也可以通过两个阶段进行干燥。例如,通常认为,在使低沸点的溶剂(水、丙酮、THF、甲醇、乙醇、IPA、甲基乙基酮等)自然干燥或在相对低的温度下使其干燥后,用干燥机等在高温下使高沸点的溶剂(NMP、DMF、DMSO、DMAc等)干燥。最终的干燥温度和时间,只要选择高沸点溶剂充分挥发的条件即可。作为其他方法,可以列举从室温缓慢地进行升温的方法。在显示器用途等中要求高的透明性时,优选多孔层更无色选择透明度高的树脂,优选选择多孔层的厚度也非常薄的。而且,基材也优选选择PET或PEN等那样的透明度高的基材。
在用溶剂使多孔层溶胀、软化并使多孔结构消失时,多孔膜层叠体的基材优选相对于使用的溶剂为不溶或难溶的基材。这是因为,当基材与多孔层同样发生溶胀、软化时,基材发生变形,使作为线路板的尺寸稳定性降低。不适合的溶剂因基材而异,不能一概而论,由于PET或PEN、聚酰亚胺相对于许多溶剂为不溶的或难溶的,因此为优选的溶剂。
如向多孔部填充树脂时所述的那样,如果使用作为透明的导电体的氧化铟锡或氧化锌的油墨形成配线,则还可以进一步提高透明度,可期待向要求这种特性的用途方向扩展。用上述方法可以使多孔结构消失并进行透明化,但此时配线有可能为裸露的状态。优选利用之前叙述过的那样的树脂或各向异性导电材料(各向异性导电薄膜或各向异性导电糊)进行包覆,或形成覆盖层并一律进行绝缘。
通常情况下,为了使电流动,线路板通过焊锡或连接器等与其他零件或基板接合。因此,该接点部分必须在进行了掩蔽的状态下填充树脂,或避开接点部分用树脂覆盖。作为这种树脂,可以使用作为填充于多孔层的孔隙中的树脂的上述例示的固化性树脂或可溶性树脂。
另外,线路板不仅可以只由配线形成,而且可以如TAB或COF等那样通过焊锡或电线连结等将半导体芯片、电容器、电阻等接合在线路板上。而且,配线形成或零件安装不仅可以在多孔膜层叠体的一面进行,也可以在两面进行,也可以层叠多个基板而进行多层化。
本发明的复合材料也可以在多孔层上层叠覆盖层。例如,在挠性基板的情况下,一般情况下,为了配线的保护、配线的绝缘、防止配线的氧化、提高弯曲性的目的,配线大多用由聚酰亚胺薄膜或PET薄膜等树脂薄膜构成的覆盖层覆盖。作为这种覆盖层用薄膜,可以列举日刊工业公司制造的“ニカフレツクス”或有泽制作所制造的产品。
作为层叠覆盖层的方法,可列举例如:在向多孔层填充树脂后马上直接覆盖聚酰亚胺薄膜等覆盖层的方法;在向多孔层填充树脂、固化后,将在聚酰亚胺薄膜或PET薄膜等覆盖层的一面涂敷有粘接剂的覆盖层用薄膜进行加热压粘的方法等。作为覆盖层用薄膜的粘接剂,可以使用公知的粘接剂,为了容易操作,大多为半固化(B级)的状态。
在向多孔层填充树脂或仅用树脂包覆配线就可以充分确保配线的保护、配线的绝缘、配线的抗氧化、弯曲性时,不一定需要覆盖层,也可以省略。
另外,也可以在线路板上安装加固板。由于本发明的线路板具有柔软性,因此可以用作挠性基板,但在要求机械强度或硬度的部分可以粘贴加固板。具体而言,有时优选在搭载零件或在***连接器那样的部分粘贴适当材质的加固板。用作加固板的材料,只要能达到目的,任何材料都可以,一般来讲,大多可使用与基板的基材同样的薄膜或硬质印刷基板用的材料。作为加固板,可以列举例如:聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、玻璃环氧基板、酚基板、纸酚基板、金属板(铝板、不锈钢板等)等。作为聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜,经常使用10~300μm左右的薄膜。作为玻璃环氧基板、酚基板、纸酚基板,经常使用0.1~3mm左右的基板。金属板可没有特别限制厚度地使用。线路板和加固板可以用任何方法进行粘接,可以使用薄膜状的粘接剂,作为粘接剂,有粘合剂型和热固化性型。此外,也可以将加固板上涂敷有粘接剂的加固板粘贴在线路板上使用。
如上所述,由于可以根据目的自由组合刚性部(硬质部)和弯曲部(可弯曲部),因此,也可以作为一种刚性/弯曲基板使用。
本发明的线路板是在均匀地存在许多具有连通性的微孔(连续微孔)的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,对于例如幅宽50~200μm的导体配线,在进行利用玻璃纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纤维带(注册商标)No.405”、幅宽24mm]的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)时,具有不产生配线的缺失这样的特性。在上述胶粘带剥离试验中,作为玻璃纸胶带,代替上述“纤维带(注册商标)No.405”,也可以使用与其具有同等粘合力(4.00N/10mm)的玻璃纸胶带。
本发明还包括一种线路板,所述线路板是在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,其中,对于例如幅宽50~200μm的导体配线,在进行利用纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带(注册商标)No.208”、幅宽24mm]的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)时,具有不产生配线的缺失这样的特性。在上述胶粘带剥离试验中,作为纸胶带,代替上述“纸胶带No.208”,也可以使用与其具有同等的粘合力(1.7N/10mm)的纸胶带。
由于本发明的线路板在存在许多连续微孔的多孔膜层的表面形成导体配线,因此,利用许多微孔可提高导体配线的锚固性,可得到高的配线紧密粘合强度。另外,由于利用许多微孔形成导体配线时可抑制油墨等的扩散(线没有泅),因此,可以使配线幅宽变窄,可以形成微细的配线图案。即,可以使高的配线紧密粘合强度和高的配线描绘性均衡,可以实现精细间距化。例如,在上述胶粘带剥离试验中不产生配线的缺失,而且胶粘带剥离试验后的电阻值变化也非常小。更具体而言,对本发明的线路板而言,当将胶粘带剥离试验前的电阻设定为R1、将胶粘带剥离试验后的电阻设定为R2时,通常为R2/R1<5,优选R2/R1<3,进一步优选为R2/R1<1.5。另外,本发明的线路板在使用例如30pl的导电油墨利用喷墨方式进行印刷时,点尺寸通常为200μm以下。
多孔膜层的平均孔径(薄膜表面的平均孔径)优选为0.01~10μm,进一步优选为0.05~5μm,特别优选为0.1~2μm。当孔的尺寸过小时,在利用例如印刷法形成导体配线时,油墨等的浸透性降低,配线紧密粘合性容易降低。另外,当孔的尺寸过大时,在利用例如印刷法形成导体配线时,油墨等的锚固性降低,配线描绘性也容易降低,或油墨扩散而导致线泅,配线描绘性容易降低,同时机械强度降低,容易变形。当多孔膜层的平均孔径为上述范围时,油墨等顺利地被多孔膜层吸收,同时可得到高的锚固效果,因此,配线紧密粘合强度非常高,同时可抑制油墨等的扩散,可得到优异的配线描绘性。由此,本发明还提供一种线路板,所述线路板是在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线的线路板,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm,利用印刷法形成导体配线。
需要说明的是,在不是多孔的致密的基材上利用印刷法形成导体配线时,由于油墨等不被基材吸收,因此,该基材和配线之间的紧密粘合强度低,另外,由于油墨等在基材表面扩散,因此容易线泅,难以形成微细配线。另外,在疏水性的基材上利用印刷法形成导体配线时,油墨等无法在基材表面上沾住,从而不能进行线描绘。
多孔膜层的孔隙率(空隙率)例如为30~80%,优选为40~80%,进一步优选为50~80%。当孔隙率过低的情况下,在利用印刷法形成导体配线时,油墨等的浸透性降低,配线紧密粘合性容易降低。另一方面,当孔隙率过高的情况下,有时机械强度差。另外,作为多孔膜层的表面的开孔率(表面开孔率),例如为48%以上(例如48~80%),优选为60~80%左右。当表面开孔率过低的情况下,在利用印刷法形成导体配线时,油墨等的浸透性降低,配线紧密粘合性容易降低。另一方面,当表面开孔率过高时,机械强度容易降低。
多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。在线路板的基材为单独的多孔膜层时,多孔膜层的厚度例如为5~100μm,进一步优选为25~70μm。另外,当线路板的基材为致密层和多孔膜层的层叠体时,多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm,优选为0.5~70μm,进一步优选为1~50μm。当多孔膜层的厚度过薄时,难以进行稳定地制造,另一方面,当其过厚时,容易变得难以均匀地控制孔径分布。多孔膜层的厚度优选为平均孔径的2倍以上,特别优选为10倍以上。
多孔膜层的两个表面的微孔的平均孔径,由于多孔膜层形成时的微孔的生成环境不同,因此,有时具有相互不同的孔隙特性。多孔膜层的一个面的微孔的平均粒径A1和另一个面的微孔的平均粒径A2,从其平衡的观点考虑,优选满足0.1≦A1/A2≦10(特别是0.2≦A1/A2≦5)的关系。
存在于多孔膜层的微孔的连通性可以将表示透气度的格利值及纯水透过速度等设定为指标。多孔膜层的格利值例如为0.2~2000秒/100cc,优选为1~1000秒/100cc,进一步优选为1~500秒/100cc。当数值过大时,实用上的透过性能不充分,或因不能充分地填充功能性材料而有时不能发挥其功能。另一方面,当数值过小时,有可能机械强度差。
作为形成多孔膜层的导体配线侧的面的平均孔径A和导体配线的幅宽W的关系,优选为W/A≥5,更优选为W/A≥10,特别优选为W/A≥50。当W/A低于5时,在利用例如印刷法形成导体配线时,油墨等的锚固性降低,配线紧密粘合性降低,或油墨扩散,线洇,配线描绘性容易降低。
作为导体配线的幅宽W,例如为200μm以下(例如为10~200μm),优选为150μm以下(例如为10~150μm),进一步优选为100μm以下(例如为10~100μm)。本发明的线路板的配线描绘性优异,在使用例如30pl的导电油墨利用喷墨方式进行印刷时,可以将点尺寸设定为200μm以下,因此,可以是如上所述的窄的配线幅宽的导体配线。另外,即使配线幅宽窄,配线紧密粘合强度也高,因此难以剥离。
作为构成多孔膜层的材料(原材料),只要是具有绝缘性的材料,就没有特殊限定,优选树脂。作为树脂,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂等。其中,从具有耐热性、机械强度、耐药品性、电特性优异这样的角度来考虑,优选聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂等,特别优选聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂。树脂可以是共聚物,也可以是接枝聚合物。这些材料可单独或两种以上组合使用。另外,多孔膜层的层表面及孔的内表面可以用耐药品性高分子化合物包覆。
多孔膜层可以单独用作导体配线的基材,也可以将多孔膜层形成在实质上不具有孔的致密层的一面或两面的层叠体用作导体配线的基材。通过使用这种层叠体,可以提高基材的机械强度。
另外,对本发明中的多孔膜层而言,在其表面利用印刷法形成导体配线时,当油墨等容易被吸收时,与配线的紧密粘合性优异,而且油墨等在表面扩散,线难以洇,容易形成微细配线,因此,优选具有特定的表面特性。从上述角度来考虑,优选的多孔膜层由如下所述的层构成,即,在该层表面滴加粘度0.00001~1Pa·s的溶液1μl后,1000μsec以内的接触角θ为30°以下。这种多孔膜层优选:在该层表面滴加粘度0.00001~1Pa·s的溶液1μl后,经过100微秒时的接触角θ100和经过1000微秒时的接触角θ1000之比θ1000/θ100小于0.9,特别优选使用除了具有上述特性以外、上述θ1000为60°以下的层。作为上述粘度0.00001~1Pa·s的溶液,可列举作为后述的印刷油墨或糊中的溶剂例示的溶液。
作为本发明的线路板的形态,可列举例如图2~图6所示的形态。图2~图6分别是表示本发明的线路板的实例的剖面示意图。在各图中,1表示多孔膜层,2表示导体配线,3表示致密层。图2是在多孔膜层1的一面形成了导体配线2的线路板,图3是在多孔膜层1的两面形成了导体配线2的线路板,图4是在致密层3上层叠有多孔膜层1、且在该多孔膜层1的表面形成导体配线2的线路板,图5是在致密层3的两面层叠有多孔膜层1、且在该多孔膜层1的一个表面形成了导体配线2的线路板,图6是在致密层3的两面层叠有多孔膜层1、且在该多孔膜层1的两个表面形成了导体配线2的线路板。在本发明的线路板上也可以形成通路。
在多孔膜层1的表面形成导体配线2时,一般来讲,可能有如下几种情况:如图1(A)或(D)所示,导体配线2陷入多孔膜层1中、导体配线2几乎全部被埋在多孔膜层1中的状态(埋设状态)的情况;如图1(B)或(E)所示,导体配线2一部分陷入多孔膜层1中、导体配线2的一半左右埋在多孔膜层1的状态(半埋设状态)的情况;及如图1(C)或(F)所示,导体配线2没有陷入多孔膜层1中、被层叠在多孔膜层1的表面的状态(堆积状态)的情况。其中,从配线紧密粘合强度方面来考虑,优选图1(A)及图1(B)的状态。在要求电阻低的导体时,优选图1(C)或(F)的状态。在本发明中,由于在多孔膜层上存在许多具有连通性的微孔,因此,在利用例如使用喷墨方式的印刷法形成导体配线时,大多为图1(A)或(D)的状态。在利用使用网版印刷方式的印刷法形成导体配线时,大多为图1(B)(C)(E)(F)表示的状态。
更具体而言,当将多孔层表层的平均开孔径设定为R1、将油墨中所含的粒子的平均粒径设定为R2时,优选R1为0.01~10μm左右、R2为0.001~10μm左右的范围内。即,优选满足式:0.0001≦R2/R1≦1000的关系。
在喷墨印刷的情况下,为了避免油墨阻塞于喷嘴,优选油墨的粘度低、添加于油墨的粒子为小粒径的粒子。因此,优选R1为0.01~5μm左右,R2为0.001~0.2μm左右。即,优选满足式:0.0002≦R2/R1≦20的关系。
在网版印刷的情况下,当粘度过低时,在网版内难以保持油墨,因此,索性优选粘度高达某种程度的油墨,即使油墨中所含的粒子的粒径大也没有问题,另外,在粒径小的情况下,优选减少溶剂量。因此,优选R1为0.01~10μm左右,R2为0.001~10μm左右。即,优选满足式:0.0001≦R2/R1≦1000的关系。
作为构成致密层的材料(原材料),只要不是在形成多孔膜层时溶解或发生剧烈变形的材料,就没有特殊限制,优选具有绝缘性的树脂。作为上述树脂,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂、烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、氯乙烯系树脂等树脂。树脂可以是共聚物,也可以是接枝聚合物。这些材料可单独使用或两种以上组合使用。
致密层的厚度例如为1~300μμm,优选为5~100μm,进一步优选为5~50μm。当厚度过薄时,难以使用,另一方面,当其过厚时,有时柔软性降低。
在本发明的线路板中,多孔膜层可以利用相转换法形成。例如,在将包含构成多孔膜层的原材料(树脂成分)、水溶性聚合物、极性溶剂及根据需要的包含水的混合溶液流延于均质的基板上后,导入凝固液中,利用湿式相转换法可以形成多孔膜层。作为构成多孔膜层的原材料(树脂成分),优选溶解于水溶性的极性溶剂、且利用相转换法可以形成薄膜的材料,具体而言,可以使用上述作为构成多孔膜层的树脂例示过的树脂。需要说明的是,代替该树脂,也可以使用该树脂的单体成分(原料)或其低聚物等前体。例如,在得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层时,使用作为聚酰亚胺系树脂的前体(聚酰亚胺系前体)的聚酰胺酸利用同样的方法得到多孔膜层后,利用热酰亚胺化、化学酰亚胺化可以得到由所希望的聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜。
为了将膜结构做成多孔的海绵状,向进行流延的聚合物溶液添加水溶性聚合物或水是有效的。作为水溶性聚合物,可列举例如:聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸、多糖类等或其衍生物、以及它们的混合物等。其中,在抑制薄膜内部中的空隙的形成、可以提高薄膜的机械强度方面,优选聚乙烯基吡咯烷酮。这些水溶性聚合物可单独使用或两种以上组合使用。从多孔化的角度来考虑,水溶性聚合物的分子量例如为200以上,优选为300以上,更优选为400以上(例如400~20万左右),特别优选为1000以上(例如1000~20万左右)。
水溶性聚合物为重要的添加剂,特别是对将膜结构做成海绵状非常有效,通过变更水溶性聚合物的种类和量,可以得到多种结构。但是,由于水溶性聚合物最终为非必要成分,因此,在浸渍于水等中使多孔层凝固时被清洗除去。另一方面,在用干式相转换法形成多孔结构时,由于不溶成分基本上必须进行加热除去,因此,不能添加水溶性聚合物。所以,可以说用干式相转换法难以形成多种多孔性结构。
作为上述极性溶剂,可以根据使用的树脂的化学骨架使用具有溶解性的极性溶剂(良溶剂)。作为聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等的良溶剂,可列举例如:二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺、NMP/二甲苯、NMP/二甲苯/甲基乙基酮、乙醇/甲苯、二甲基亚砜、2-吡咯烷酮等。极性溶剂可单独使用或两种以上组合使用。
作为进行流延的聚合物溶液,例如,优选由作为构成多孔薄膜层的原材料的高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物10~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%构成的混合溶液等。
就上述聚合物溶液而言,当成为多孔膜层的主体的聚合物(高分子成分)的浓度过低时,薄膜的强度变弱,另外,当其过高时,孔隙率变小。构成该聚合物溶液的水溶性聚合物是为了将薄膜内部做成均质的海绵状的多孔结构而添加的,此时,当浓度过低时,在薄膜内部产生超过10μm那样巨大的空隙,均质性降低。另外,当浓度过高时,溶解性变差。水的添加量可以用于调节空隙直径,可以通过增加添加量来增大直径。
作为在流延聚合物溶液时使用的均质的基板材料(原材料),除上述作为构成致密层的材料(原材料)例示的树脂之外,可列举玻璃等。作为均质的基板,也可以使用组合有表面原材料和内部原材料不同的多种原材料的复合薄膜或片材。复合薄膜或片材可以通过贴合形成,也可以是通过涂敷、蒸镀、溅射等表面处理而得到的复合薄膜或片材。另外,也可以使用对表面实施过易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理、电晕放电处理等的复合薄膜或片材。将在此使用的均质的基板直接用作具有致密层的线路板的该致密层时,优选选择使用对与构成多孔膜层的材料具有亲和性的原材料(例如具有同种单体单元的树脂等)或树脂实施过易粘接处理或电晕放电处理等表面处理的基板。
作为将上述聚合物溶液流延成薄膜状时的优选条件是,相对湿度为70~100%(优选为90~100%)、温度为15~90℃(优选为30~80℃),特别优选的条件是,相对湿度约为100%(例如为95~100%),温度为40~70℃。当空气中的含水量比其少时,有时会产生表面的开孔率不充分的不良情况。在将聚合物溶液流延成薄膜状时,希望在将该薄膜在由相对湿度70~100%、温度15~90℃构成的氛围下保持0.2~15分钟后导入至由高分子成分的非溶剂制成的凝固液。通过将流延后的薄膜状物放置在上述条件下,可以使多孔层成为均质且连通性高的状态。通常认为其原因在于,通过放置在加湿条件下,水分从薄膜表面浸入到内部,有效地促进高分子溶液的相分离。
作为用于相转换法的凝固液,只要是使聚合物成分凝固的溶剂即可,可根据用作高分子成分的树脂的种类适当选择,例如,作为使聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等凝固的溶剂,可使用例如:水;甲醇、乙醇等一元醇;甘油等多元醇等醇;聚乙二醇等水溶性高分子;它们的混合物等水溶性凝固液等。
被导入凝固液而析出的多孔膜,在将均质的基材用作致密层时,通过直接进行干燥,可以得到致密层和多孔膜层的层叠体(线路板的基材)。在致密层的两面具有多孔膜层的层叠体,可以通过在致密层的一面形成多孔膜层后再次进行上述操作来制造。另外,通过将被导入凝固液而析出的多孔膜从均质的基材转印于支撑体上并进行干燥,可以得到单独的多孔膜层。该单独的多孔膜层可以用作线路板的基材。作为上述支撑体,优选由对凝固液具有耐性的材质构成、而且在与薄膜接触侧的表面存在许多用于加快干燥速度的微孔的支撑体,特别优选具有可以以适当的速度透过凝固溶剂的程度的透过性的支撑体。这种支撑体例如为:透气度低于1000秒/100cc(优选低于100秒/100cc),膜厚为5~1000μm(优选50~500μm),贯通于薄膜截面方向以充分的密度分散有0.01~10μm(优选0.03~1μm)的孔。具体而言,可以使用以聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、纤维素、特氟隆(注册商标)等为材料的无纺布或多孔膜等。需要说明的是,也可以在另行准备的致密层上利用例如使用有粘接剂等的常用的薄膜层叠方法层叠这样得到的单独的多孔膜,得到在上述致密层的一面或两面具有多孔膜层的层叠体(线路板的基材)。
对于利用上述方法形成的多孔膜(层),为了进一步提高前体的聚合或耐药品性,也可以使用热、可见光、紫外线、电子束、放射线等使其进行聚合,或实施交联(固化)处理。例如,如上所述,对于使用聚酰亚胺系前体成形的薄膜,通过进一步实施热酰亚胺化或化学酰亚胺化等,可以得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层。另外,使用聚酰亚胺系树脂等形成了多孔膜层的薄膜可以实施热交联。另外,将得到的多孔膜(层)浸渍于具有耐药品性的聚合物的溶液中,并进行干燥,可以在薄膜表面及孔的内表面形成耐药品性被膜。作为具有耐药品性的聚合物,可列举例如:酚系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树脂、苯并胍胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、环氧树脂、苯并噁嗪系树脂、聚丙烯系树脂、聚氨酯系树脂、氟系树脂、醇酸系树脂、乙酸纤维素系树脂、邻苯二甲酸系树脂、马来酸系树脂、硅系树脂、三嗪系树脂、呋喃系树脂、聚酯系树脂、二甲苯系树脂、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、壳多糖、壳聚糖等。
利用上述方法,可以得到如下所述的多孔膜(层),其是由例如均匀地存在许多具有连通性的微孔的聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等树脂构成的多孔膜层,该多孔膜层的微孔的平均孔径为0.01~10μm,孔隙率为30~80%,厚度为0.1~100μm。
如上所述,通过适当选择聚合物溶液的构成成分的种类及量、水的使用量、流延时的湿度、温度及时间、用于流延的均质基材的种类、后处理等,可以调节多孔膜层的微孔直径、孔隙率、开孔率至所希望的值。
本发明的线路板可以通过在例如如上述那样得到的存在许多具有连通性的微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面形成导体配线来制造。该多孔膜层优选利用相转换法、特别是如上所述的湿式相转换法形成的树脂层。如上所述,上述单独的多孔膜层可以成为线路板,但在实质上不具有孔的致密层的一面或两面层叠有平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的层叠体也成为线路板的基材。
作为在多孔膜层的表面形成导体配线的方法,没有特殊限定,优选利用印刷法形成导体配线。作为印刷法没有特殊限定,可以是例如:凸版印刷(苯胺印刷术)、喷墨方式、网版印刷、胶版印刷、升华(熔融)方式、热敏方式、照相凹版印刷、激光印刷、糊描绘、纳米接触印刷等的任一种。这些印刷法可以用公知或者常用的方法进行。
作为使用印刷法形成导体配线的代表方法,可列举在多孔膜层上印刷导电油墨或导体糊的方法,例如:(1)在多孔膜层的表面用喷墨方式应用导电油墨形成导体配线的方法;(2)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷导电油墨,将其转印于多孔膜层的表面,形成导体配线的方法;(3)在多孔膜层的表面,通过从注射器挤出导体膏并进行描绘来形成导体配线的方法;(4)在多孔膜层的表面,通过利用网版印刷描绘导体膏来形成导体配线的方法等。
作为导电油墨没有特殊限定,可以使用例如:金油墨、银油墨、银纳米金属油墨、铜油墨、碳油墨、银-碳油墨等。另外,作为导体膏没有特殊限定,可以使用例如:银导体膏、铜导体膏、金导体膏、钯导体膏、钯-银导体膏、铂导体膏、铂-银导体膏、镍导体膏等。需要说明的是,在上述方法中,也可以在形成的导体配线上进一步用常用的方法实施镀覆。
另外,作为使用印刷法形成导体配线的其他的代表方法,可列举在多孔膜层上印刷镀覆催化剂后实施镀覆的方法,例如:(5)在多孔膜层的表面以配线图案状用喷墨方式印刷了镀覆催化剂后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(6)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷镀覆催化剂,将其转印于多孔膜层的表面后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(7)在多孔膜层的表面,从注射器挤出镀覆催化剂并描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(8)在多孔膜层的表面,利用网版印刷将镀覆催化剂描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法等。
作为镀覆催化剂,可以使用作为无电解镀覆处理的催化剂起作用的金属的盐。具体而言,可列举例如:选自包括金、银及铜的铜族元素、钯及铂等铂族元素以及镍等铁族元素中的金属的羟羧酸盐(柠檬酸盐、酒石酸盐等)或无机金属盐(硫酸盐、盐酸盐等)等。镀覆催化剂的印刷可以通过如下操作来进行,例如,制备含有镀覆催化剂、适当的载色剂和根据需要的添加剂等的油墨,用适当的印刷法将其进行印刷。在印刷镀覆催化剂后,对镀覆催化剂进行还原处理而制成金属后,实施无电解镀覆处理,根据需要进一步实施电解镀覆处理,由此可以形成导体配线。在镀覆催化剂的还原处理中,可以使用例如次磷酸或其盐、肼或其盐、硼氢系化合物、氨基硼烷系化合物、葡萄糖、甲醛等还原剂。还原处理例如可以使用0.5~10重量%的还原剂的水溶液、在室温~50℃左右的温度下进行。无电解镀覆处理例如可以用使用无电解铜镀覆液、无电解镍镀覆液等的公知方法进行。另外,电解镀覆处理例如也可以用使用硫酸铜等的公知方法进行。
作为用于印刷的印刷油墨或糊,可使用至少由固体(固体成分)和溶剂构成的油墨或糊,优选含有下述液体为主溶剂(含量最多的溶剂)的印刷油墨或糊,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在该多孔膜层表面的接触角在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),特别是在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),并且经过300微秒时的液滴半径为1600μm以下(更优选为1500μm以下,进一步优选为1400μm以下)。当使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速地吸收到多孔膜层的孔,油墨或糊的粘度上升,油墨或糊的流动性丧失,油墨或糊中的固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷品。
作为油墨或糊中的固体(固体成分),可以根据配线或感应器、发光体、电阻、电容器或半导体形成的目的进行选定,可以使用公知的无机物、有机物等。作为无机物的实例,可以使用金属(金、银、铜、镍、铝等)或玻璃、无机EL材料(ZnS、Mn/CdSSe、ZnS:TbOF、ZnS:Tb、SrS:Ce、(SrS:CeZnS)n、CaCa2S4:Ce、SrGa2S4:Ce、SrS:Ce/ZnS:Mn等)、碳、其他无机材料(硅石、氧化锆等陶瓷材料等)。作为有机物,可以使用有机颜料、导电性高分子、有机半导体材料(戊省类或噻吩类等)。固体成分的形状没有特殊限定,只要是不阻碍印刷性的形状即可,可以使用粒子状、薄片状、纤维状等鳞片状、中空粒子、中空纤维状等各种形状的固体成分。
作为印刷油墨或糊中的溶剂,可以根据印刷油墨或糊中的树脂的种类等适当选择,可以使用例如:烃系溶剂、卤代烃系溶剂、醇系溶剂、酚系溶剂、酮系溶剂、脂肪酸·酸酐、酯系溶剂、含氮·含硫极性溶剂、水等。具体而言,可列举例如:甲苯、萜品醇、癸烷、十四烷、癸醇、一缩二乙二醇单***、一缩二乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单***、一缩二乙二醇单甲醚、二缩三乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚、乙二醇单异丙基醚、一缩二乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁醚、一缩二乙二醇单丁醚、二缩三乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、乙二醇单异丁基醚、一缩二乙二醇单异丁基醚、乙二醇单己醚、一缩二乙二醇单己醚、乙二醇单2-乙基己醚、乙二醇单烯丙基醚、乙二醇单苯醚、乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二***、一缩二乙二醇二丁醚、二缩三乙二醇二甲醚、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇、丁基卡必醇乙酸酯、丁醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、乙二醇、甘油、水等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合使用两种以上。需要说明的是,关于油墨溶剂,在日本特开2004-319281号公报、日本特开2004-111057号公报、日本特开2006-059669号公报、日本特开2004-143325号公报等中被技术公开。其中,在良好地吸收到多孔膜层方面,优选使用粘度为0.00001~1Pa·s的溶剂。
另外,作为用于印刷的印刷油墨或糊,优选粘度为0.05~1Pa·s的印刷油墨或糊。在使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速吸收到多孔膜层的孔,固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生泅、细线描绘性优异的印刷品。需要说明的是,印刷油墨或糊中的粘度可以通过改变固体成分的种类及浓度、树脂等添加物的种类及浓度、溶剂的种类等来调节。
利用本发明的线路板的制造方法,在存在具有连通性的许多微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面形成导体配线,因此,利用许多微孔的作用,可以简便且有效地制造配线紧密粘合强度高、并且配线描绘性高的线路板。
本发明的印刷品1是在多孔膜层的表面至少实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷的印刷品,其具有如下特征:下述式(1)表示的线宽的变动值F为30%以下。
F=(LMax-LMin)/LAve×100 (1)
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
另外,本发明的印刷品2是在多孔膜层的表面至少实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷的印刷品,其具有如下特征:下述式(2)表示的线宽的标准偏差∑为7以下。
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
在本发明中,线宽的变动值F及标准偏差∑是平均线宽10~1000μm、长500μm以上的直线部分的值,更优选为平均线宽10~500μm、长500μm以上的直线部分的值,特别优选为平均线宽15~100μm、长500μm以上的直线部分的值。当平均线宽低于10μm时,印刷困难,当平均线宽超过1000μm时,配线***,电路整体变大,不实用。
最大线宽LMax、最小线宽LMin可以如下测定,将印刷品的平均线宽10~1000μm、长500μm直线部分进行放大摄影,由该照片进行测定(参照图11)。平均线宽LAve可以通过如下方法算出,即,在透明薄膜上画线,由其重量进行换算。只要F为30%以下、∑为7以下,就可以判定为细线描绘性(直线性)优异的优良印刷(配线)。F优选为20%以下,进一步优选为10%以下。∑优选为5以下,进一步优选为3以下。另外,特别优选F为上述规定的数值以下且∑为上述规定的数值以下。在多孔膜层上实施印刷时,印刷油墨(糊)在与多孔膜(多孔膜)接触的同时,油墨中的主溶剂被多孔膜吸收,油墨的粘度上升,流动性丧失,在多孔膜上不发生洇,因此,可以进行利用各种油墨(糊)的细线描绘性(直线性)优异的直线描绘。另一方面,在通常的PET薄膜或PI薄膜等上,当实施印刷时,印刷油墨(糊)洇并扩散到周围,因此,难以进行细线描绘性(直线性)良好的直线描绘。
本发明的印刷品3是在多孔膜层的表面使用版实施了印刷的印刷品,其中,版的开孔宽度L1和印刷后对应的印刷宽度L2之比(L2/L1)为0.8~1.2。
所谓版的开孔宽度L1,在版的开口部的形状例如为直线的情况是指该直线的线宽,在版的开口部的形状例如为圆的情况是指圆的直径。需要说明的是,版的开孔部的形状并不限于直线或圆,也可以是曲线、三角形或四角形等多角形、星形等的任一种。印刷后对应的印刷宽度L2可以通过利用电子显微镜的放大摄影求出。直线描绘时可以采用长500μm的直线的平均线宽作为L2。在印刷的外形由于凹凸等难以测定的情况下,在透明薄膜上描画外形,由重量进行换算而求出印刷宽度L2。图4的上图是表示版的开口部为直线的情况的L1和L2的关系的说明图,图4的下图是表示版的开口部为圆的情况的L1和L2的关系的说明图。只要L2/L1为0.8~1.2的范围,就判定为印刷描绘再现性优异的优良印刷(配线)。版的开孔宽度L1的范围例如为10~1000μm(优选为10~500μm,进一步优选为15~100μm)。L2/L1的值优选为0.9~1.1的范围。在多孔膜层上使用版实施印刷时,印刷油墨(糊)在与多孔膜(多孔膜)接触的同时,油墨中的主溶剂被多孔膜吸收,油墨的粘度上升,流动性丧失,在多孔膜上不扩散,因此,可以进行利用各种油墨(糊)的印刷描绘再现性优异的印刷。另一方面,在通常的PET薄膜或PI薄膜等上,当使用版实施印刷时,印刷油墨(糊)在薄膜表面扩散到周围,因此,难以进行印刷描绘再现性良好的印刷。
在本发明中,作为多孔膜层,优选均匀地存在许多具有连通性的微孔(连续微孔)的多孔膜。作为多孔膜层,优选距离印刷部的最表面至少10μm为均质的多孔,更优选距离印刷部的最表面至少20μm为均质的多孔。特别优选多孔膜层整体为均质的多孔。
多孔膜层的平均孔径(薄膜表面的平均孔径)优选为0.01~20μμm(例如0.01~10μm),进一步优选为0.5~15μm,特别优选为1~10μm。当孔的尺寸过小时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另外,当孔的尺寸过大时,油墨的锚固性降低,印刷的紧密粘合性也容易降低,或油墨扩散而导致线洇,直线描绘性容易降低,同时机械强度降低而容易变形。在多孔膜层的平均孔径为上述范围时,油墨被多孔膜层顺利地吸收,同时可得到高的锚固效果,因此,印刷的紧密粘合强度非常高,同时可抑制油墨的扩散,得到优异的细线描绘性。
多孔膜的孔隙率(空隙率)例如为30~80%左右,优选为40~80%左右,进一步优选为50~80%。当孔隙率过低时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另一方面,当孔隙率过高时,有时机械强度差。另外,作为多孔膜层表面的开孔率(表面开孔率),例如为30%以上(例如30~80%),优选为50~80%左右。当表面开孔率过低时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另一方面,当表面开孔率过高时,机械强度容易降低。
多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。在印刷品的基体(被印刷体)为单独的多孔膜层时,多孔膜层的厚度优选为5~100μμm,进一步优选为25~70μm。另外,当印刷品的基体(被印刷体)为致密层等支撑体和多孔膜层的层叠体时,多孔膜层的厚度优选为0.1~25μm,进一步优选为1~10μm。当多孔膜层的厚度过薄时,印刷油墨(糊)的主溶剂的吸收性差,另一方面,当其过厚时,容易变得难以均匀地控制孔径分布。多孔膜层的厚度优选为平均孔径的2倍以上,特别优选为10倍以上。
多孔膜层的两个表面的微孔的平均孔径,由于多孔膜层形成时的微孔的生成环境不同,因此,有时具有相互不同的孔隙特性。例如,在利用以将溶解有构成多孔膜的树脂的聚合物溶液向基材(基板)上流延形成薄膜状后、使其凝固为基础的相转换法制造多孔膜时,得到的多孔膜在不与基材接触侧的表面(空气侧表面)和与基材接触侧的表面(基材侧表面)中,微孔形成环境不同,因此,大多具有分别不同的孔隙特性。在本发明中,优选多孔膜层的一个面的微孔的平均孔径φA和另一个面的微孔的平均孔径φB满足0.1≦φA/φB≦10的关系。当φA/φB低于0.1或超过10时,设置在薄膜两面的微孔的平衡不良,细线描绘性容易降低。另外,当将φA设定为多孔膜的空气侧表面的微孔的平均孔径,将φB设定为基材侧表面的微孔的平均孔径时,优选0.15≦φA/φB≦8,进一步优选0.2≦φA/φB≦5。需要说明的是,φA/φB的值可以通过适当设定多孔膜的制造条件来调节。具体而言,可以通过例如适当设定将含有构成多孔膜的原材料的聚合物溶液进行流延的基材的种类、该基材的表面特性、微孔形成时的氛围(湿度、温度等)来控制。
存在于多孔膜层的微孔的连通性可以将表示透气度的格利值及纯水透过速度等设定为指标。多孔膜层的格利值优选为0.2~100秒/100cc,进一步优选为1~50秒/100cc。当数值过大时,印刷油墨的溶剂的吸收性容易降低,另一方面,当数值过小时,有可能机械强度差。
作为多孔膜层的实施印刷侧的面的平均孔径A和印刷的直线部的幅宽W的关系,优选为W/A≥5,更优选为W/A≥10。当W/A低于5时,印刷油墨等锚固性降低,印刷的紧密粘合性降低,或油墨扩散而导致线洇,细线描绘性容易降低。
本发明的印刷品至少具有平均线宽10~1000μm长500μm以上的直线部,还可以具有宽度比其窄的直线部或宽度比其宽的直线部、非直线部等。
作为构成多孔膜层的材料(原材料),优选具有绝缘性的材料,优选树脂。作为树脂,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚烯烃系树脂(聚甲基戊烯系树脂、环状聚烯烃系树脂等)、氟系树脂(聚偏氟乙烯系树脂等)等。其中,从具有耐热性、机械强度、耐药品性、电特性优异这样的角度来考虑,优选聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂等,特别优选聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂。树脂可以是共聚物,也可以是接枝聚合物。这些材料可单独使用或两种以上组合使用。另外,多孔膜层的层表面及孔的内表面可以用耐药品性高分子化合物包覆。
多孔膜层可以单独用作印刷品的基体(被印刷体),也可以将多孔膜层形成在实质上不具有孔的致密层等支撑体的一面或两面的层叠体用作印刷品的基材。通过使用这种层叠体,可以提高基材的机械强度。在印刷品的基体(被印刷体)为单独的多孔膜层的情况下,可以在多孔膜层的一面或两面进行印刷,因此,可以在一面或两面形成电路等。另外,在印刷品的基体(被印刷体)为由支撑体和设置在其一面或两面的多孔膜层构成的层叠体时,可以在该基体的一面或两面进行印刷,因此,可以在一面或两面形成电路等。
作为构成上述支撑体的材料(原材料),没有特殊限制,可以使用树脂、纤维、金属、陶瓷等各种材料。支撑体可以是薄膜状、纤维状、板状等任一种形状。作为构成支撑体的材料的代表例,可例示例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、聚酯树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、聚烯烃系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、氟系树脂、聚氨酯系树脂、硅树脂、环氧树脂等塑料;铁、铝、铜、钛、锡、锌等金属;玻璃、陶瓷、混凝土、岩石等无机物;木材、竹等。这些原材料可单独使用或两种以上组合使用。作为支撑体,从操作的容易性、强度、耐热性等方面来考虑,优选聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯、芳族聚酰胺等薄膜、玻璃环氧基板等。
支撑体的厚度例如为1~300μm,优选为5~100μm。当厚度过薄时,难以操作,另一方面,当其过厚时,有时柔软性降低。
在本发明的印刷品中,多孔膜层可以利用相转换法形成。例如,在将包含构成多孔膜层的原材料(树脂成分)、水溶性聚合物、极性溶剂及根据需要的包含水的混合溶液流延于均质的基板上后,导入凝固液中,利用湿式相转换法可以形成多孔膜层。作为构成多孔膜层的原材料(树脂成分),优选溶解于水溶性的极性溶剂、且利用相转换法可以形成薄膜的材料,具体而言,可以使用上述作为构成多孔膜层的树脂例示过的树脂。需要说明的是,代替该树脂,也可以使用该树脂的单体成分(原料)或其低聚物等前体。例如,在得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层时,使用作为聚酰亚胺系树脂的前体(聚酰亚胺系前体)的聚酰胺酸利用同样的方法得到多孔膜层后,利用热酰亚胺化、化学酰亚胺化可以得到由所希望的聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜。
为了将膜结构做成多孔的海绵状,向进行流延的聚合物溶液添加水溶性聚合物或水是有效的。作为水溶性聚合物,可列举例如:聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸、多糖类等或其衍生物、以及它们的混合物等。其中,在抑制薄膜内部中的空隙的形成、可以提高薄膜的机械强度方面,优选聚乙烯基吡咯烷酮。这些水溶性聚合物可单独使用或两种以上组合使用。从多孔化的角度来考虑,水溶性聚合物的分子量例如为200以上,优选为300以上,更优选为400以上(例如400~20万左右),特别优选为1000以上(例如1000~20万左右)。
水溶性聚合物为重要的添加剂,特别是对将膜结构做成海绵状非常有效,通过变更水溶性聚合物的种类和量,可以得到多种结构。但是,由于水溶性聚合物最终为非必要成分,因此,在浸渍于水等中并使多孔层凝固时被清洗除去。另一方面,即使利用干式相转换法及湿式相转换法的任一种方法都可以形成多孔性结构,但从上述方面来考虑,优选利用湿式相转换法形成多孔性结构。
作为上述极性溶剂,可以根据使用的树脂的化学骨架使用具有溶解性的极性溶剂(良溶剂)。作为聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等的良溶剂,可列举例如:二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺、NMP/二甲苯、NMP/二甲苯/甲基乙基酮、乙醇/甲苯、二甲基亚砜、2-吡咯烷酮等。极性溶剂可单独使用或两种以上组合使用。
作为进行流延的聚合物溶液,例如,优选由作为构成多孔性薄膜的原材料的高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物10~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%构成的混合溶液等。
就上述聚合物溶液而言,当成为多孔膜层的主体的聚合物(高分子成分)的浓度过低时,薄膜的强度变弱,另外,当其过高时,孔隙率变小。构成该聚合物溶液的水溶性聚合物是为了将薄膜内部做成均质的海绵状的多孔结构而添加的,此时,当浓度过低时,在薄膜内部产生超过10μm那样巨大的空隙,均质性降低。另外,当浓度过高时,溶解性变差。水的添加量可以用于调节空隙直径,可以通过增加添加量来增大直径。
作为在流延聚合物溶液时使用的均质的基板的材料(原材料),可列举上述作为构成层叠体中的支撑体的材料(原材料)例示的材料等。作为均质的基板,也可以使用组合有表面原材料和内部原材料不同的多种原材料的复合薄膜或片材。复合薄膜或片材可以通过贴合形成,也可以是通过涂敷、蒸镀、溅射等表面处理而得到的复合薄膜或片材。另外,也可以使用对表面实施过易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理、电晕放电处理等的复合薄膜或片材。将在此使用的均质的基板直接用作上述层叠体中的支撑体时,优选选择使用对与构成多孔膜层的材料具有亲和性的原材料(例如具有同种单体单元的树脂等)或树脂实施过易粘接处理或电晕放电处理等表面处理的基板。
作为将上述聚合物溶液流延成薄膜状时的优选条件是,相对湿度为70~100%(优选为90~100%)、温度为15~90℃(优选为30~80℃),特别优选的条件是,相对湿度约为100%(例如为95~100%),温度为40~70℃。当空气中的含水量比其少时,有时会产生表面的开孔率不充分的不良情况。在将聚合物溶液流延成薄膜状时,希望在将该薄膜在由相对湿度70~100%、温度15~90℃构成的氛围下保持0.2~15分钟后导入由高分子成分的非溶剂构成的凝固液。通过将流延后的薄膜状物放置在上述条件下,可以使多孔层成为均质且连通性高的状态。通常认为其原因在于,通过放置在加湿条件下,水分从薄膜表面浸入到内部,有效地促进高分子溶液的相分离。
作为用于相转换法的凝固液,只要是使聚合物成分凝固的溶剂即可,可根据用作高分子成分的树脂的种类适当选择,例如作为使聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等凝固的溶剂,可使用例如:水;甲醇、乙醇等一元醇;甘油等多元醇等醇;聚乙二醇等水溶性高分子;它们的混合物等水溶性凝固液等。
被导入凝固液而析出的多孔膜,在将均质的基材用作上述层叠体中的支撑体时,通过直接进行干燥,可以得到支撑体和多孔膜层的层叠体(被印刷体)。在支撑体的两面具有多孔膜层的层叠体,可以通过在支撑体的一面形成多孔膜层后再次进行上述操作来制造。另外,通过将被导入凝固液而析出的多孔膜从均质的基材转印于支撑体上并进行干燥,可以得到单独的多孔膜层。该单独的多孔膜层用作线路板的基材。作为上述支撑体,优选由对凝固液具有耐性的材质构成、而且在与薄膜接触侧的表面存在许多用于加快干燥速度的微孔的支撑体,特别优选具有可以以适当的速度透过凝固溶剂的程度的透过性的支撑体。这种支撑体例如为:透气度低于1000秒/100cc(优选低于100秒/100cc),膜厚为5~1000μm(优选50~500μm),贯通于薄膜截面方向以充分的密度分散有0.01~10μm(优选0.03~1μm)的孔。具体而言,可以使用以聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、纤维素、特氟隆(注册商标)等为材料的无纺布或多孔膜等。需要说明的是,也可以在另行准备的支撑体(致密层等)上利用例如使用有粘接剂等的常用的薄膜层叠方法层叠这样得到的多孔膜单体,得到在上述支撑体的一面或两面具有多孔膜层的层叠体(被印刷体)。
对于利用上述方法形成的多孔膜(层),为了进一步提高前体的聚合或耐药品性,也可以使用热、可见光、紫外线、电子束、放射线等使其进行聚合,或实施交联(固化)处理。例如,如上所述,对于使用聚酰亚胺系前体成形的薄膜,通过进一步实施热酰亚胺化或化学酰亚胺化等,可以得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层。另外,使用聚酰亚胺系树脂等形成了多孔膜层的薄膜可以实施热交联。另外,将得到的多孔膜(层)浸渍于具有耐药品性的聚合物的溶液中,并进行干燥,可以在薄膜表面及孔的内表面形成耐药品性被膜。作为具有耐药品性的聚合物,可列举例如:酚系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树脂、苯并胍胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、环氧树脂、苯并噁嗪系树脂、聚丙烯系树脂、聚氨酯系树脂、氟系树脂、醇酸系树脂、乙酸纤维素系树脂、邻苯二甲酸系树脂、马来酸系树脂、硅系树脂、三嗪系树脂、呋喃系树脂、聚酯系树脂、二甲苯系树脂、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、壳多糖、壳聚糖等。
利用上述方法,可以得到如下所述的多孔膜(层),其是由例如均匀地存在许多具有连通性的微孔的聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂等树脂构成的多孔膜层,该多孔膜层的微孔的平均孔径为0.01~10μm,孔隙率为30~80%,厚度为0.1~100μm。
如上所述,通过适当选择聚合物溶液的构成成分的种类及量、水的使用量、流延时的湿度、温度及时间、用于流延的均质基材的种类、后处理等,可以调节多孔膜层的微孔直径、孔隙率、开孔率至所希望的值。
本发明的印刷品1、2可以通过如下方法制造:例如,在如上述那样得到的存在许多具有连通性的微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面,至少实施以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷。该多孔膜层优选利用相转换法、特别是如上所述的湿式相转换法形成的树脂层。如上所述,上述单独的多孔膜层成为印刷品的基体,在实质上不具有孔的致密层等支撑体的一面或两面层叠有平均孔径为0.01~20μm的多孔膜层的层叠体也成为印刷品的基体。
作为在多孔膜层的表面实施印刷的方法,没有特殊限定,可以是例如喷墨方式、网版印刷、胶版印刷、升华(熔融)方式、热敏方式、照相凹版印刷、激光印刷、糊描绘、纳米接触印刷等的任一种。这些印刷法可以用公知或者常用的方法进行。其中,优选通过网版筛网或金属掩模挤出糊来实施印刷的方法。
本发明的印刷品3可以通过如下方法制造:例如,在如上述那样得到的存在许多具有连通性的微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面,使用版实施印刷。该多孔膜层优选利用相转换法、特别是如上所述的湿式相转换法形成的树脂层。如上所述,上述单独的多孔膜层成为印刷品的基体,在实质上不具有孔的致密层等支撑体的一面或两面层叠有平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的层叠体也成为印刷品的基体。
作为在多孔膜层的表面使用版实施印刷的方法,没有特殊限定,可以是例如网版印刷、胶版印刷、照相凹版印刷等的任一种。这些印刷法可以用公知或者常用的方法进行。其中,优选通过网版筛网或金属掩模挤出糊来实施印刷的方法。
下面,作为通过印刷制作印刷品的代表实例,对在多孔膜层的表面印刷导电油墨或导体膏而形成导电配线(电路)来制作印刷线路板的方法进行说明。作为形成这种导电配线的具体的方法,可列举例如:(1)在多孔膜层的表面用喷墨方式应用导电油墨形成导体配线的方法;(2)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷导电油墨,将其转印于多孔膜层的表面,形成导体配线的方法;(3)在多孔膜层的表面,通过从注射器挤出导体膏并进行描绘来形成导体配线的方法;(4)在多孔膜层的表面,通过利用网版印刷描绘导体膏来形成导体配线的方法等。
作为导电油墨没有特殊限定,可以使用例如:金油墨、银油墨、银纳米金属油墨、铜油墨、碳油墨、银-碳油墨等。另外,作为导体膏没有特殊限定,可以使用例如:银导体膏、铜导体膏、金导体膏、钯导体膏、钯-银导体膏、铂导体膏、铂-银导体膏、镍导体膏等。需要说明的是,在上述方法中,也可以在形成的导体配线上进一步用常用的方法实施镀覆。
另外,作为利用印刷形成导体配线的其他的代表方法,可列举在多孔膜层上印刷镀覆催化剂后实施镀覆的方法,例如:(5)在多孔膜层的表面以配线图案状用喷墨方式印刷了镀覆催化剂后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(6)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷镀覆催化剂,将其转印于多孔膜层的表面后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(7)在多孔膜层的表面从注射器挤出镀覆催化剂并描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(8)在多孔膜层的表面利用网版印刷将镀覆催化剂描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法等。
作为镀覆催化剂,可以使用作为无电解镀覆处理的催化剂起作用的金属的盐。具体而言,可列举例如:选自由金、银及铜构成的铜族元素、钯及铂等铂族元素以及镍等铁族元素中的金属的羟羧酸盐(柠檬酸盐、酒石酸盐等)或无机金属盐(硫酸盐、盐酸盐等)等。镀覆催化剂的印刷可以通过如下操作来进行,例如,制备含有镀覆催化剂、适当的载色剂(びヒクル)和根据需要的添加剂等的油墨,用适当的印刷法将其进行印刷。在印刷镀覆催化剂后,对镀覆催化剂进行还原处理而制成金属后,实施无电解镀覆处理,根据需要进一步实施电解镀覆处理,由此可以形成导体配线。在镀覆催化剂的还原处理中,可以使用例如次磷酸或其盐、肼或其盐、硼氢系化合物、氨基硼烷系化合物、葡萄糖、甲醛等还原剂。还原处理例如可以使用0.5~10重量%的还原剂的水溶液、在室温~50℃左右的温度下进行。无电解镀覆处理例如可以用使用无电解铜镀覆液、无电解镍镀覆液等的公知方法进行。另外,电解镀覆处理例如也可以用使用硫酸铜等的公知方法进行。
作为用于印刷的印刷油墨或糊,可使用至少由固体(固体成分)和溶剂构成的油墨或糊,优选含有下述液体为主溶剂(含量最多的溶剂)的印刷油墨或糊,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在该多孔膜层表面的接触角在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),特别是在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),并且经过300微秒时的液滴半径为1600μm以下(更优选为1500μm以下,进一步优选为1400μm以下)。当使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速地吸收到多孔膜层的孔,油墨或糊的粘度上升,油墨或糊的流动性丧失,油墨或糊中的固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷品。
作为油墨或糊中的固体(固体成分),可以根据配线或感应器、发光体、电阻、电容器或半导体形成的目的进行选定,可以使用公知的无机物、有机物等。作为无机物的实例,可以使用金属(金、银、铜、镍、铝等)或玻璃、无机EL材料(ZnS、Mn/CdSSe、ZnS:TbOF、ZnS:Tb、SrS:Ce、(SrS:CeZnS)n、CaCa2S4:Ce、SrGa2S4:Ce、SrS:Ce/ZnS:Mn等)、碳、其他无机材料(硅石、氧化锆等陶瓷材料等)。作为有机物,可以使用有机颜料、导电性高分子、有机半导体材料(戊省类或噻吩类等)。固体成分的形状没有特殊限定,只要是不阻碍印刷性的形状即可,可以使用粒子状、薄片状、纤维状等鳞片状、中空粒子、中空纤维状等各种形状的固体成分。
作为印刷油墨或糊中的溶剂,可以根据印刷油墨或糊中的树脂的种类等适当选择,可以使用例如:烃系溶剂、卤代烃系溶剂、醇系溶剂、酚系溶剂、酮系溶剂、脂肪酸·酸酐、酯系溶剂、含氮·含硫极性溶剂、水等。具体而言,可列举例如:甲苯、萜品醇、癸烷、十四烷、癸醇、一缩二乙二醇单***、一缩二乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单***、一缩二乙二醇单甲醚、二缩三乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚、乙二醇单异丙基醚、一缩二乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁醚、一缩二乙二醇单丁醚、二缩三乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、乙二醇单异丁基醚、一缩二乙二醇单异丁基醚、乙二醇单己醚、一缩二乙二醇单己醚、乙二醇单2-乙基己醚、乙二醇单烯丙基醚、乙二醇单苯醚、乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二***、一缩二乙二醇二丁醚、二缩三乙二醇二甲醚、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇、丁基卡必醇乙酸酯、丁醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、乙二醇、甘油、水等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合使用两种以上。需要说明的是,关于油墨溶剂,在日本特开2004-319281号公报、日本特开2004-111057号公报、日本特开2006-059669号公报、日本特开2004-143325号公报等中被技术公开。
另外,作为用于印刷的印刷油墨或糊,优选粘度为0.05~1Pa·s的印刷油墨或糊。在使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速吸收到多孔膜层的孔,固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生泅、细线描绘性优异的印刷品。需要说明的是,印刷油墨或糊中的粘度可以通过改变固体成分的种类及浓度、树脂等添加物的种类及浓度、溶剂的种类等来调节。
本发明的印刷图案的制造方法包含:经过(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2A)使实施了印刷的多孔膜层与溶剂接触的工序、及(3A)使溶剂干燥的工序来形成致密层的工序。图27是表示本发明的印刷图案的制造方法的一例的各工序的说明图(利用剖面图)。1表示多孔膜层,6表示支撑体,7表示印刷,8表示溶剂,9表示渗入了溶剂的多孔膜层,11表示致密层。
[工序(1)]
在工序(1)中,在多孔膜层1上实施印刷7。作为多孔膜层,优选均匀地存在许多具有连通性的微孔(连续微孔)的多孔膜层。作为多孔膜层,优选距离印刷部的最表面至少10%(相对于整体厚度)为均质的多孔,更优选距离印刷部的最表面至少20%(相对于整体厚度)为均质的多孔。特别优选多孔膜层整体为均质的多孔。
多孔膜层的平均孔径(薄膜表面的平均孔径)优选为0.01~20μm(例如0.01~10μm),进一步优选为0.5~15μm,特别优选为1~10μm。当孔的尺寸过小时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另外,当孔的尺寸过大时,油墨的锚固性降低,印刷的紧密粘合性也容易降低,或油墨扩散而导致线洇,直线描绘性容易降低,同时机械强度降低而容易变形。在多孔膜层的平均孔径为上述范围时,油墨被多孔膜层顺利地吸收,同时可得到高的锚固效果,因此,印刷的紧密粘合强度非常高,同时可抑制油墨的扩散,得到优异的细线描绘性。
多孔膜的孔隙率(空隙率)例如为30~80%左右,优选为40~80%左右,进一步优选为50~80%。当孔隙率过低时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另一方面,当孔隙率过高时,有时机械强度差。另外,作为多孔膜层表面的开孔率(表面开孔率),例如为30%以上(例如30~80%),优选为50~80%左右。当表面开孔率过低时,印刷油墨的浸透性降低,印刷的紧密粘合性容易降低。另一方面,当表面开孔率过高时,机械强度容易降低。
多孔膜层的厚度例如为0.1~100μm。在印刷品的基体(被印刷体)为多孔膜层单体时,多孔膜层的厚度优选为5~100μm,进一步优选为25~70μm。另外,当印刷品的基体(被印刷体)为致密层等支撑体和多孔膜层的层叠体时,多孔膜层的厚度优选为0.1~25μm,进一步优选为1~10μm。当多孔膜层的厚度过薄时,印刷油墨(糊)的主溶剂的吸收性差,另一方面,当其过厚时,容易变得难以均匀地控制孔径分布。多孔膜层的厚度优选为平均孔径的2倍以上,特别优选为10倍以上。
多孔膜层的两个表面的微孔的平均孔径,由于多孔膜层形成时的微孔的生成环境不同,因此,有时具有相互不同的孔隙特性。例如,在利用以将溶解有构成多孔膜的树脂的聚合物溶液向基材(基板)上流延形成薄膜状后、使其凝固为基础的相转换法制造多孔膜时,得到的多孔膜在不与基材接触侧的表面(空气侧表面)和与基材接触侧的表面(基材侧表面)中,微孔形成环境不同,因此,大多具有分别不同的孔隙特性。在本发明中,优选多孔膜层的一个面的微孔的平均孔径φA和另一个面的微孔的平均孔径φB满足0.1≦φA/φB≦10的关系。当φA/φB低于0.1或超过10时,设置在薄膜两面的微孔的平衡不良,细线描绘性容易降低。另外,当将φA设定为多孔膜的空气侧表面的微孔的平均孔径,将φB设定为基材侧表面的微孔的平均孔径时,优选0.15≦φA/φB≦8,进一步优选0.2≦φA/φB≦5。需要说明的是,φA/φB的值可以通过适当设定多孔膜的制造条件来调节。具体而言,可以通过例如适当设定将含有构成多孔膜的原材料的聚合物溶液进行流延的基材的种类、该基材的表面特性、微孔形成时的氛围(湿度、温度等)来控制。
存在于多孔膜层的微孔的连通性可以通过表示透气度的格利值及纯水透过速度等来进行表征。多孔膜层的格利值优选为0.2~100秒/100cc,进一步优选为1~50秒/100cc,特别优选为1~10秒/100cc。当数值过大时,印刷油墨的溶剂的吸收性容易降低,另一方面,当数值过小时,有可能机械强度差。
作为构成多孔膜层的材料(原材料),优选具有绝缘性的材料,优选树脂。作为树脂,可列举例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚烯烃系树脂(聚甲基戊烯系树脂、环状聚烯烃系树脂等)、氟系树脂(聚偏氟乙烯系树脂等)等。其中,从具有耐热性、机械强度、耐药品性、电特性优异这样的角度来考虑,优选聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂等,特别优选聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂。树脂可以是共聚物,也可以是接枝聚合物。这些材料可单独使用或两种以上组合使用。另外,多孔膜层的层表面及孔的内表面可以用耐药品性高分子化合物包覆。
多孔膜层1可以单独用作印刷品的基体(被印刷体),也可以将多孔膜层形成在实质上不具有孔的致密层等支撑体6的一面或两面所形成的层叠体用作印刷品的基材。通过使用这种层叠体,可以提高基材的机械强度。在印刷品的基体(被印刷体)为多孔膜层单体的情况下,可以在多孔膜层的一面或两面进行印刷,因此,可以在一面或两面形成电路等。另外,在印刷品的基体(被印刷体)为由支撑体和设置在其一面或两面的多孔膜层构成的层叠体时,可以在该基体的一面或两面进行印刷,因此,可以在一面或两面形成电路等。
作为构成上述支撑体的材料(原材料),没有特殊限制,可以使用树脂、纤维、金属、陶瓷等各种材料。支撑体可以是薄膜状、纤维状、板状、箔状等任一种形状。另外,支撑体可以是致密的支撑体、具有许多贯穿孔的支撑体等任一种。
作为构成支撑体的材料的代表例,可例示例如:聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、聚酯树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、聚烯烃系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、氟系树脂、聚氨酯系树脂、硅树脂、环氧树脂等塑料;铁、铝、铜、钛、锡、锌等金属;玻璃、陶瓷、混凝土、岩石等无机物;木材、竹等。这些原材料可以单独使用或两种以上组合使用。作为支撑体,从操作的容易性、强度、耐热性等方面来考虑,优选聚酰亚胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯、芳族聚酰胺等薄膜、玻璃环氧基板等。
需要说明的是,在支撑体为金属箔时,作为该金属箔,可以使用铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔等。金属箔可以是单层,也可以是由包含相同或不同原材料的多层构成的复合金属箔。可以在金属箔的两面中的与多孔膜层相反侧的面上设置粘合剂层,或进一步在其外侧设置保护膜(脱模薄膜)。
另外,在支撑体为具有许多贯穿孔的支撑体时,作为其实例,可列举:织物(由棉纤维等天然纤维、玻璃纤维、PEEK纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯并噁唑纤维等树脂纤维等形成的织物等)、网眼布(聚酯网眼布、尼龙网眼布、碳网眼布、特氟隆(注册商标)网眼布、聚丙烯网眼布、丝网眼布、聚乙烯网眼布等)、冲孔薄膜(对PET、聚酰亚胺等薄膜实施冲裁加工而形成的薄膜等)等具有许多贯穿孔的塑料薄膜或片材;金属网(平纹金属网、斜纹金属网、席型平纹金属网、席型斜纹金属网)、冲孔金属(对金属的箔或片材实施冲裁加工等而形成的)、多孔金属板、蚀刻金属等具有许多贯穿孔的金属箔或片材等。其中,优选使用具有耐水性的网眼布。
支撑体的厚度例如为1~300μm,优选为5~100μm。当厚度过薄时,难以操作,另一方面,当其过厚时,有时柔软性降低。
多孔膜层可以利用相转换法形成。例如,在将包含构成多孔膜层的原材料(树脂成分)、水溶性聚合物、极性溶剂及根据需要的包含水的混合溶液流延于均质的基板上后,导入凝固液中,利用湿式相转换法可以形成多孔膜层。作为构成多孔膜层的原材料(树脂成分),优选溶解于水溶性的极性溶剂、且利用相转换法可以形成薄膜的材料,具体而言,可以使用上述作为构成多孔膜层的树脂例示过的树脂。需要说明的是,代替该树脂,也可以使用该树脂的单体成分(原料)或其低聚物等前体。例如,在得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层时,使用作为聚酰亚胺系树脂的前体(聚酰亚胺系前体)的聚酰胺酸利用同样的方法得到多孔膜层后,利用热酰亚胺化、化学酰亚胺化可以得到由所希望的聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜。
为了将膜结构做成多孔的海绵状,向进行流延的聚合物溶液添加水溶性聚合物或水是有效的。作为水溶性聚合物,可列举例如:聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚丙烯酸、多糖类等或其衍生物、以及它们的混合物等。其中,在抑制薄膜内部中的空隙的形成、可以提高薄膜的机械强度方面,优选聚乙烯基吡咯烷酮。这些水溶性聚合物可单独使用或两种以上组合使用。从多孔化的角度来考虑,水溶性聚合物的重均分子量例如为200以上,优选为300以上,更优选为400以上(例如400~20万左右),特别优选为1000以上(例如1000~20万左右)。
水溶性聚合物为重要的添加剂,特别是对将膜结构做成海绵状非常有效,通过变更水溶性聚合物的种类和量,可以得到多种结构。但是,由于水溶性聚合物最终为非必要成分,因此,在浸渍于水等中并使多孔层凝固时被清洗除去。另一方面,即使利用干式相转换法及湿式相转换法的任一种方法都可以形成多孔性结构,但从上述方面来考虑,优选利用湿式相转换法形成多孔性结构。
作为上述极性溶剂,可以根据使用的树脂的化学骨架使用具有溶解性的极性溶剂(良溶剂)。作为聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等的良溶剂,可列举例如:二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺、NMP/二甲苯、NMP/二甲苯/甲基乙基酮、乙醇/甲苯、二甲基亚砜、2-吡咯烷酮等。极性溶剂可单独使用或两种以上组合使用。
作为进行流延的聚合物溶液,例如,优选由作为构成多孔性薄膜的原材料的高分子成分8~25重量%、水溶性聚合物10~50重量%、水0~10重量%、水溶性极性溶剂30~82重量%构成的混合溶液等。
就上述聚合物溶液而言,当成为多孔膜层的主体的聚合物(高分子成分)的浓度过低时,薄膜的强度变弱,另外,当其过高时,孔隙率变小。构成该聚合物溶液的水溶性聚合物是为了将薄膜内部做成均质的海绵状的多孔结构而添加的,此时,当浓度过低时,在薄膜内部产生超过10μm那样巨大的空隙,均质性降低。另外,当浓度过高时,溶解性变差。水的添加量可以用于调节空隙直径,可以通过增加添加量来增大直径。
作为在流延聚合物溶液时使用的均质的基板的材料(原材料),可列举上述作为构成层叠体中的支撑体的材料(原材料)例示的材料等。作为均质的基板,也可以使用组合有表面原材料和内部原材料不同的多种原材料的复合薄膜或片材。复合薄膜或片材可以通过贴合形成,也可以是通过涂敷、蒸镀、溅射等表面处理而得到的复合薄膜或片材。另外,也可以使用对表面实施过易粘接处理、抗静电处理、喷砂处理、电晕放电处理等的复合薄膜或片材。将在此使用的均质的基板直接用作上述层叠体中的支撑体时,优选选择使用对与构成多孔膜层的材料具有亲和性的原材料(例如具有同种单体单元的树脂等)或树脂实施过易粘接处理或电晕放电处理等表面处理的基板。
作为将上述聚合物溶液流延成薄膜状时的优选条件是,相对湿度为70~100%(优选为90~100%)、温度为15~90℃(优选为30~80℃),特别优选的条件是,相对湿度约为100%(例如为95~100%),温度为40~70℃。当空气中的含水量比其少时,有时会产生表面的开孔率不充分的不良情况。在将聚合物溶液流延成薄膜状时,希望在将该薄膜在由相对湿度70~100%、温度15~90℃构成的氛围下保持0.2~15分钟后导入由高分子成分的非溶剂构成的凝固液。通过将流延后的薄膜状物放置在上述条件下,可以使多孔层成为均质且连通性高的状态。通常认为其原因在于,通过放置在加湿条件下,水分从薄膜表面浸入到内部,有效地促进高分子溶液的相分离。
作为用于相转换法的凝固液,只要是使聚合物成分凝固的溶剂即可,可根据用作高分子成分的树脂的种类适当选择,例如作为使聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酸、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等凝固的溶剂,可使用例如:水;甲醇、乙醇等一元醇;甘油等多元醇等醇;聚乙二醇等水溶性高分子;它们的混合物等水溶性凝固液等。
被导入凝固液而析出的多孔膜,在将均质的基材用作上述层叠体中的支撑体时,通过直接进行干燥,可以得到支撑体和多孔膜层的层叠体(被印刷体)。在支撑体的两面具有多孔膜层的层叠体,可以通过在支撑体的一面形成多孔膜层后再次进行上述操作来制造。另外,通过将被导入凝固液而析出的多孔膜从均质的基材转印于支撑体上并进行干燥,可以以单体的方式得到多孔膜层。该单独的多孔膜层用作线路板的基材。作为上述支撑体,优选由对凝固液具有耐性的材质构成、而且在与薄膜接触侧的表面存在许多用于加快干燥速度的微孔的支撑体,特别优选具有可以以适当的速度透过凝固溶剂的程度的透过性的支撑体。这种支撑体例如为:透气度低于1000μsec/100cc(优选低于100秒/100cc),膜厚为5~1000μm(优选50~500μm),贯通于薄膜截面方向以充分的密度分散有0.01~10μm(优选0.03~1μm)的孔。具体而言,可以使用以聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、纤维素、特氟隆(注册商标)等为材料的无纺布或多孔膜等。需要说明的是,也可以在另行准备的支撑体(致密层等)上利用例如使用有粘接剂等的常用的薄膜层叠方法层叠这样得到的多孔膜单体,得到在上述支撑体的一面或两面具有多孔膜层的层叠体(被印刷体)。
对于利用上述方法形成的多孔膜(层),为了进一步提高前体的聚合或耐药品性,也可以使用热、可见光、紫外线、电子束、放射线等使其进行聚合,或实施交联(固化)处理。例如,如上所述,对于使用聚酰亚胺系前体成形的薄膜,通过进一步实施热酰亚胺化或化学酰亚胺化等,可以得到由聚酰亚胺系树脂构成的多孔膜层。另外,使用聚酰亚胺系树脂等形成了多孔膜层的薄膜可以实施热交联。另外,将得到的多孔膜(层)浸渍于具有耐药品性的聚合物的溶液中,并进行干燥,可以在薄膜表面及孔的内表面形成耐药品性被膜。作为具有耐药品性的聚合物,可列举例如:酚系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树脂、苯并胍胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、环氧树脂、苯并噁嗪系树脂、聚丙烯系树脂、聚氨酯系树脂、氟系树脂、醇酸系树脂、乙酸纤维素系树脂、邻苯二甲酸系树脂、马来酸系树脂、硅系树脂、三嗪系树脂、呋喃系树脂、聚酯系树脂、二甲苯系树脂、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、壳多糖、壳聚糖等。
利用上述方法,可以得到如下所述的多孔膜(层),其是由例如均匀地存在许多具有连通性的微孔的聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂等树脂构成的多孔膜层,该多孔膜层的微孔的平均孔径为0.01~10μm,孔隙率为30~80%,厚度为0.1~100μm。
如上所述,通过适当选择聚合物溶液的构成成分的种类及量、水的使用量、流延时的湿度、温度及时间、用于流延的均质基材的种类、后处理等,可以调节多孔膜层的微孔直径、孔隙率、开孔率至所希望的值。
作为在多孔膜层的表面实施印刷的方法,没有特殊限定,可以是例如喷墨方式、网版印刷、胶版印刷、升华(熔融)方式、热敏方式、照相凹版印刷、激光印刷、糊描绘、纳米接触印刷等任一种。这些印刷法可以用公知或者常用的方法进行。其中,特别优选喷墨方式、网版印刷。
下面,作为通过印刷制作印刷品的代表实例,对在多孔膜层的表面印刷导电油墨或导体膏而形成导电配线(电路)来制作印刷线路板的方法进行说明。作为形成这种导电配线的具体的方法,可列举例如:(1)在多孔膜层的表面用喷墨方式应用导电油墨形成导体配线的方法;(2)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷导电油墨,将其转印于多孔膜层的表面,形成导体配线的方法;(3)在多孔膜层的表面,通过从注射器挤出导体膏并进行描绘来形成导体配线的方法;(4)在多孔膜层的表面,通过利用网版印刷描绘导体膏来形成导体配线的方法等。
作为导电油墨没有特殊限定,可以使用例如金油墨、银油墨、银纳米金属油墨、铜油墨、碳油墨、银-碳油墨等。另外,作为导体膏没有特殊限定,可以使用例如银导体膏、铜导体膏、金导体膏、钯导体膏、钯-银导体膏、铂导体膏、铂-银导体膏、镍导体膏等。需要说明的是,在上述方法中,也可以在形成的导体配线上进一步用常用的方法实施镀覆。进行镀覆的时间点没有特殊限定,例如,可以在工序(1)中实施印刷、经过工序(2)、(3)形成致密层后实施镀覆,另外,也可以在工序(1)中实施了印刷后进行镀覆,然后经过工序(2)、(3)形成致密层。
另外,作为利用印刷形成导体配线的其他的代表方法,可列举在多孔膜层上印刷镀覆催化剂后实施镀覆的方法,例如:(5)在多孔膜层的表面以配线图案状用喷墨方式印刷了镀覆催化剂后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(6)在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷镀覆催化剂,将其转印于多孔膜层的表面后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(7)在多孔膜层的表面从注射器挤出镀覆催化剂并描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法;(8)在多孔膜层的表面利用网版印刷将镀覆催化剂描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线的方法等。
作为镀覆催化剂,可以使用作为无电解镀覆处理的催化剂起作用的金属的盐。具体而言,可列举例如:选自金、银及铜构成的铜族元素、钯及铂等铂族元素以及镍等铁族元素中的金属的羟羧酸盐(柠檬酸盐、酒石酸盐等)或无机金属盐(硫酸盐、盐酸盐等)等。镀覆催化剂的印刷可以通过如下操作来进行,例如,制备含有镀覆催化剂、适当的载色剂和根据需要的添加剂等的油墨,用适当的印刷法将其进行印刷。在印刷镀覆催化剂后,对镀覆催化剂进行还原处理而制成金属后,实施无电解镀覆处理,根据需要进一步实施电解镀覆处理,由此可以形成导体配线。在镀覆催化剂的还原处理中,可以使用例如次磷酸或其盐、肼或其盐、硼氢系化合物、氨基硼烷系化合物、葡萄糖、甲醛等还原剂。还原处理例如可以使用0.5~10重量%的还原剂的水溶液、在室温~50℃左右的温度下进行。无电解镀覆处理例如可以用使用无电解铜镀覆液、无电解镍镀覆液等的公知方法进行。另外,电解镀覆处理例如也可以用使用硫酸铜等的公知方法进行。
作为用于印刷的印刷油墨或糊,可使用至少由固体(固体成分)和溶剂构成的油墨或糊,优选含有下述液体为主溶剂(含量最多的溶剂)的印刷油墨或糊,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在该多孔膜层表面的接触角在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),特别是在多孔膜层表面滴加1μl的液滴,在300微秒以内为60°以下(更优选为50°以下、进一步优选为40°以下),并且经过300微秒时的液滴半径为1600μm以下(更优选为1500μm以下,进一步优选为1400μm以下)。当使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速地吸收到多孔膜层的孔,油墨或糊的粘度上升,油墨或糊的流动性丧失,油墨或糊中的固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷品。
作为油墨或糊中的固体(固体成分),可以根据配线或感应器、发光体、电阻、电容器或半导体形成的目的进行选定,可以使用公知的无机物、有机物等。作为无机物的实例,可以使用金属(金、银、铜、镍、铝等)或玻璃、无机EL材料(ZnS、Mn/CdSSe、ZnS:TbOF、ZnS:Tb、SrS:Ce、(SrS:CeZnS)n、CaCa2S4:Ce、SrGa2S4:Ce、SrS:Ce/ZnS:Mn等)、碳、其他无机材料(硅石、氧化锆等陶瓷材料等)。作为有机物,可以使用有机颜料、导电性高分子、有机半导体材料(戊省类或噻吩类等)。固体成分的形状没有特殊限定,只要是不阻碍印刷性的形状即可,可以使用粒子状、薄片状、纤维状等鳞片状、中空粒子、中空纤维状等各种形状的固体成分。
作为印刷油墨或糊中的溶剂,可以根据印刷油墨或糊中的树脂的种类等适当选择,可以使用例如:烃系溶剂、卤代烃系溶剂、醇系溶剂、酚系溶剂、酮系溶剂、脂肪酸·酸酐、酯系溶剂、含氮·含硫极性溶剂、水等。具体而言,可列举例如:甲苯、萜品醇、癸烷、十四烷、癸醇、一缩二乙二醇单***、一缩二乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单***、一缩二乙二醇单甲醚、二缩三乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、二丙二醇单丙醚、乙二醇单异丙基醚、一缩二乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁醚、一缩二乙二醇单丁醚、二缩三乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、乙二醇单异丁基醚、一缩二乙二醇单异丁基醚、乙二醇单己醚、一缩二乙二醇单己醚、乙二醇单2-乙基己醚、乙二醇单烯丙基醚、乙二醇单苯醚、乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二***、一缩二乙二醇二丁醚、二缩三乙二醇二甲醚、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇、丁基卡必醇乙酸酯、丁醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、乙二醇、甘油、水等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合使用两种以上。需要说明的是,关于油墨溶剂,在日本特开2004-319281号公报、日本特开2004-111057号公报、日本特开2006-059669号公报、日本特开2004-143325号公报等中被技术公开。
另外,作为用于印刷的印刷油墨或糊,优选粘度为0.05~1Pa·s的印刷油墨或糊。在使用这种印刷油墨或糊时,印刷油墨或糊中的溶剂被快速吸收到多孔膜层的孔,固体成分残留在多孔膜层表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷品。需要说明的是,印刷油墨或糊中的粘度可以通过改变固体成分的种类及浓度、树脂等添加物的种类及浓度、溶剂的种类等来调节。
通过工序(1),可得到细线描绘性优异的印刷。例如,在多孔膜层的表面实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷时,可以进行下述式(1)表示的线宽的变动值F为30%以下的印刷。
F=(LMax-LMin)/LAve×100 (1)
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
另外,在多孔膜层的表面至少实施了以平均线宽10~1000μm具有长500μm以上的直线部分的印刷时,可以进行下述式(2)表示的线宽的标准偏差∑为7以下的印刷。
(式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽)。
需要说明的是,上述线宽的变动值F及标准偏差∑是以平均线宽10~1000μm长500μm以上的直线部分的值,更优选为以平均线宽10~500μm长500μm以上的直线部分的值,特别优选为以平均线宽15~100μm长500μm以上的直线部分的值。当平均线宽低于10μm时,印刷困难,当平均线宽超过1000μm时,配线***,电路整体变大,不实用。
最大线宽LMax、最小线宽LMin可以如下测定,将印刷品的平均线宽10~1000μm、长500μm直线部分进行放大摄影,由该照片进行测定(参照图13)。平均线宽LAve可以通过如下方法算出,即,在透明薄膜上画线,由其重量进行换算。只要F为30%以下或∑为7以下,就可以判定为细线描绘性(直线性)优异的优良印刷(配线)。F优选为20%以下,进一步优选为10%以下。∑优选为5以下,进一步优选为3以下。另外,特别优选F为上述规定的数值以下且∑为上述规定的数值以下。在多孔膜层上实施印刷时,印刷油墨(糊)在与多孔膜(多孔膜)接触的同时,油墨中的主溶剂被多孔膜吸收,油墨的粘度上升,流动性丧失,在多孔膜上不发生洇,因此,可以进行利用各种油墨(糊)的细线描绘性(直线性)优异的直线描绘。另一方面,在通常的PET薄膜或PI薄膜等上,当实施印刷时,印刷油墨(糊)洇并扩散到周围,因此,难以进行细线描绘性(直线性)良好的直线描绘。
[工序(2A)]
在工序(2A)中,使实施了印刷7的多孔膜层1与溶剂8接触,使溶剂8渗入多孔膜层1,使多孔膜层溶解于溶剂中。图27中的9是溶剂渗入了的多孔膜层。需要说明的是,多孔膜层可以不一定在工序(2A)的阶段溶解于溶剂中,也可以在下面的工序(3A)中为了使其干燥而进行加热的情况下最早溶解于溶剂中。另外,多孔膜层也可以在工序(2A)及工序(3A)这两工序中溶解于溶剂中。多孔膜层溶解于溶剂的工序根据使用的溶剂的种类及干燥温度等而发生变化。例如,在使用相对于多孔膜层溶解性高的溶剂时,在工序(2A)中溶解后,在工序(3A)中将溶剂进行干燥,形成致密层。另外,在使用相对于多孔膜层溶解性低的溶剂时,在工序(3A)中,利用干燥时的热多孔膜层溶解于溶剂中,同时进行干燥,形成致密层。
作为上述溶剂,只要是不使印刷溶解并在室温或加热下溶解构成多孔膜层的原材料(树脂等)的溶剂,就没有特殊限制,可以单独使用或两种以上混合使用各种溶剂。另外,也可以使用相对于多孔膜层单独显示溶解性的溶剂的1种或2种以上和相对于多孔膜层单独不显示溶解性的非溶剂(醇、烃等)或水等的1种或2种以上的混合液、实质上溶解多孔膜层的溶剂。通过在相对于多孔膜层显示高的溶解性的溶剂中混合相对于多孔膜层单独不显示溶解性的非溶剂或水,可以控制多孔膜层的溶解性或干燥时间。例如,在单独使用溶解性高的溶剂时,担心多孔膜层迅速溶解,在转移到干燥工序前实施过的印刷与溶解了的多孔膜层一起流动。与此相对,当在溶解性高的溶剂中添加非溶剂或水时,多孔膜层的溶解性降低,因此,可以防止实施过的印刷与溶解了的多孔膜层一起流动。另外,当在溶解性高的溶剂中添加比该溶剂挥发性高的非溶剂或水时,在进行干燥前非溶剂存在,因此,可以保持溶解性较低,在干燥时非溶剂及溶解性高的溶剂缓慢地挥发,可以防止实施过的印刷的流出,同时形成致密层。
作为可以使用的溶剂,可以根据构成多孔膜层的原材料的种类适当选择,可列举例如:二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、四氢呋喃(THF)、1,3-二氧杂戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、γ-丁内酯(GBL)、这些溶剂的混合物、这些溶剂的一种或两种以上和单独不溶解多孔膜层的溶剂或水的混合物等。在使用上述例示的这些溶剂的一种或两种以上和单独不溶解多孔膜层的溶剂或水的混合物时,前者(上述例示的溶剂的一种或两种以上)和后者(单独不溶解多孔膜层的溶剂或水)的比率(前者的总量和后者的总量的重量比)例如为前者/后者=10/90~99/1,优选为前者/后者=20/80~95/5,进一步优选为前者/后者=30/70~90/10,特别优选为前者/后者=40/60~80/20。
例如,在构成多孔膜层的原材料为聚酰胺酰亚胺系树脂时,作为上述溶剂,可以使用二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、这些溶剂的混合物、这些溶剂和单独不溶解多孔膜层的溶剂或水的混合物等。另外,在构成多孔膜层的原材料为聚醚酰亚胺系树脂时,作为上述溶剂,可以使用二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二氧杂戊环、1,4-二噁烷、γ-丁内酯(GBL)、这些溶剂的混合物、这些溶剂的一种或两种以上和单独不溶解多孔膜层的溶剂或水的混合物等。
在与多孔膜层接触的溶剂中,可以根据需要添加添加剂、树脂、无机物等。通过在溶剂中添加这些成分,可以控制粘度,且可以提高溶剂的涂敷性。另外,当在溶剂中添加树脂等不挥发成分时,有在印刷表面该不挥发成分残留可保护实施过的印刷的优点。而且,当在溶剂中添加添加剂或无机物等不挥发成分时,在致密层上该不挥发成分残留,在致密层上进行第二次印刷时,印刷性提高。
作为使实施了印刷的多孔膜层与溶剂接触的方法,没有特殊限定,可列举例如:将实施了印刷的多孔膜层浸渍于溶剂中的方法;利用模头涂布机或辊涂机、棒涂机、凹版涂布机、旋涂机等涂敷方法将溶剂涂敷于多孔膜层表面的方法;用喷雾器等将溶剂喷射在多孔膜层表面(喷雾)的方法;在多孔膜层表面滴加溶剂的方法;将溶剂进行加热使挥发的溶剂的蒸汽接触多孔膜层表面的方法;通过使无纺布或海绵等吸收体含浸溶剂后与多孔膜层接触而转印溶剂的方法;喷墨印刷方法;网版印刷方法;胶版印刷方法;照相凹版印刷方法;凸版印刷方法等。可以使多孔膜层整面溶解,出于进一步实施其他印刷等目的,也可以使其部分溶解。此时,目前使用的印刷法、例如喷墨印刷方法、网版印刷方法、胶版印刷方法、照相凹版印刷方法、凸版印刷方法等是有效的。
在使实施了印刷的多孔膜层与溶剂接触时,可以在常温下使其接触,也可以将多孔膜层及溶剂中的至少一个进行加温,提高溶解性来使其接触。
使多孔膜层溶解的程度,只要是印刷不发生变形的程度即可。例如,可以将印刷部位以外的多孔膜层全部溶解,也可以仅溶解印刷部位以外的多孔膜层的表层部分。另外,也可以是能够确保在干燥后可以防止液体吸收的致密性的程度的溶解。
[工序(3A)]
在工序(3A)使溶剂干燥。如上所述,多孔膜层在工序(2A)及/或工序(3A)中溶解于溶剂中。然后通过使该溶剂干燥,形成致密层10。在使多孔膜层溶解后,使溶剂干燥时,多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。因此,被印刷部的强度及印刷的紧密粘合强度提高,同时,在被印刷体为支撑体和多孔膜层的层叠体时,其层间的紧密粘合强度也提高。另外,通过使印刷品的表层部分致密化,也可消除在多孔的情况容易产生的由水等液体的吸收引起的溶胀等问题,而且提高气体屏障性或耐擦伤性。而且,得到的印刷品的强度也提高。
溶剂的干燥通常通过加热来进行。加热温度或加热时间可以根据使用的溶剂的种类适当设定。例如,在使用挥发性低的高沸点溶剂(例如NMP等)时,通过200℃×10分钟左右的加热处理,可以干燥除去溶剂。另外,在使用挥发性高的溶剂(例如THF等)时,通过100℃×10分钟左右的加热处理,可以干燥除去溶剂。可以在更高的温度下进行处理。
在本发明中,在测定工序(1)中使用的多孔膜层与水的接触角(温度25℃、湿度60%)时,在多孔膜层的表面滴加水(1μ1),经过1000微秒时的接触角θA1000和经过100微秒时的接触角θA100之比θA1000/θA100优选小于0.6(θA1000/θA100<0.6),另外,在测定工序(3A)中使溶剂干燥后形成的致密层与水的接触角时,在致密层的表面滴加水,经过1000微秒时的接触角θB1000和经过100微秒时的接触角θB100之比θB1000/θB100优选为大于0.6的值(θB1000/θB100>0.6)。
θA1000/θA100小于0.6的情况是指水滴迅速被多孔膜层的孔吸收(当水滴被吸收时,接触角变小)。可以通过调节多孔膜层的平均孔径、孔隙率、厚度、透气度等来满足θA1000/θA100<0.6的关系式。在满足该关系式的情况下,一般而言,在印刷时印刷油墨或糊中的溶剂迅速被多孔膜层的孔吸收,油墨或糊的粘度上升,油墨或糊的流动性丧失,油墨或糊中的固体成分残留在多孔表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷图案。θA1000/θA100的值小于0.6,优选为0.55以下,进一步优选为0.5以下。θA1000/θA100的值的下限例如为0.1,优选为0.2。需要说明的是,θA100的值优选为10°~80°,进一步优选为20°~60°。
θB1000/θB100大于0.6的情况是指水滴被致密层吸收的速度慢,即,多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。可以通过调节工序(2A)中的多孔膜层和溶剂的接触方法、溶剂的种类及使用量、与溶剂的接触温度及接触时间等来满足θB1000/θB100>0.6的关系式。在满足该关系式的情况下,由于印刷后的印刷品的表面被致密化,因此,印刷或表层(被印刷体为层叠体的情况)的紧密粘合强度高。θB1000/θB100的值大于0.6,优选为0.65以上。θB1000/θB100的值的上限为1。需要说明的是,θB100的值优选为10°~80°,进一步优选为20°~60°。
当多孔膜层吸收水等液体时,有时会发生溶胀等问题。根据本发明的方法,由于将多孔膜层进行热熔化而使孔破裂,使表面致密化,因此,可以防止由液体的吸收引起的溶胀。多孔膜层利用溶剂的溶解-利用干燥处理的致密化的程度,可以由θA1000和θB1000之比θA1000/θB1000来判定。在本发明中,θA1000/θB1000小于1,优选为小于0.85,进一步优选为小于0.7。θA1000/θB1000的下限例如为0.02,优选为0.05。
本发明的印刷图案的制造方法2包括:(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2B)使实施了印刷的多孔膜层进行热熔化的工序、及(3B)进行冷却固化形成致密层的工序。图28是表示本发明的印刷图案的制造方法的其他实例的各工序的说明图(利用剖面图)。1表示多孔膜层,6表示支撑体,7表示印刷,10表示熔融了的多孔膜层,11表示致密层。
[工序(1)]
除多孔膜层的厚度之外,工序(1)与上述印刷图案的制造方法1中的工序(1)相同。
多孔膜层的厚度例如为0.1~1000μm。在印刷品的基体(被印刷体)为多孔膜层单体时,多孔膜层的厚度优选为5~100μm,进一步优选为25~70μm。另外,在印刷品的基体(被印刷体)为由致密层构成的支撑体和多孔膜层的层叠体时,多孔膜层的厚度通常为0.1~100μm,优选为0.1~25μm,进一步优选为1~10μm。另外,在印刷品的基体(被印刷体)为具有许多贯穿孔的支撑体(例如网眼布等)和多孔膜层的层叠体时,多孔膜层的厚度通常为0.5~1000μm,优选为1~1000μm,进一步优选为5~500μm。当多孔膜层的厚度过薄时,印刷油墨(糊)的主溶剂的吸收性差,另一方面,当其过厚时,容易变得难以均匀地控制孔径分布。多孔膜层的厚度优选为平均孔径的2倍以上,特别优选为10倍以上。
[工序(2B)]
在工序(2B)中,使实施了印刷3的多孔膜层1进行热熔化。图28中的10是通过热熔化熔融了的多孔膜层。作为使多孔膜层进行热熔化的方法,没有特殊限制,可列举例如:用红外线加热器对多孔膜层进行加热的方式或使其与加热辊接触的方法、放入加热烘箱中等的方法。作为多孔膜层的热熔化的程度,多孔膜层可以完全熔融,也可以例如仅表层部分熔融,一部分多孔的部分残留。多孔膜层的热熔化可以由冷却固化后的表面的液体吸收性的消失等来得以确认。多孔膜层的热熔化程度,也可以是能够确保可以防止在冷却固化后液体吸收的致密性的程度。
使多孔膜层进行热熔化时的温度或时间,因构成多孔膜层的原材料的熔点·玻璃化温度而异,而且可以在印刷不发生变形的范围内适当选择,但一般而言,使其热熔化时的温度为180~450℃,优选为200~420℃,时间为1分钟~5小时,优选为10分钟~1小时左右。例如,在加热烘箱中加热30分钟的方法,在多孔膜层为聚碳酸酯时,加热温度优选为220℃~270℃,在多孔膜层为聚醚酰亚胺时,加热温度优选为270℃~400℃,另外,在多孔膜层为聚醚砜时,加热温度优选为250℃~360℃。
[工序(3B)]
在工序(3B)中,将熔融了的多孔膜层10进行冷却固化,形成致密层11。在使多孔膜层进行热熔化后进行冷却固化时,多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。因此,被印刷部的强度及印刷的紧密粘合强度提高,同时,在被印刷体为支撑体与多孔膜层的层叠体时,其层间的紧密粘合强度也提高。另外,通过使印刷品的表层部分致密化,也可消除在多孔的情况容易产生的由水等液体的吸收引起的溶胀等问题,而且提高气体屏障性或耐擦伤性。而且,得到的印刷品的强度也提高。
冷却固化的方法没有特殊限制,可以通过自然冷却而进行,也可以进行强制冷却。
在本发明中,在测定工序(1)中使用的多孔膜层与水的接触角(温度25℃、湿度60%)时,在多孔膜层的表面滴加水(1μl),经过1000微秒时的接触角θA1000和经过100微秒时的接触角θA100之比θA1000/θA100优选小于0.6(θA1000/θA100<0.6),另外,在测定工序(3)中进行冷却固化而得到的致密层与水的接触角时,在致密层的表面滴加水,经过1000微秒时的接触角θB1000和经过100微秒时的接触角θB100之比θB1000/θB100优选为大于0.6的值(θB1000/θB100>0.6)。
θA1000/θA100小于0.6的情况是指水滴迅速被多孔膜层的孔吸收(当水滴被吸收时,接触角变小)。可以通过调节多孔膜层的平均孔径、孔隙率、厚度、透气度等来满足θA1000/θA100<0.6的关系式。在满足该关系式的情况下,一般而言,在印刷时印刷油墨或糊中的溶剂迅速被多孔膜层的孔吸收,油墨或糊的粘度上升,油墨或糊的流动性丧失,油墨或糊中的固体成分残留在多孔表面,因此,可以得到不发生洇、细线描绘性优异的印刷图案。θA1000/θA100的值优选为0.55以下,进一步优选为0.5以下。θA1000/θA100的值的下限例如为0.1,优选为0.2。需要说明的是,θA100的值优选为10°~80°,进一步优选为20°~60°。
θB1000/θB100大于0.6的情况是指水滴被致密层吸收的速度慢,即,多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。可以通过调节工序(2B)中的热熔化的温度或时间等来满足θB1000/θB100>0.6的关系式。在满足该关系式的情况下,由于印刷后的印刷品的表面被致密化,因此,印刷或表层(被印刷体为层叠体的情况)的紧密粘合强度高。θB1000/θB100的值优选为0.65以上。θB1000/θB100的值的上限为1。需要说明的是,θB100的值优选为10°~80°,进一步优选为20°~60°。
当多孔膜层吸收水等液体时,有时会发生溶胀等问题。根据本发明的方法,由于将多孔膜层进行热熔化而使孔破裂,使表面致密化,因此,可以防止由液体的吸收引起的溶胀。多孔膜层利用溶剂的溶解-利用干燥处理的致密化的程度,可以由θA1000和θB1000之比θA1000/θB1000来判定。在本发明中,θA1000/θB1000小于1,优选为小于0.85,进一步优选为小于0.7。θA1000/θB1000的下限例如为0.02,优选为0.05。
在本发明中,通过多孔膜层的热熔化-冷却固化,使多孔致密化,因此,层的拉伸强度提高。即,在工序(3B)中进行冷却固化而得到的致密层的拉伸强度F2和工序(1)中使用的多孔膜层的拉伸强度F1之比F2/F1为大于1的值。F2/F1的值也成为致密化程度的指标,优选为1.5以上,进一步优选为2以上。F2/F1的值的上限例如为100。
利用本发明的印刷图案的制造方法形成了印刷图案的印刷品具有如下特点:没有洇等的细线描绘性优异,同时,印刷及表层(被印刷体为层叠体的情况)的紧密粘合强度高,不易被破坏,作为该印刷品,除印刷线路板(印刷电路基板)之外,还可列举电感器、EL等的发光体、电阻·电容器·晶体管等的零件(电气·电子零件)、电磁波屏蔽薄膜等。
实施例
下面,基于实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。胶粘带剥离试验、平均孔径、孔隙率用以下方法计算或测定。这些平均孔径及孔隙率仅以电子显微镜照片的最前面所看到的微孔作为对象而求出,照片内部所看到的微孔设定为对象外。
(测定方法)
胶粘带剥离试验
(i)在多孔层上粘贴上述胶粘带,用辊描绘粘接部分。
(ii)使用万能拉伸试验机[(株)OLINTEC公司制造、商品名“TENSILONRTA-500”],在50mm/分钟的条件下进行T模剥离。
(iii)观察多孔层和基材的界面剥离的有无。
·胶粘带:寺冈制作所制薄膜遮蔽胶带No.603(#25)、宽24mm。
·辊:φ30mm、200克力的荷重。
平均孔径
由电子显微镜照片对层叠体的表面或截面的任意30点以上的孔测定其面积,将其平均值设定为平均孔面积Save。假定孔为正圆,将使用下述式由平均孔面积换算为孔径的值设定为平均孔径。在此π表示圆周率。
表面或内部的平均孔径[μm]=2×(Save/π)1/2
孔隙率
多孔层内部的孔隙率利用下述式算出。V表示薄膜的体积[cm3],W表示多孔层的重量[g],ρ表示多孔层原材料的密度[g/cm3]。聚酰胺酰亚胺的密度设定为1.45[g/cm3],聚酰亚胺的密度设定为1.42[g/cm3]。
孔隙率[%]=100-100×W/(ρ·V)
与形成了贯穿孔的基材一体化成的多孔层的孔隙率
由于多孔层与形成了贯穿孔的基材进行一体化,因此,直接测定多孔层内部的孔隙率困难。因此,作为基材,使用PET薄膜(Teijin DuPont公司制造、制品名“S型”)代替网眼布,将原液流延于PET薄膜上后,浸渍于水中使其凝固,然后由PET薄膜剥离,使其干燥,使用得到的多孔性薄膜进行测定,由下述式算出内部的孔隙率。
V表示薄膜的体积[cm3],W表示多孔层的重量[g],ρ表示多孔层原材料的密度[g/cm3]。聚酰胺酰亚胺的密度设定为1.45[g/cm3],聚酰亚胺的密度设定为1.42[g/cm3]。
孔隙率[%]=100-100×W/(ρ·V)
实施例1
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中,加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)30重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的Teijin DuPont公司制造PET薄膜(S型,厚度100μm)上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为127μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为50μm,层叠体的总厚度约为150μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例2
使用水溶性聚合物33.3重量份,在薄膜敷贴器和PET薄膜基材的间隙为102μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为35μm,层叠体的总厚度约为135μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例3
使用水溶性聚合物40重量份,在薄膜敷贴器和PET薄膜基材的间隙为51μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为15μm,层叠体的总厚度约为115μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例4
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)40重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的Teijin DuPont公司制造PET薄膜(G2型,厚度50μm)上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为51μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为15μm,层叠体的总厚度约为65μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察得到的多孔层的膜结构,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例5
作为基材,使用Teijin DuPont公司制造PET薄膜(HS型,抗静电处理,厚度100μm)来代替实施例4的G2型PET薄膜,除此之外,进行与实施例4同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。得到的多孔层的厚度约为15μm,层叠体的总厚度约为115μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例6
使用水溶性聚合物30重量份,使用聚丙烯薄膜(厚度50μm)代替实施例4中作为基材的PET薄膜,除此之外,进行与实施例4同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。得到的多孔层的厚度约为15μm,层叠体的总厚度约为65μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例7
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)40重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的聚酰亚胺薄膜(Toray·DuPont公司制造的商品名“Kapton100H”,厚度25μm)上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为51μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为20μm,层叠体的总厚度约为45μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
比较例1
作为基材,使用PET薄膜(Teijin DuPont公司制造,商品名“S型”)代替实施例7的聚酰亚胺薄膜,在PET薄膜上流延原液后,浸渍于水中使其凝固,然后,在聚酰亚胺薄膜(Toray·DuPont公司制造的商品名“Kapton100H”,厚度25μm)上转印多孔层,然后进行干燥,由此得到多孔薄膜。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在胶带和多孔层的界面发生剥离之前,有聚酰亚胺薄膜和多孔层发生界面剥离的部分。这是因为,在将多孔层转印于聚酰亚胺薄膜时,在使用薄的多孔层的过程中产生皱褶,产生了多处在多孔层和聚酰亚胺薄膜的层间含有空隙的部位。用电子显微镜观察该层叠体,结果看到多处多孔层不与聚酰亚胺薄膜紧密粘合的部分。存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例8
将聚酰亚胺前体的聚酰胺酸溶液(宇部兴产公司制造的商品名“U-ワニス-A”;固体成分浓度18重量%、溶剂NMP、溶液粘度5dPa·s/30℃)、作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)及作为溶剂的NMP以聚酰胺酸/NMP/聚乙烯基吡咯烷酮的重量比15/85/33.3的比例进行混合,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的Toray·DuPont公司制造的聚酰亚胺薄膜(Kapton 100H,厚度25μm)上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为25μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持8分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在温度30℃的温度槽中进行干燥,然后,在270℃的温度槽中加热30分钟,将构成多孔层的聚酰胺酸进行酰亚胺化,由此得到在基材上层叠有由聚酰亚胺构成的多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为20μm,层叠体的总厚度约为45μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例9
作为水溶性聚合物,使用聚乙二醇(分子量400)代替实施例8的聚乙烯基吡咯烷酮,以聚酰胺酸/NMP/聚丙二醇的重量比15/85/20的比例进行混合,用作制膜用的原液,除此之外,进行与实施例8同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为4μm,层叠体的总厚度约为29μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.1μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约0.1μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例10
通过对由实施例7得到的层叠体(基材/多孔层聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺)在270℃的温度槽中实施30分钟加热处理,使构成多孔层的聚酰胺酰亚胺进行热交联,使其不溶解,赋予多孔层耐药品性。通过加热处理赋予了耐溶剂性的具有多孔层的层叠体,即使在浸渍于NMP中10分钟后也不溶解,与此相对,由实施例7得到的层叠体(加热处理前)在浸渍于NMP数秒以内溶解。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和新成形的多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果新成形的多孔层与基材紧密粘合着,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,新成形的多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例11
在由实施例7得到的层叠体(基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰胺酰亚胺(20μm))中的基材的未形成多孔层面上,进行与实施例7同样地操作,以厚度约20μm形成由聚酰胺酰亚胺构成的多孔层,以总厚度65μm得到具有多孔层/基材/多孔层由聚酰胺酰亚胺(20μm)/聚酰亚胺(25μm)/聚酰胺酰亚胺(20μm)构成的层构成的两面多孔膜层叠体。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例12
在100重量份的聚醚酰亚胺系树脂溶液(日本GE塑料制造、商品名“ウルテム1000”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP)中,加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)45重量份,制成制膜用原液。将该原液设定为25℃,在薄膜敷贴器和聚酰亚胺薄膜基材的间隙为51μm的条件下使用薄膜敷贴器,在作为基材的Toray·DuPont公司制造的聚酰亚胺薄膜(Kapton100H,厚度25μm)上进行流延。流延后快速地在湿度约80%、温度50℃的容器中保持30秒钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为20μm,层叠体的总厚度约为45μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约0.5μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为80%。
实施例13
用二甲苯稀释酚醛清漆型环氧树脂(东都化成株式会社制造、商品名“YDCN-701”),制备酚醛清漆型环氧树脂/溶剂为5重量份/100重量份的耐药品性改善处理液。在该耐药品性改善处理液中将由实施例7得到的层叠体(基材/多孔层聚酰亚胺薄膜/聚酰胺酰亚胺)浸渍3分钟后,从涂敷液取出,使其自然干燥。在特氟隆(注册商标)制的板上用聚酰亚胺带固定干燥后的层叠体,在220℃的温度槽中加热30分钟,使酚醛清漆型环氧树脂固化。用电子显微镜观察得到的层叠体的结果,与由实施例7得到的层叠体同样,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内由具有连通性的微孔构成。
实施例14
用二甲苯稀释旭硝子株式会社制造涂料用氟树脂(商品名“ルミフロンLF-200”)和聚异氰酸酯化合物(日本聚氨酯工业公司制造,商品名“コロネ—トHK”),制备氟树脂/聚异氰酸酯化合物/溶剂为0.86重量份/0.14重量份/100重量份的涂敷液。
将具有由实施例7制作成的多孔层的薄膜(多孔层;聚酰胺酰亚胺、基材薄膜;聚酰亚胺)在上述涂敷液中浸渍3分钟后,从涂敷液取出,使其自然干燥。在特氟隆(注册商标)制的板上用聚酰亚胺带固定干燥好的具有多孔层的薄膜,在270℃的温度槽中加热30分钟,使氟树脂/聚异氰酸酯化合物固化。用电子显微镜观察得到的层叠体的结果,与由实施例7得到的层叠体同样,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内由具有连通性的微孔构成。
实施例15
使用由实施例13制作成的层叠体,利用以下方法制作线路板。
将含重氮萘醌苯酚树脂(重氮萘醌含量:33mol当量%)溶解于丙酮,制备1wt%的浓度的感光性树脂组合物溶液。使用所得到的溶液,通过浸渍法在由实施例13制作成的层叠体的两面进行涂层。通过该操作,用含重氮萘醌苯酚树脂覆盖多孔层的内部孔隙表面。而且,在室温下使其干燥30分钟,形成了感光性组合物覆盖层。
借助线宽1mm、线距1mm的掩模在曝光量500mJ/cm2(波长436nm)的条件下,对设有感光性组合物覆盖层的层叠体的多孔层侧进行曝光,形成由茚羧酸构成的潜像。对形成了图案潜像的层叠体实施利用催化剂-加速剂法的催化处理。具体而言,在调整为0.5M的硫酸铜水溶液中浸渍5分钟后,利用蒸馏水反复进行3次清洗。使用的硫酸铜水溶液的pH为4.1。将清洗后的薄膜浸渍于0.01M的硼氢化钠水溶液中30分钟,然后用蒸馏水进行清洗。通过上述催化处理,制作在图案潜像部存在还原铜的组件。在得到的线路板用材料上,形成线宽1mm、线距1mm的图案。将这样得到的线路板用材料再浸渍于无电解铜镀覆液中30分钟,在曝光图案部实施铜镀层,由此制作具有线宽1mm、线距1mm的配线图案的线路板。
实施例16
使用由实施例8制作成的层叠体,除此之外,利用与实施例15同样的操作在曝光图案部制作具有线宽1mm、线距1mm的铜配线图案的线路板。
实施例17
作为层叠体,使用由实施例7得到的层叠体[基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰胺酰亚胺(20μm)],使用作为催化处理的光敏处理-激活法制作线路板用材料。具体而言,光敏处理-激活法通过下述方法进行。
制备由0.89mol/m3SnCl2、2.4mol/m3HCl构成的氯化亚锡溶液,用作光敏处理液。另外,制备由0.56mol/m3pbCl2、12.0mol/m3HCl构成的氯化钯溶液,用作激活液。
对于层叠体,在光敏处理液中浸渍120秒钟后,用离子交换水进行清洗。然后,在激活液中浸渍60秒钟后,用离子交换水进行清洗,由此,在层叠体的表面实施催化处理(利用形成催化剂核的活化处理)。
在100ml离子交换水中溶解3g NiSO4·6H2O后,加入1g二水合柠檬酸钠进行溶解,然后,将加入1g一水合次磷酸钠进行溶解而得到的溶液用作镍镀覆液。
将催化处理后的多孔膜层叠体浸渍于加热到90℃的镍镀覆液中后,马上产生气泡,在多孔层表面形成镍的被膜。10分钟后取出多孔膜层叠体,用离子交换水进行清洗后,进行自然干燥。镍的被膜在多孔膜层叠体中的多孔层表面选择性地析出。在基材(均质的聚酰亚胺层)上可看到镍的被膜稍微析出,接下来通过使用了离子交换水的清洗,镍被膜完全脱落。通常认为,这是由于对这样得到的层叠体而言,通过催化处理,催化剂大量地附着在表面积大的多孔层上,由此加速镍的析出,而且通过析出的镍交织在多孔层上而被坚固地固定。通常认为,由于基材表面的在催化剂的附着量明显少,由均质表面构成,因此镍无法交织,所以,镍被膜无法形成。
实施例18
作为层叠体,使用由实施例8得到的层叠体[基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰亚胺(20μm)],除此之外,利用与实施例17同样的方法制作线路板用材料。
实施例19
作为层叠体,在由实施例7得到的层叠体[基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰胺酰亚胺(20μm)]上用导电油墨[藤仓化成株式会社制造银糊NANODOTITEXA9053]在印刷速度30mm/sec、印刷压力0.1MPa的条件下,使用20μm的线宽和线距(L/S=20μm/20μm)的配线图案,用网版印刷方式进行印刷。使用的网版印刷机为ニユ—ロング精密工业株式会社制的LS-25TVA。印刷后,在180℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。使用的油墨是通过加热将氧化银还原成银的类型的油墨,刚刚印刷后为黑色,在加热后显示金属银的光泽。用电子显微镜进行观察,结果形成L/S=20μm/20μμm的配线图案。
实施例20
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスN-100H”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度60dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)15重量份,制成制膜用的原液。将该原液保持在25℃,在作为基材的聚酰亚胺薄膜(Toray DuPont公司制造的商品名“Kapton100H”,厚度25μm)上使用薄膜敷贴器进行流延,此时,在薄膜敷贴器和基材的间隙为89μm的条件下进行。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,接着,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为14μm,层叠体的总厚度约为39μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约1μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例21
使用作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)30重量份,除此之外,进行与实施例7同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。得到的多孔层的厚度约为23μm,层叠体的总厚度约为48μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约1μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例22
在实施例1中,作为基材,使用Teijin DuPont公司制造PET薄膜(商品名“HS74AS”厚度100μm),在该薄膜的AS面(抗静电处理面)上将制膜用的原液在薄膜敷贴器和基材的间隙为13μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。得到的多孔层的厚度为7μm,层叠体的总厚度约为107μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约1μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例23
作为层叠体,使用由实施例21得到的层叠体[基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰胺酰亚胺(23μm)],除此之外,进行与实施例19同样的操作,使用L/S=20μm/20μm的配线图案用网版印刷方式实施印刷,制造线路板。用电子显微镜观察得到的线路板,结果形成L/S=20μm/20μm的配线图案。
实施例24
作为层叠体,使用由实施例22得到的层叠体[基材/多孔层为PET薄膜(100μm)/聚酰胺酰亚胺(7μm)],除此之外,进行与实施例19同样的操作,使用L/S=20μm/20μm的配线图案用网版印刷方式实施印刷,制造线路板。用电子显微镜观察得到的线路板后,形成L/S=20μm/20μm的配线图案。
实施例25
对由实施例23得到的线路板,按照以下方法在聚酰胺酰亚胺多孔层的孔隙中填充树脂。
用聚酰亚胺带将上述线路板固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上,升温至60℃。将亨斯迈先进材料公司制造环氧树脂(商品名“アラルダイト2020”、二液性环氧树脂)的A液/B液按重量比100/30进行混合,将得到的固化性树脂(未固化的环氧树脂)装载在线路板的多孔层侧表面上。将固化性树脂用氟树脂制的刮刀进行整体扩展,在多孔层的孔隙部分完全填充未固化的环氧树脂。剩余的环氧树脂用刮刀和纸抹布除去后,直接在60℃下继续加热1.5小时,使环氧树脂固化,制造在多孔层的孔隙中填充有树脂的线路板。
实施例26
作为环氧树脂,使用将亨斯迈先进材料公司制造的商品名“アラルダイト2011”(二液性环氧树脂)的A液/B液按重量比100/80进行混合而得到的固化性树脂代替在实施例25中“アラルダイト2020”,除此之外,进行与实施例25同样的操作,制造在多孔层的孔隙中填充有树脂的线路板。
实施例27
对由实施例23得到的线路板按照以下方法在聚酰胺酰亚胺多孔层的孔隙中填充树脂。
用聚酰亚胺带将上述线路板固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上,升温至60℃。将亨斯迈先进材料公司制造环氧树脂(商品名“アラルダイト2020”、二液性环氧树脂)的A液/B液按重量比100/30进行混合,将得到的固化性树脂(未固化的环氧树脂)装载在线路板的多孔层侧表面上。将固化性树脂用氟树脂制的刮刀进行整体扩展,在多孔层的孔隙部分完全填充未固化的环氧树脂。剩余的环氧树脂用刮刀和纸抹布除去。
而且,用上述方法在线路板的填充有树脂的多孔层表面小心地装载作为覆盖层的聚酰亚胺薄膜(商品名“Kapton 100H”厚度25μm),以使在层间不进入气泡,进一步用刮刀使其紧密粘合。直接在60℃下继续加热1.5小时,使环氧树脂固化,由此制造在多孔层的孔隙中填充树脂,且层叠有聚酰亚胺制覆盖层的可挠性线路板。
实施例28
将由实施例25得到的在多孔层的孔隙中填充有树脂的线路板用聚酰亚胺带,以多孔层侧为表面的方式固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上。在该线路板的上面以接触粘接剂层表面的方式重叠ニツカン工业株式会社制造的聚酰亚胺薄膜基材覆盖层用薄膜[商品名“CISV-2525DB”、层构成(厚度)=聚酰亚胺薄膜基材(25μm)/热固化性树脂粘接剂层(25μm)],用刮刀除去层间的气泡。将1.5kg的铁制的重物(底面积100cm2)装载在覆盖层用薄膜上,升温至150℃,加热1.5小时,在原有的状态下停止加热,在室温下进行自然冷却,由此使覆盖层用薄膜的粘接剂层固化,制造在多孔层的孔隙中填充树脂,且层叠有聚酰亚胺制覆盖层的可挠性线路板。
实施例29
将聚酰亚胺薄膜(仓敷纺绩公司制造的商品名“ミドフイルNS”、厚度50μm)浸渍于0.1NaOH水溶液中60分钟,进行聚酰亚胺薄膜的表面处理(碱处理)。
接着,在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)30重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在实施了上述聚酰亚胺薄膜(ミドフイルNS)的表面处理的侧的面上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为51μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为25μm,层叠体的总厚度约为75μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在纸带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在具有平均孔径约1μm的连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
参考例1
作为聚酰亚胺薄膜,使用未进行表面处理(碱处理)的聚酰亚胺薄膜,除此之外,进行与实施例29同样的操作。但是,当其浸渍于水中不久后,多孔层从聚酰亚胺薄膜剥离,不能得到层叠体。
实施例30
对由实施例23得到的线路板,按照以下方法在聚酰胺酰亚胺多孔层的孔隙中填充树脂。
将上述线路板用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上。作为在溶剂中溶解有可溶性树脂的树脂溶液,使用东洋纺绩公司制造バイロマツクスHR15ET(树脂成分:聚酰胺酰亚胺系树脂,溶剂:乙醇溶剂50重量%/甲苯50重量%,固体成分浓度25重量%,溶液粘度7dPa·s/25℃),将该树脂组合物装载在线路板的多孔层上,用氟树脂制的刮刀进行整体扩展,在多孔层的孔隙部分填充树脂溶液,剩余的溶液用刮刀和纸抹布除去。然后,在60℃下继续加热1.5小时,溶剂挥发,得到填充有树脂的层叠体。
参考例2
将由实施例23得到的线路板浸渍于玻璃制培养皿中的NMP溶剂中后,立即捞出来,除去夹持在抹布间的过剩的NMP。但是,线路板的多孔层立即溶解在NMP中,描绘在多孔层上的配线流出,图案完全崩坏。
参考例3
对由实施例23得到的线路板,按照以下方法实施溶剂处理,但在多孔层的孔隙结构中没有看到变化。
在将上述线路板浸渍于玻璃制培养皿中的丙酮溶剂中后,立即捞出来,除去夹持在抹布间的过剩的丙酮。然后,使其自然干燥,用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上。在150℃下加热20分钟。与溶剂处理前相比,得到的线路板的多孔层基本上看不出变化。
实施例31~44及参考例4、5
使用由实施例23得到的线路板,使用表1所示的各组成的混合溶剂,用以下方法实施溶剂处理,制造失去了多孔层的孔隙结构的线路板。
将上述线路板浸渍于玻璃制培养皿中的混合溶剂中后,立即捞出来,除去夹持在抹布间的过剩的混合溶剂。然后,使其自然干燥,用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上。在150℃下加热20分钟。基于后述的评价标准对多孔层的透明性和配线图案的保持性进行评价。将其结果示于表1。
实施例45
使用由实施例24得到的线路板,用以下方法实施溶剂处理,制造失去了多孔层的孔隙结构的线路板。
将上述线路板浸渍于玻璃制培养皿中的混合溶剂(NMP/水(重量比)=1/2)中后,立即捞出来,除去夹在抹布间的过剩的混合溶剂。然后,使其自然干燥,用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODELHP-19U300”)的烤盘上。在150℃下加热20分钟。通过上述溶剂处理,聚酰胺酰亚胺多孔层被透明化,得到的线路板以在整体稍微发黄的透明薄膜上形成了配线的形态得到。
实施例46
作为层叠体,在由实施例22得到的层叠体[基材/多孔层为PET薄膜(100μm)/聚酰胺酰亚胺(7μm)]上用导电油墨[藤仓化成株式会社制造的银糊,NANODOTITEXA9053]在印刷速度10mm/sec、印刷压力0.2MPa的条件下,使用线宽20μm、线距(重复间隔)300μm的格子图案的网版用网版印刷方式进行印刷。使用的网版印刷机为ニユ—ロング精密工业株式会社制造LS-150TVA。印刷后,在150℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。使用的油墨是通过加热将氧化银还原成银的类型的油墨,刚刚印刷后为黑色,在加热后显示金属银的光泽。用电子显微镜进行观察,结果形成线宽20μm、线距(重复间隔)300μm的格子图案。可以作为电磁波挡板膜使用。
实施例47
对由实施例46得到的格子图案印刷品,按照以下方法在聚酰胺酰亚胺多孔层的孔隙中填充树脂。
将上述线路板用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上,升温至60℃。将亨斯迈先进材料公司制造环氧树脂(商品名“アラルダイト2020”、二液性环氧树脂)的A液/B液按重量比100/30进行混合,将得到的固化性树脂(未固化的环氧树脂)装载在格子图案印刷品的多孔层侧表面上。将固化性树脂用氟树脂制的刮刀进行整体扩展,在多孔层的孔隙部分完全填充未固化的环氧树脂。剩余的环氧树脂用刮刀和纸抹布除去后,原封不动在约30℃的室温下放置10小时,使环氧树脂固化,制造在多孔层的孔隙中填充有树脂的格子图案印刷品。可以作为电磁波挡板膜使用。
实施例48
使用由实施例46得到的格子图案印刷品,用以下方法实施溶剂处理,制造失去多孔层的孔隙结构的格子图案印刷品。
在上述格子图案印刷品上用フルプラ公司制造的喷雾器(商品名“ダイヤスプレ—エクセレントNO.3530”)喷雾混合溶剂[NMP/丙酮(重量比)=1/4],使整体均质地濡湿。然后,使其自然干燥,用聚酰亚胺带固定在KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上,在60℃下加热60分钟。通过上述溶剂处理,聚酰胺酰亚胺多孔层被透明化,得到的格子状图案印刷品以在整体稍微发黄的透明薄膜上形成了配线的形态得到。可以作为电磁波挡板膜使用。
实施例49
作为基材,使用Kapton胶带(寺冈制作所公司制造、商品名“650R#25(带脱模薄膜)”、Kapton厚度25μm、粘合剂厚度25μm)代替PET薄膜,在薄膜敷贴器和Kapton胶带基材的间隙为51μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为20μm,层叠体的总厚度约为45μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A1
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)30重量份,制成制膜用的原液。在玻璃板上放置SEFAR公司制造的网眼布(厚度50μm、商品名“PETEX PET 64HC”),在该网眼布上使用薄膜敷贴器将保持在25℃的原液进行流延。进行流延时的薄膜敷贴器和网眼布的间隙为51μm。流延后快速地保持在湿度约100%、温度50℃的容器中4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从网眼布剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到网眼布和多孔层一体化成的层叠体。层叠体的总厚度约为62μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果网眼布和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与网眼布紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A2
作为网眼布,使用SEFAR公司制造的商品名“NYTAL NY90HC”的网眼布(厚度61μm),除此之外,进行与实施例A1同样的操作,得到网眼布和多孔层一体化成的层叠体。层叠体的总厚度约为70μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果网眼布和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与网眼布紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A3
作为网眼布,使用SEFAR公司制造的商品名“NYTAL PACF130-49”的网眼布(厚度90μm),除此之外,进行与实施例A1同样的操作,得到网眼布和多孔层一体化成的层叠体。层叠体的总厚度约为97μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果网眼布和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与网眼布紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A4
作为层叠体,使用由实施例A1得到的层叠体[总厚度约为62μm:网眼布(PETEX PET 64HC)/多孔层为聚酰胺酰亚胺薄膜],作为催化处理,使用光敏处理-激活法制作电磁波控制材料。具体而言,光敏处理-激活法通过下述方法进行。
制备由0.89mol/m3SnCl2、2.4mol/m3HCl构成的氯化亚锡溶液,用作光敏处理液。另外,制备0.56mol/m3pdCl2、12.0mol/m3HCl构成的氯化钯溶液,用作激活液。
对层叠体在光敏处理液中浸渍120秒钟后,用离子交换水进行清洗。接着,在激活液中浸渍60秒钟后,用离子交换水进行清洗,由此对层叠体的表面实施催化处理(利用形成催化剂核的活化处理)。
在100ml离子交换水中溶解3g NiSO4·6H2O后,加入1g二水合柠檬酸钠进行溶解,然后,将加入1g一水合次磷酸钠进行溶解而得到的溶液用作镍镀覆液。
将催化处理后的多孔膜层叠体浸渍于加热到90℃的镍镀覆液,结果马上产生气泡,在多孔层表面形成镍的被膜。10分钟后取出多孔膜层叠体,用离子交换水进行清洗后,进行自然干燥。镍的被膜选择性地析出在多孔膜层叠体中的多孔层表面。通常认为,这是由于对这样得到的层叠体而言,通过催化处理,催化剂大量地附着在表面积大的多孔层上,由此加速镍的析出,而且通过析出的镍交织在多孔层上而坚固地固定。
实施例A5
使用日本Vilene公司制造的商品名“MF-80K”的聚酯系无纺布(厚度约100μm)代替实施例A1的无纺布,除此之外,进行与实施例A1同样的操作,得到网眼布和多孔层一体化成的层叠体。层叠体的总厚度约为127μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果无纺布和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与无纺布紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为1.0μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约1.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A6
将聚醚砜(住友化学公司制造的商品名“スミカエクセルPES 5200P”)、作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)及作为溶剂的NMP按聚醚砜/NMP/聚乙烯基吡咯烷酮的重量比为15/85/30的比例进行混合,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的日本Vilene公司制造的商品名“MF-80K”的聚酯系无纺布(厚度约100μm)上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为102μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的总厚度约为122μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果无纺布和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与无纺布紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为3.0μm,多孔层内部大致为均质,遍及整个薄膜存在平均孔径约3.0μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例A7
作为层叠体,在由实施例A5得到的层叠体[基材/多孔层为聚酯系无纺布(约100μm)/聚酰胺酰亚胺,总厚度约127μm]上用导电油墨[藤仓化成株式会社制造银糊,NANODOTITEXA9053]在印刷速度30mm/sec、印刷压力0.1MPa的条件下,使用20μm的线宽和线距(L/S=20μm/20μm)的网版用网版印刷方式进行印刷。使用的网版印刷机为ニユ—ロング精密工业株式会社制LS-25TVA。印刷后,在180℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。使用的油墨是通过加热将氧化银还原成银的类型的油墨,刚刚印刷后为黑色,在加热后显示金属银的光泽。用电子显微镜进行观察,结果形成L/S=20μm/20μm的配线图案。
实施例A8
对由实施例A7得到的线路板,按照以下方法在聚酰胺酰亚胺多孔层的孔隙中填充树脂。
用聚酰亚胺带将上述线路板固定在放置于KPI公司制造的电热板(商品名“MODEL HP-19U300”)的烤盘上的特氟隆(注册商标)片材(厚度50μm),升温至60℃。将亨斯迈先进材料公司制造环氧树脂(商品名“アラルダイト2020”、二液性环氧树脂)的A液/B液按重量比100/30进行混合,将得到的固化性树脂(未固化的环氧树脂)装载在线路板的多孔层侧表面上。将固化性树脂用氟树脂制的刮刀进行整体扩展,在多孔层的孔隙部分完全填充未固化的环氧树脂。剩余的环氧树脂用刮刀和纸抹布除去后,直接在30℃的室温下继续加热10小时,使环氧树脂固化,制造在多孔层的孔隙中填充有树脂的线路板。
实施例A9
将由实施例A1得到的层叠体进行整形,制作各边的长度为8~30mm的范围的、开有形成直角三角形的顶点的3点的小孔的样品(30mm×20mm),测定3点间a、b、c的距离,由此评价样品的形状的变化。首先,测定初期的距离a1、b1、c1。接着,在直径约100mm的培养皿中放入约50cc甲醇溶剂,其中投入样品。在浸渍10分钟后取出样品,为了使其不干燥而用载玻片夹住后,测定距离a2、b2、c2。使用下述式计算a、b、c各自的变化率。
浸渍后的a的变化率(%)={[a2-a1]/a1}×100
b及c的变化率也用同样的方法算出。
其结果,浸渍后的变化率,a、b、c全部为0%,没有看到层叠体由甲醇引起的形状的变化。发现网眼布对形状的维持非常有效。
实施例A10
使用离子交换水作为溶剂,除此之外,进行与实施例A9同样的操作,评价样品的形状的变化。
其结果,浸渍后的变化率,a、b、c全部为0%,没有看到层叠体由离子交换水引起的形状的变化。发现网眼布对形状的维持非常有效。
实施例B1
在聚酰胺酰亚胺系树脂溶液(东洋纺绩公司制造的商品名“バイロマツクスHR11NN”;固体成分浓度15重量%、溶剂NMP、溶液粘度20dPa·s/25℃)100重量份中加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5万)30重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,在作为基材的三井金属矿业株式会社制铜箔(商品名“3EC-THE”、厚度18μm)粗面上使用薄膜敷贴器,在薄膜敷贴器和基材的间隙为51μm的条件下进行流延。流延后快速地在湿度约100%、温度50℃的容器中保持4分钟。然后,浸渍于水中使其凝固,然后,不使其从基材剥离并在室温下进行自然干燥,由此得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为15μm,层叠体的总厚度约为33μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与PET薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B2
使用水溶性聚合物10重量份,在薄膜敷贴器和基材的间隙为152μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例B1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为37μm,层叠体的总厚度约为55μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为7μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约7μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B3
作为基材,使用日本制箔株式会社制铝箔(商品名“ニツパクホイル”、厚度12μm)代替实施例B1的铜箔,在该铝箔的粗面上,在薄膜敷贴器和铝箔基材的间隙为89μm的条件下进行流延,除此之外,进行与实施例B1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为23μm,层叠体的总厚度约为35μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B4
在实施例B3中,在作为基材的铝箔的光泽面上流延原液,除此之外,进行与实施例B3同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为18μm,层叠体的总厚度约为30μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
比较例B1
作为基材,使用PET薄膜(Teijin DuPont公司制造、商品名“S型”)代替实施例B1的铜箔,在将原液流延于PET薄膜上后,浸渍于水中使其凝固,然后,在铜箔(三井金属矿业株式会社制的商品名“3EC-THE”厚度18μm)粗面上转印多孔层,然后进行干燥,由此得到多孔薄膜。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果具有在胶带和多孔膜的界面剥离前、铜箔基材和多孔层发生界面剥离的部分。这是因为,在将多孔层转印于铜箔基材时,在使用薄的多孔层的过程中产生皱褶,产生了多处在多孔层和铜箔基材的层间含有空隙的部位。用电子显微镜观察该层叠体,结果看到多处多孔层不与铜箔基材紧密粘合的部分。存在于多孔层的表面的孔的平均孔径约为0.3μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.3μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为70%。
实施例B5
将由实施例B1得到的层叠体(基材/多孔层为铜箔/聚酰胺酰亚胺)在270℃的温度槽中实施30分钟加热处理,由此,使构成多孔层的聚酰胺酰亚胺进行热交联而使其不溶解,赋予多孔层耐药品性。通过加热处理赋予了耐溶剂性的具有多孔层的层叠体,即使浸渍于NMP中10分钟后也未溶解,与此相对,由实施例B1得到的层叠体(加热处理前)在浸渍于NMP数秒钟以内溶解。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果在胶带和多孔层的界面发生剥离,基材和多孔层的界面没有发生剥离,依然相互紧密粘合。用电子显微镜观察该层叠体,结果新成形的多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,新成形的多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B6
在由实施例B1得到的层叠体[基材/多孔层为铜箔(18μm)/聚酰胺酰亚胺(15μm)]中的铜箔基材的未形成多孔层的面上进行与实施例B1同样的操作,以厚度约15μm形成由聚酰胺酰亚胺构成的多孔层,以总厚度约48μm得到具有多孔层/基材/多孔层由聚酰胺酰亚胺(15μm)/铜箔(18μm)/聚酰胺酰亚胺(15μm)构成的层构成的两面多孔膜层叠体。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与聚酰亚胺薄膜紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B7
将酚醛清漆型环氧树脂(东都化成株式会社制、商品名“YDCN-701”)用二甲苯稀释,制备酚醛清漆型环氧树脂/溶剂为5重量份/100重量份的耐药品性改善处理液。在该耐药品性改善处理液中,将由实施例B1得到的层叠体(基材/多孔层为铜箔/聚酰胺酰亚胺)浸渍3分钟后,从涂敷液取出,使其自然干燥。将干燥后的层叠体用聚酰亚胺带固定在特氟隆(注册商标)制的板上,在220℃的温度槽中加热30分钟,使酚醛清漆型环氧树脂固化。用电子显微镜观察该层叠体,结果与由实施例B1得到的层叠体同样,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内由具有连通性的微孔构成。
实施例B8
将旭硝子株式会社制涂料用氟树脂(商品名“ルミフロンLF-200”)和聚异氰酸酯化合物(日本聚氨酯工业公司制造,商品名“コロネ—トHX”)用二甲苯稀释,制备氟树脂/聚异氰酸酯化合物/溶剂为0.86重量份/0.14重量份/100重量份的涂敷液。
将具有由实施例B1制作成的具有多孔层的薄膜[基材/多孔层为铜箔/聚酰胺酰亚胺]浸渍于上述涂敷液中3分钟后,从涂敷液取出,使其自然干燥。接着,将干燥好的具有多孔层的薄膜用聚酰亚胺带固定在特氟隆(注册商标)制的板上,在270℃的温度槽中加热30分钟,使氟树脂/聚异氰酸酯化合物固化。用电子显微镜观察得到的层叠体,结果与由实施例B1得到的层叠体同样,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内由具有连通性的微孔构成。
实施例B9
作为铜箔基材,使用福田金属箔粉工业株式会社制铜箔(商品名“RCF-T5B-18”、厚度18μm)代替实施例B1中的三井金属矿业株式会社制铜箔,除此之外,进行与实施例B1同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为21μm,层叠体的总厚度约为39μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
实施例B10
在作为基材的铝箔的粗面上流延原液,除此之外,进行与实施例B9同样的操作,得到在基材上层叠有多孔层的层叠体。多孔层的厚度约为19μm,层叠体的总厚度约为37μm。
对得到的层叠体进行了胶粘带剥离试验,结果基材和多孔层没有发生界面剥离。用电子显微镜观察该层叠体,结果多孔层与基材紧密粘合,存在于多孔层表面的孔的平均孔径约为0.5μm,多孔层内部基本为均质,整个薄膜内存在平均孔径约0.5μm的具有连通性的微孔。另外,多孔层内部的孔隙率为60%。
(评价试验)
抗弯曲性
对由实施例7得到的层叠体[基材/多孔层为聚酰亚胺薄膜(25μm)/聚酰胺酰亚胺(20μm)]及由实施例B1得到的层叠体[基材/多孔层为铜箔/聚酰胺酰亚胺],使用东洋精机制作所制MIT耐揉疲劳试验机MIT-D进行JISC 5016的抗弯曲试验。试验条件设定为样品形状15×110mm、弯曲角度135°、弯曲面的曲率半径(R)0.38mm、弯曲速度175cpm、张力4.9N。该试验结果是,任一个层叠体即使弯曲次数为20000次也没有断裂,仅能看出多孔层稍微弯曲的痕迹,显示高的抗弯曲性,具备优异的柔软性。
透明性
目视观察由实施例31~44及参考例4、5得到的线路板的配线图案和多孔层的透明性,用以下的标准进行评价。将其结果示于表1。
·配线图案的保持性的评价
×:配线因多孔层的溶解而流动,配线图案完全消失。
○:配线图案为被保持的状态。
·多孔层的透明性的评价
-:多孔层溶解,不能评价
×:多孔层不溶解,但基本上不透明
△:在多孔层的一部分中有不透明的部分
○:多孔层整体透明
表1
对以下的实施例,多孔膜的透气度、表面的平均孔径、孔隙率的测定、利用玻璃纸胶带的剥离试验及接触角的测定利用以下方法进行。将结果示于表C1~表C4。
[透气度]
使用YOSHIMITSU公司制造的Gurley’s Densometer,根据JIS P8117进行测定。但是,由于测定面积使用标准的1/10的装置,因此,根据JIS P8117附录1换算成标准的格利值求出。
[表面的平均孔径]
由电子显微镜照片对薄膜表面的任意30点以上的孔测定其面积,首先,将其平均值设定为平均孔面积Save。接着,由下式换算成假定该孔为正圆时的孔径,将该值设定为平均孔径。在此,π表示圆周率。
表面的平均孔径=2×(Save/π)1/2
[孔隙率]
薄膜的孔隙率利用下式求出。在此,V为薄膜的体积(cm3),W为薄膜的重量(g),D为薄膜原材料的密度(g/cm3),例如,制造例C3中使用的聚碳酸酯的密度设定为1.2(g/cm3)。
孔隙率(%)=100-100×W/(V·D)
[利用玻璃纸胶带的剥离试验]
在制作了配线的多孔膜(线路板的基材)的两面粘贴玻璃纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纤维带(注册商标)No.405”、幅宽24mm],用辊(φ300mm、200克力荷重)描绘粘接部分。然后,使用万能试验机[(株)OLINTEC、商品名“TENSILON RTA-500”],以50mm/分钟的拉伸速度进行180度剥离。需要说明的是,该方法在JIS K6854-2的方法中,使用玻璃纸胶带进行剥离,以代替涂抹粘接剂进行剥离。
[接触角的测定]
在接触角的测定中使用协和界面科学(株)制的接触角的测定装置[DropMaster700]。在薄膜表面滴加1μl的试验液,测定液滴的接触角和液滴半径(参照图9)。图10表示在由制造例C1得到的PAI多孔膜(空气侧表面)上分别滴加了(i)蒸馏水(表面张力73dune/cm)、(ii)甲苯(表面张力28.4dune/cm)、(iii)丁基卡必醇乙酸酯(表面张力29.9dune/cm/20℃)、(iv)高粘度水溶液A[在蒸馏水中添加有0.5重量%的earnest树胶(DAICEL化学工业(株)制的羧甲基纤维素树脂)的水溶液]、(v)高粘度水溶液B[在蒸馏水中分别滴加有2.0重量%的earnest树胶(DAICEL化学工业(株)制的羧甲基纤维素树脂)的水溶液]时的滴加后的经过时间和接触角θ的关系。而且,表5表示上述(i)~(v)的液体的物性和滴加后经过100微秒及1000微秒时的接触角。
制造例C1
使用东洋纺绩(株)制的商品名“バイロマツクスHR11NN”[聚酰胺酰亚胺系树脂(PAI)溶液、固体成分浓度15重量%、溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、溶液粘度20dPa·s/25℃],相对于该溶液100重量份,加入作为水溶性聚合物的聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万)30重量份,制成制膜用的原液。将该原液设定为25℃,使用薄膜敷贴器进行间隙调整,以使多孔膜的厚度为50μm,在作为基材(均质的基板)的Teijin DuPont(株)制PET薄膜(S型,厚度100μm)上进行流延。流延后快速地移到相对湿度约100%、温度40℃的容器中保持3分钟后,浸渍于水中使其凝固。然后,使用聚丙烯制无纺布(支撑体:透气度低于1秒/100cc,膜厚260μm),在该支撑体上转印薄膜,连同支撑体一起进行干燥,由此得到多孔膜(多孔膜A)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为1.1μm,与基材侧接触的表面的平均孔径A2约为0.9μm,A1/A2=1.22,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为80%,测定了透过性能时,格利透气度为9.5秒。
表5表示对得到的多孔膜测定了接触角的结果。如表5所示,该多孔膜对(i)蒸馏水、(ii)甲苯、(iii)丁基卡必醇乙酸酯、(iv)高粘度水溶液A、(v)高粘度水溶液B的任一种都可以发挥良好的吸收性。
制造例C2
将聚醚酰亚胺(PEI)[日本GE塑料(株)制、“ウルテム1000”和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万)]溶解于溶剂NMP中,使浓度分别达到17重量%,制成制膜用原液。将该原液设定为25℃,使用薄膜敷贴器,将间隙调整为多孔膜的厚度为50μm,在作为基材(均质的基板)的Teijin DuPont(株)制PET薄膜(S型,厚度100μm)上进行流延。流延后,在相对湿度约100%、温度25℃的氛围中保持3分钟后,浸渍于水中使其凝固。然后,使用聚丙烯制无纺布(支撑体:透气度低于1秒/100cc,膜厚260μm),在该支撑体上转印薄膜,连同支撑体一起进行干燥,由此得到多孔膜(多孔膜B)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为3.2μm,与基材侧接触的表面的平均孔径A2约为3.5μm,A1/A2=0.91,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为70%,对透过性能进行测定,结果格利透气度为7.2秒。
制造例C3
将聚碳酸酯(PC)[住友DOW(株)制、商品名“カリバ—200-3”]溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),得到聚碳酸酯系树脂浓度为20重量%的溶液。相对于该溶液100重量份添加20重量份聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万)进行溶解,制成制膜用的原液。使用薄膜敷贴器,调整间隙,以使干燥后的厚度为50μm,在作为基材(均质的基板)的Teijin DuPont(株)制PET薄膜(S型,厚度100μm)上进行流延该原液。流延后在相对湿度约100%、温度25℃的氛围中保持3分钟后,浸渍于水中使其凝固。然后,使用聚丙烯制无纺布(支撑体:透气度低于1秒/100cc,膜厚260μm),在该支撑体上转印薄膜,连同支撑体一起进行干燥,由此得到多孔膜(多孔膜C)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为2.4μm,与基材侧接触的表面的平均孔径A2约为3.3μm,A1/A2=0.73,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为70%,对透过性能进行测定,结果格利透气度为11.2秒。
制造例C4
将聚乙烯基吡咯烷酮的使用量设定为40重量份,除此之外,使用与制造例C1同样方法得到干燥后的厚度为50μm的多孔膜(多孔膜D)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为0.2μm,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为80%。
制造例C5
将聚乙烯基吡咯烷酮的使用量设定为25重量%,除此之外,使用与制造例C2同样方法得到干燥后的厚度为50μm的多孔膜(多孔膜E)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为2μm,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为70%。
制造例C6
将聚乙烯基吡咯烷酮的使用量设定为12重量%,除此之外,使用与制造例C2同样方法得到干燥后的厚度为50μm的多孔膜(多孔膜F)。
用电子显微镜(SEM)观察得到的多孔膜的膜结构,结果在流延时与空气侧接触的表面的平均孔径A1约为6μm,薄膜内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为70%。
实施例C1
在由制造例C1得到的多孔膜A上,使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨(IJ)方式进行印刷。首先,印刷1个点(30pl),求出平均直径(椭圆的情况为长轴、短轴的平均值),结果为120μm。接着,按照图7所示的形状[平行地配置的2个5mm□的正方形(衬垫)4,用长10mm的线5将正方形(衬垫)4的相对的边的中点之间连结的形状]进行印刷。需要说明的是,线部分是以点间隔为平均直径的一半(60μm)的方式描绘1列。线宽为130μm。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。如以下那样测定配线的导电性。
在图7中的两端的衬垫4上紧密粘合导电性粘接剂Cu线,在此施加2V的电压,检测流动的电流,由该电流算出电阻值(Ω)。
其结果,配线的导电性为45Ω。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。在剥离试验后再次测定配线的导电性,结果为47Ω。
实施例C2
在由实施例C2得到的多孔膜B上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。首先,印刷1个点(30pl),求出平均直径(椭圆的情况为长轴·短轴的平均值),结果为85μm。接着,按照图7所示的形状进行印刷。需要说明的是,线部分是以点间隔为平均直径的一半(43μm)的方式描绘1列。线宽为90μm。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。与实施例C1同样地测定了配线的导电性,结果为50Ω。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。在剥离试验后再次测定了配线的导电性,结果为54Ω。
实施例C3
在由制造例C3得到的多孔膜C上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。首先,印刷1个点(30pl),求出平均直径(椭圆的情况为长轴、短轴的平均值),结果为140μm。接着,按照图7所示的形状进行印刷。需要说明的是,线部分是以点间隔为平均直径的一半(70μm)的方式描绘1列。线宽为140μm。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。与实施例C1同样地测定了配线的导电性,结果为42Ω。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。在剥离试验后再次测定了配线的导电性,结果为51Ω。
比较例C1
在聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)[Toray·DuPont(株)制、商品名“KaptonH”、厚度50μm]上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。首先,印刷1个点(30pl),求出平均直径(椭圆的情况为长轴·短轴的平均值),结果为170μm。接着,按照图7所示的形状进行印刷。需要说明的是,线部分是以点间隔为平均直径的一半(85μm)的方式描绘1列。线宽为230μm。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。与实施例C1同样地测定了配线的导电性,结果为40Ω。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果配线与胶带粘住而从聚酰亚胺薄膜剥离。剥离试验后再次测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。需要说明的是,使用粘合力比玻璃纸胶带弱的纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]代替玻璃纸胶带,同样地进行剥离试验时,配线也与胶带粘住而从聚酰亚胺薄膜剥离。
比较例C2
在氟树脂系薄膜(ETFE薄膜)[ダイキン工业(株)制、商品名“ネオフロンETFE EF-0050”、厚度50μm]上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。首先,印刷1个点(30pl),求出平均直径(椭圆的情况为长轴·短轴的平均值),结果为80μm。其次,按照图7所示的形状进行印刷。需要说明的是,线部分是以点间隔为平均直径的一半(40μm)的方式描绘1列。线宽为110μm,但在线中看到凹陷,有断线的地方。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。与实施例C1同样地测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果配线与胶带粘住而从氟树脂系薄膜上剥离下来。剥离试验后再次测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。需要说明的是,使用粘合力比玻璃纸胶带弱的纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]代替玻璃纸胶带,同样地进行剥离试验时,配线也与胶带粘住而从聚酰亚胺薄膜剥离。
表2
实施例C4
在由制造例C4得到的多孔膜D上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
实施例C5
在由制造例C5得到的多孔膜E上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
实施例C6
在由制造例C6得到的多孔膜F上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
比较例C3
在聚酰胺酰亚胺(PAI)[厚度25μm的致密膜:平均孔径0.001μm、孔隙率50%]上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果配线与胶带粘住而从聚酰胺酰亚胺薄膜上剥离下来。剥离试验后测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。需要说明的是,使用粘合力比玻璃纸胶带弱的纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]代替玻璃纸胶带,同样地进行剥离试验时,配线也与胶带粘住而从聚酰胺酰亚胺薄膜上剥离下来。
比较例C4
在聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)[厚度100μm的致密膜:平均孔径0.005μm、孔隙率60%]上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果配线与胶带粘住而从聚酰胺酰亚胺薄膜剥离。剥离试验后测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。需要说明的是,使用粘合力比玻璃纸胶带弱的纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]代替玻璃纸胶带,同样地进行剥离试验时,配线也与胶带粘住而从聚酰亚胺薄膜剥离。
比较例C5
在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET薄膜)[厚度25μm的致密膜:平均孔径0.008μm、孔隙率60%]上使用导电油墨[アルバツクマテリアル(株)制、商品名“Ag纳米金属油墨Ag1TeH”]用喷墨方式进行印刷。
印刷后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。接着,对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果配线与胶带粘住而从聚酰胺酰亚胺薄膜上剥离下来。剥离试验后测定了配线的导电性,但电流值为检测下限以下,不能测定(电阻值∞)。需要说明的是,使用粘合力比玻璃纸胶带弱的纸胶带[NICHIBAN(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]代替玻璃纸胶带,同样地进行剥离试验时,配线也与胶带粘住而从聚酰胺酰亚胺薄膜剥离。
表3
实施例C7
在由制造例C1得到的多孔膜A上使用导电油墨[Ag糊:大研化学工业(株)制、商品名“CA-2503”]用丝网方式进行印刷。
使用具有线宽50μm(L1)的直线部分的版作为图案进行网版印刷。使用电子显微镜对直线部分进行倍率200倍的放大摄影,测定长500μm的平均线宽(L2),结果为100μm。
另外,使用具有线宽20μm(L1)的直线部分的版作为图案2进行网版印刷,同样地测定平均线宽,结果为40μm。图8(a)表示将使用图案2的版得到的印刷品的印刷面放大至200倍后拍摄的电子显微镜照片。由图8(a)可知,可得到印刷描绘再现性优异的印刷。而且,图8(b)表示将图8(a)的A-A’线截面放大至1000倍的电子显微镜照片。由图8(b)可知,可得到导电油墨与多孔膜表面紧密粘合的稳定性优异的印刷。
印刷后,在100℃下保持30分钟使溶剂干燥后,在200℃下保持30分钟,使导电油墨固化并形成配线。对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
实施例C8
使用由制造例C2得到的多孔膜B作为多孔膜,除此之外,按照与实施例C7同样的方法进行网版印刷,使用图案1的版得到平均线宽100μm的印刷品,使用图案2的版得到平均线宽40μm的印刷品。对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
实施例C9
使用由制造例C3得到的多孔膜C作为多孔膜,除此之外,按照与实施例C7同样的方法进行网版印刷,使用图案1的版得到平均线宽100μm的印刷品,使用图案2的版得到平均线宽40μm的印刷品。对该配线进行利用玻璃纸胶带的剥离试验,结果胶带剥离,配线没有缺失。
表4
表5
对以下的实施例,在上述评价的基础上,利用以下方法进行接触角及液滴半径的测定、细线描绘性及印刷描绘再现性的评价。
[接触角及液滴半径的测定]
在接触角的测定中,使用协和界面科学(株)制造的接触角测定装置“DropMaster700”。将1μl的试验液滴加在薄膜表面,测定液滴的接触角和液滴半径(参照图9)。图11表示在由制造例D1得到的PAI多孔膜(空气侧表面)、由制造例D2得到的PEI多孔膜(空气侧表面)、比较例D1中使用的PET薄膜及比较例D2中使用的PI薄膜的各薄膜表面滴加有丁基卡必醇乙酸酯时的滴加后的经过时间和接触角的关系。另外,图12表示在由制造例D1得到的PAI多孔膜(空气侧表面)、由制造例D2得到的PEI多孔膜(空气侧表面)、比较例D1中使用的PET薄膜及比较例D2中使用的PI薄膜的各薄膜表面滴加有丁基卡必醇乙酸酯时的滴加后的经过时间和液滴半径的关系。
[细线描绘性的评价]
使用电子显微镜对宽10~1000μm、长度500μm以上的直线部分进行放大摄影(200倍)。测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),利用下述式(1)算出变动值F,利用下述式(2)算出标准偏差∑(参照图13)。
F=(LMax-LMin)/LAve×100 (1)
需要说明的是,就平均线宽(LAve)而言,在透明薄膜上画线,由其重量进行换算而算出平均线宽。
[印刷描写再现性的评价]
使用电子显微镜对宽10~1000μm、长度为500μm以上的直线部分进行放大摄影(200倍)。在透明薄膜上描绘长500μm的直线部分,由其重量进行换算而算出平均线宽(L2)。通过用该平均线宽(L2)除以网版的版的直线部分的开孔宽度(L1),求出L2/L1的值(参照图14)。
制造例D1
将聚酰胺酰亚胺(PAI)系树脂溶液[东洋纺绩(株)制、商品名“バイロマツクスHR11NN”]100重量份和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万,水溶性聚合物)35重量份进行混合、溶解,制成制膜用的聚合物溶液。使用薄膜敷贴器并调整间隙,在聚酰亚胺(PI)制薄膜(均质的基材;厚度25μm)上进行流延该聚合物溶液,以使干燥后的厚度约为30μm。流延后,将薄膜在25℃、100%RH的氛围中保持3分钟,浸渍于水中使其凝固,然后进行干燥,得到多孔膜。
对得到的多孔膜的膜结构进行观察,结果发现,在流延时与空气侧接触的表面的微孔的平均孔径A1为0.2μm,与基板侧接触的表面的微孔的平均孔径A2为0.2μm,A1/A2=1,其为正面与反面都均匀的孔径的薄膜。而且,用电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面及截面,结果薄膜的空气侧表面及基材侧表面都是具有均匀孔径的微孔,内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。另外,薄膜的孔隙率为80%,格利值为10秒以下。需要说明的是,A2、格利值在从PI薄膜基材剥离PAI多孔膜后进行测定。
制造例D2
将聚醚酰亚胺(PEI)[日本GE塑料(株)制、商品名“ULTEM1000”]和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万;水溶性聚合物)溶解在溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,以示浓度分别为17重量%的制成制膜用聚合物溶液。使用薄膜敷贴器并进行间隙调整,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制薄膜(均质的基材;厚度100μm)上进行流延该聚合物溶液,以使干燥后的厚度约为30μm。流延后,将薄膜在25℃、100%RH的氛围中保持10秒钟,浸渍于水中使其凝固,然后进行干燥,得到多孔膜。
对得到的多孔膜的膜结构进行观察,结果发现,在流延时与空气侧接触的表面的微孔的平均孔径A1为3.2μm,与基板侧接触的表面的微孔的平均孔径A2为3.5μm,A1/A2=0.91,其为正面与反面都均匀的孔径的薄膜。而且,用电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面及截面,结果薄膜的空气侧表面及基材侧表面都分散了具有均匀的孔径的微孔,内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。另外,薄膜的孔隙率为60%,格利值为10秒以下。需要说明的是,A2、格利值在从PET薄膜基材剥离PAI多孔膜后进行测定。
实施例D1
在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、47.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为1.1。图15表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到直线性(细线描绘性)优异的印刷。
需要说明的是,在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为19.5°,此时的液滴半径为1290μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定接触角,滴加后300微秒时的接触角分别为17.2°、13.7°、25.2°。即使使用以这些溶剂为主溶剂的油墨,也得到细线描绘性优异的印刷品。
实施例D2
在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)使用图案图(直线;直线宽度的设定值为20μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为21.2μm、24.2μm、23.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为6%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为2.5。图16表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到直线性(细线描绘性)优异的印刷。
实施例D3
在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、47.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为1.1。图17表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到直线性(细线描绘性)优异的印刷。
需要说明的是,在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为20.8°,此时的液滴半径为1340μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为17°、12°、29.5°。即使使用以这些溶剂为主溶剂的油墨,也得到细线描绘性优异的印刷品。
实施例D4
在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)使用图案图(直线;直线宽度的设定值为20μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为23.3μm、24.2μm、18.2μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为26%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为3.7。图18表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到直线性(细线描绘性)优异的印刷。
比较例D1
在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜[Teijin DuPont薄膜(株)制、商品名“涤特伦S100”,厚度100μm]上使用图案图(直线;直线宽度的设定值为20μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为43.9μm、48.5μm、33.3μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为34%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为8.2。图19表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,仅得到直线性(细线描绘性)不佳的印刷。
需要说明的是,在上述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为14.7°,此时的液滴半径为1690μm。
比较例D2
在聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)[Toray·DuPont(株)制、商品名“Kapton100H”,厚度25μm]上使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为65.9μm、83.3μm、50.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为51%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为16.7。图20表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,仅得到直线性(细线描绘性)缺乏的印刷。
需要说明的是,在上述聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为12.8°,此时的液滴半径为1630μm。
实施例E1
在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)使用具有线宽50μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2),结果为47.0μm,L2/L1=0.94。图21表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到印刷描绘再现性优异的印刷。
需要说明的是,在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为19.5°,此时的液滴半径为1290μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为17.2°、13.7°、25.2°。即使使用以这些溶剂为主溶剂的油墨,也得到印刷描绘再现性优异的印刷品。
实施例E2
在由制造例D1得到的PAI多孔膜的表面(空气侧表面)使用具有线宽20μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2),结果为21.2μm,L2/L1=1.06。图22表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到印刷描绘再现性优异的印刷。
实施例E3
在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)使用具有线宽50μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2)后,为47.0μm,L2/L1=0.94。图23表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到印刷描绘再现性优异的印刷。
需要说明的是,在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为20.8°,此时的液滴半径为1340μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为17°、12°、29.5°。即使使用以这些溶剂为主溶剂的油墨,也得到细线描绘性优异的印刷品。
实施例E4
在由制造例D2得到的PEI多孔膜的表面(空气侧表面)使用具有线宽20μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2),结果为23.3μm,L2/L1=1.17。图24表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,可得到印刷描绘再现性优异的印刷。
比较例E1
在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜[Teijin DuPont薄膜(株)制、商品名“涤特伦S100”,厚度100μm]上使用具有线宽20μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2),结果为43.9μm,L2/L1=2.20。图25表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,仅得到印刷描绘再现性缺乏的印刷。
需要说明的是,在上述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为14.7°,此时的液滴半径为1690μm。
比较例E2
在聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)[Toray·DuPont(株)制、商品名“Kapton100H”,厚度25μm]上使用具有线宽50μm(L1)的直线部分的版进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定了长500μm的平均线宽(L2),结果为65.9μm,L2/L1=1.32。图26表示得到的印刷品的印刷面的放大照片图。由图可知,仅得到印刷描绘再现性缺乏的印刷。
需要说明的是,在上述聚酰亚胺薄膜(PI薄膜)薄膜的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为12.8°,此时的液滴半径为1630μm。
对以下的实施例,在上述评价的基础上,利用以下方法进行紧密粘合性的评价及拉伸强度的测定。
[紧密粘合性的评价]
根据JIS K 5600-5-4的划痕硬度(铅笔法)试验,用各硬度的铅笔对干燥溶剂而得到的印刷品的表面进行划痕,观察表面是否有伤、是否看到表层(致密层或多孔膜层)的剥离,用下述的标准评价紧密粘合性。需要说明的是,优选铅笔硬度至少为6B为“○”,进一步优选铅笔硬度为2B也为“○”,特别优选铅笔硬度为2H也为“○”。
○:表面带伤,也没有表层的剥离
×:表面带伤或表层剥离
需要说明的是,测定条件如下。
铅笔和样品薄膜的角度:45°
荷重:750g
测定温度:23℃
[拉伸强度的测定]
根据JIS-K7127测定拉伸强度。在实际的测定中,使用万能拉伸试验机[(株)OLINTEC公司制造、商品名“TENSIRON RTA-500”]。在F1的测定中使用熔融前的多孔膜单体样品。在F2的测定中,将多孔膜单体样品放置在特氟隆(注册商标)薄膜等可剥离的支撑体上,进行熔融加热后,从支撑体剥离,用于测定。
需要说明的是,测定条件如下。
拉伸速度:50mm/分钟
试样:10mm宽的长方形
制造例F1
将聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂溶液[东洋纺绩(株)制、商品名“バイロマツクスHR11N”]100重量份和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万,水溶性聚合物)35重量份进行混合、溶解,制成制膜用聚合物溶液。使用薄膜敷贴器,并进行间隙调整,在聚酰亚胺(PI)制薄膜(均质的基材=支撑体;厚度25μm)上进行流延对该聚合物溶液,以使干燥后的厚度约为30μm。流延后,将薄膜在25℃、100%RH的氛围中保持3分钟,浸渍于水中使其凝固,然后进行干燥,得到在支撑体上层叠有多孔膜的层叠体。
对得到的多孔膜的膜结构进行观察,结果发现,在流延时与空气侧接触的表面的微孔的平均孔径A1为0.2μm,与基板侧接触的表面的微孔的平均孔径A2为0.2μm,A1/A2=1.0,其为正面与反面都均匀的孔径的薄膜。而且,用电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面及截面,结果薄膜的空气侧表面及基材侧表面都分散了具有均匀的孔径的微孔,内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。另外,薄膜的孔隙率为80%,格利值为10秒以下。需要说明的是,A2、格利值在从PI薄膜基材剥离PAI多孔膜后进行测定。
对多孔膜层侧的表面与水的接触角进行测定时,θA100为25.4°,θA1000为13.0°,θA1000/θA100=0.51。另外,在多孔膜层侧的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为19.5°,此时的液滴半径为1290μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定了接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为17.2°、13.7°、25.2°。
制造例F2
将聚醚酰亚胺(PEI)[日本GE塑料(株)制造、商品名“ULTEM1000”]和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万;水溶性聚合物)溶解在溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,使其浓度分别为13.8重量%、25.1重量%,制成制膜用的聚合物溶液。使用薄膜敷贴器并调整间隙,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制薄膜(均质的基材;厚度100μm)上进行流延该聚合物溶液,以使干燥后的厚度约为30μm。流延后,将薄膜在25℃、100%RH的氛围中保持10秒钟,浸渍于水中使其凝固,然后进行干燥,得到在支撑体上层叠有多孔膜的层叠体。
对得到的多孔膜的膜结构进行观察,结果发现,在流延时与空气侧接触的表面的微孔的平均孔径A1为3.2μm,与基板侧接触的表面的微孔的平均孔径A2为3.5μm,A1/A2=0.91,其为正面与反面都均匀的孔径的薄膜。而且,用电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面及截面,结果薄膜的空气侧表面及基材侧表面都分散了具有均匀孔径的微孔,内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。另外,薄膜的孔隙率为60%,格利值为10秒以下。需要说明的是,A2、格利值在从PET薄膜基材剥离PEI多孔膜后进行测定。
对多孔膜层侧的表面和水的接触角进行测定,结果θA100为27.1°,θA1000为9.5°,θA1000/θA100=0.35。另外,在多孔膜层侧的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为20.8°,此时的液滴半径为1340μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为17°、12°、29.5°。
制造例F3
将聚碳酸酯(PC)[住友DOW(株)制、商品名“カリバ—200-3”]和聚乙烯基吡咯烷酮(分子量5.5万;水溶性聚合物)溶解在溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,使其浓度分别为15重量%、23重量%,制成制膜用的聚合物溶液。使用薄膜敷贴器并进行间隙调整,在聚酰胺(PI)制薄膜(均质的基材;厚度50μm)上进行流延该聚合物溶液,以使干燥后的厚度约为30μm。流延后,将薄膜在25℃、100%RH的氛围中保持60分钟,浸渍于水中使其凝固,然后进行干燥,得到在支撑体上层叠有多孔膜的层叠体。
对得到的多孔膜的膜结构进行观察,结果发现,在流延时与空气侧接触的表面的微孔的平均孔径A1为2.4μm,与基板侧接触的表面的微孔的平均孔径A2为3.3μm,A1/A2=0.72,其为正面与反面都均匀的孔径的薄膜。而且,用电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面及截面,结果薄膜的空气侧表面及基材侧表面都分散了具有均匀孔径的微孔,内部基本为均质,整个薄膜内存在具有连通性的微孔。薄膜的孔隙率为70%,格利值为10秒以下。需要说明的是,A2、格利值在从PI薄膜基材剥离PC多孔膜后进行测定。
对多孔膜层侧的表面的水和接触角进行测定,结果θA100为44.3°,θA1000为8.8°,θA1000/θA100=0.20。另外,在多孔膜层侧的表面滴加丁基卡必醇乙酸酯并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角为14.5°,此时的液滴半径为1320μm。另外,代替丁基卡必醇乙酸酯,在多孔膜的表面滴加水、甲苯、癸醇并测定接触角,结果滴加后300微秒时的接触角分别为18°、13°、33.2°。
实施例F1
在由制造例F1得到的层叠体的PAI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(23℃),使其含浸于多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的NMP后,在250℃下干燥30分钟,除去NMP。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可确认多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.5μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为90.0°,θB1000为81.5°,θB1000/θB100=0.91,θA1000/θB1000=0.15。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。
实施例F2
在由制造例F1得到的层叠体的PAI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)水和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的混合液[水/NMP(重量比)=7/3](23℃),使其含浸于多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的水及NMP后,在150℃下干燥30分钟,除去水和NMP。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可确认多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对印刷的直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.5μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为89.3°,θB1000为80.4°,θB1000/θB100=0.90,θA1000/θB1000=0.16。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。
实施例F3
在由制造例F1得到的层叠体的PAI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)水和γ-丁内酯(GBL)的混合液[水/GBL(重量比)=5/5](23℃),使其含浸于多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的水及GBL后,在200℃下干燥60分钟,除去水和GBL。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可确认多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.5μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为87.0°,θB1000为81.0°,θB1000/θB100=0.93,θA1000/θB1000=0.15。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。
比较例F1
在由制造例F1得到的层叠体的PAI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
对得到的印刷品的印刷的直线部分使用电子显微镜进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.5μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为25.4°,θB1000为13.0°,θB1000/θB100=0.51,θA1000/θB1000=0.96。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果在铅笔硬度6B下带伤,在铅笔硬度2B下表层剥离,任一种情况都评价为“×”。
实施例F4
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(23℃),使其含浸于多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的NMP后,在250℃下干燥30分钟,除去NMP。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果发现多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为5。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为21.3°,θB1000为14.4°,θB1000/θB100=0.68,θA1000/θB1000=0.66。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。
实施例F5
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)二氧杂戊环(23℃),使其含浸于多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的二氧杂戊环(NMP)后,在150℃下干燥30分钟,除去二氧杂戊环。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可发现多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为5。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为20.2°,θB1000为15.6°,θB1000/θB100=0.77,θA1000/θB1000=0.61。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。
比较例F2
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
对得到的印刷品的印刷的直线部分使用电子显微镜进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为5。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为27.1°,θB1000为9.5°,θB1000/θB100=0.35,θA1000/θB1000=1.00。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度6B带伤,2B表层剥离,任一种情况都评价为“×”。
比较例F3
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,在实施了印刷的多孔膜层侧表面滴加3滴(约0.1g)异丙基醇(IPA)(23℃),使其遍及到多孔膜层的整个面(约4cm2),用无纺布轻轻地压拭过剩的IPA后,在150℃下干燥10分钟,除去IPA。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果多孔的孔原封不动残留着,未形成致密层。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为47.0μm、48.5μm、46.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.3%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为5。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为27.1°,θB1000为9.5°,θB1000/θB100=0.35,θA1000/θB1000=1.00。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度6B带伤,2B表层剥离,任一种情况都评价为“×”。
实施例G1
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,将实施了印刷的层叠体放入加热炉中,在300℃下保持30分钟,使多孔膜层熔融后,冷却至室温使其固化。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可发现多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果为48.0μm、49.5μm、47.7μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为21.3°,θB1000为14.4°,θB1000/θB100=0.68,θA1000/θB1000=0.66。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。而且,测定拉伸强度,结果为F16.9MPa,F2为66.1MPa,F2/F1=9.6。
比较例G1
在由制造例F2得到的层叠体的PEI多孔膜层侧的表面使用图案(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,将实施了印刷的层叠体放入加热炉中,在100℃下保持30分钟后,冷却至室温使其固化。
对得到的印刷品的印刷的直线部分使用电子显微镜进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果为48.3μm、49.1μm、47.0μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为1.1%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为4。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为26.2°,θB1000为9.2°,θB1000/θB100=0.35,θA1000/θB1000=1.03。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度6B带伤,2B表层剥离,任一种情况都评价为“×”。而且,测定拉伸强度,结果F1为6.9MPa,F2为6.9MPa,F2/F1=1.0。
实施例G2
在由制造例F3得到的层叠体的PC多孔膜层侧的表面使用图案图(直线;直线宽度的设定值为50μm)进行网版印刷。用于印刷的油墨为大研化学工业(株)制的导电涂料“CA-2503”(主溶剂:丁基卡必醇乙酸酯)。印刷后,在100℃下使油墨干燥30分钟。
接着,将实施了印刷的层叠体放入加热炉中,在250℃下保持30分钟,使多孔膜层熔融后,冷却至室温使其固化。
对得到的印刷品的印刷面用电子显微镜进行观察,结果可发现多孔的孔破裂导致印刷面被致密化。另外,使用电子显微镜对直线部分进行放大摄影(200倍),测定长500μm的平均线宽(LAve)、最大线宽(LMax)、最小线宽(LMin),结果分别为52.0μm、54.2μm、49.8μm。将该数值代入上述式(1),算出变动值F,结果为2.2%。另外,将该数值代入上述式(2),算出标准偏差∑,结果为8。
对得到的印刷品的印刷面的接触角进行测定,结果θB100为23.3°,θB1000为19.6°,θB1000/θB100=0.84,θA1000/θB1000=0.45。另外,对得到的印刷品通过划痕硬度试验研究紧密粘合性,结果铅笔硬度2B、2H的任一种情况都没有异常,评价为“○”。而且,测定拉伸强度,结果F1为9.2MPa,F2为87.2MPa,F2/F1=9.5。
附图说明
图1(A)~(F)是表示印刷含有导电体粒子的油墨,在多孔层(基板)表面形成了配线的线路板的一例的剖面示意图,作为含有导电体粒子的油墨,(A)表示采用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为小粒径的粒子的高粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例的剖面示意图,(B)表示采用含有许多粒径接近于多孔层表层的平均开孔径的粒子的高粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例的剖面示意图,(C)表示采用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为大粒径的粒子的高粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例的剖面示意图,(D)表示采用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为小粒径的粒子的低粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例的剖面示意图,(E)表示采用含有许多粒径接近于多孔层表层的平均开孔径的粒子的低粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例,(F)表示采用含有许多相对于多孔层表层的平均开孔径为小粒径的粒子的低粘度的油墨作为含有导电性粒子的油墨所形成的线路板的一例的剖面示意图。
图2表示本发明的线路板的实施方式的一例的剖面示意图。
图3表示本发明的线路板的实施方式的另一例的剖面示意图。
图4表示本发明的线路板的实施方式的再一例的剖面示意图。
图5表示本发明的线路板的实施方式的其他例的剖面示意图。
图6表示本发明的线路板的实施方式的又一其他例的剖面示意图。
图7是表示实施例C1~C6及C1~C3中的印刷形状的图。
图8(a)是使用由实施例7得到的图案2印刷成的线路板的电子显微镜照片,(b)是(a)中的A-A’线截面的电子显微镜照片。
图9是接触角及液滴半径的说明图。
图10是表示在由制造例C1得到的PAI多孔膜表面(空气侧表面)滴加各种液体时的滴加后的经过时间和接触角的关系的坐标图。
图11是表示在由制造例D1得到的PAI多孔膜(空气侧表面)、由制造例2得到的PEI多孔膜(空气侧表面)、比较例D1中使用的PET薄膜及比较例D2中使用的PI薄膜等各薄膜表面滴加丁基卡必醇乙酸酯时,滴加后的经过时间和接触角的关系的坐标图。
图12是表示在由制造例D1得到的PAI多孔膜(空气侧表面)、由制造例2得到的PEI多孔膜(空气侧表面)、比较例D1中使用的PET薄膜及在比较例D2中使用的PI薄膜等各薄膜表面滴加有丁基卡必醇乙酸酯时,滴加后的经过时间和液滴半径的关系的坐标图。
图13是表示线宽的标准偏差的求法的说明图。
图14上图是表示版的开口部分为直线时的L1和L2的关系的说明图,下图是表示版的开口部分为圆形时的L1和L2的关系的说明图。
图15是表示使用了由实施例D1得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图16是表示使用了由实施例D2得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图17是表示使用了由实施例D3得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图18是表示使用了由实施例D4得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图19是表示使用了由比较例D1得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图20是表示使用了由比较例D2得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图21是表示使用了由实施例E1得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图22是表示使用了由实施例E2得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图23是表示使用了由实施例E3得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图24是表示使用了由实施例E4得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图25是表示使用了由比较例E1得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图26是表示使用了由比较例E2得到的印刷品的印刷面的电子显微镜的放大照片图。
图27是表示本发明的印刷图案的制造方法的一例的各工序的说明图(利用剖面图)。
图28是表示本发明的印刷图案的制造方法的其他例的各工序的说明图(利用剖面图)。
符号的说明
1 多孔膜层
2 导体配线
3 致密层
4 衬垫
5 配线(线)
6 支撑体
7 印刷
8 溶剂
9 渗入了溶剂的多孔膜层
10 熔融后的多孔膜层
11 致密层
Claims (95)
1.一种多孔膜层叠体,所述多孔膜层叠体包括基材和层叠在该基材的至少一面上的多孔层,所述多孔层具有许多连通性的微孔、且该微孔的平均孔径为0.01~10μm,其中,在基于下述方法的胶带剥离试验之后,基材和多孔层不发生界面剥离,
胶带剥离试验:
在多孔膜层叠体的多孔层表面粘贴幅宽24mm的寺冈制作所公司制造的遮蔽胶带[薄膜遮蔽胶带No.603(#25)],用直径为30mm、荷重为200克力的辊进行压粘,然后使用拉伸试验机以剥离速度50mm/分钟进行T模剥离。
2.权利要求1所述的多孔膜层叠体,其中,所述基材为具有许多贯穿孔的基材或为金属箔基材。
3.权利要求1或2所述的多孔膜层叠体,其中,所述多孔层是通过如下方法形成在基材的至少一面上,即,在将高分子溶液在基材上流延成薄膜状后,将其导入至凝固液中,然后进行干燥。
4.权利要求1~3中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,所述高分子溶液是包括8~25重量%高分子成分、5~50重量%水溶性聚合物、0~10重量%水、30~82重量%水溶性极性溶剂的混合溶液。
5.权利要求1~4中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂中的至少一种树脂。
6.权利要求1~5中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成基材的材料为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚砜系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚醚醚酮系树脂、氟系树脂、烯烃系树脂、聚芳酯系树脂中的至少一种树脂。
7.权利要求1~6中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种树脂;构成基材的材料为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、液晶性聚酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂中的至少一种树脂。
8.权利要求2~7中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成具有许多贯穿孔的基材的材料为选自织物、无纺布、网眼布、冲孔薄膜、金属网、冲孔金属、多孔金属板及蚀刻金属的至少一种材料。
9.权利要求2~8中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种树脂;构成具有许多贯穿孔的基材的材料为选自织物、无纺布、网眼布、冲孔薄膜、金属网、冲孔金属、多孔金属板及蚀刻金属中的至少一种材料。
10.权利要求2~7中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成金属箔基材的材料为选自铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔的至少一种。
11.权利要求2~8中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,构成多孔层的高分子成分为选自聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、芳族聚酰胺系树脂及聚酰胺系树脂中的至少一种树脂;构成金属箔基材的材料选自铜箔、铝箔、铁箔、镍箔、金箔、银箔、锡箔、锌箔、不锈钢箔中的至少一种。
12.权利要求1~11中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,多孔层由耐药品性高分子覆盖。
13.权利要求1~12中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,多孔层的厚度为0.1~100μm。
14.权利要求1~13中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,多孔层的孔隙率为30~80%。
15.权利要求2~14中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,基材的厚度为1~1000μm。
16.权利要求1~15中任一项所述的多孔膜层叠体,其中,基材的厚度为1~300μm。
17.权利要求1~16中任一项所述的多孔膜层叠体,其用于过滤器、电池用隔板、燃料电池用电解质膜或催化剂载体。
18.权利要求1~17中任一项所述的多孔膜层叠体,其用于电磁波控制材料、电路基板或散热板。
19.一种多孔膜层叠体的制造方法,其包括:将高分子溶液在基材上流延成薄膜状后,将其导入至凝固液中,然后进行干燥,在基材的至少一面层叠多孔层以得到权利要求1~18中任一项所述的多孔膜层叠体。
20.权利要求19所述的多孔膜层叠体的制造方法,其中,高分子溶液是包括8~25重量%高分子成分、5~50重量%水溶性聚合物、0~10重量%水、30~82重量%水溶性极性溶剂的混合溶液。
21.一种复合材料,其在构成权利要求1~18中任一项所述的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面上,层叠有金属镀覆层及/或磁性镀覆层。
22.权利要求21所述的复合材料,其用于电路基板、散热板、电磁波控制材料、电池用组件或电容器用组件。
23.一种复合材料的制造方法,其通过在构成权利要求1~18中任一项所述的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面层叠金属镀覆层而得到复合材料,该方法包括如下工序:在上述多孔膜层叠体的多孔层表面涂敷包含利用光照射而生成反应基团的化合物的感光性组合物,从而设置感光层的工序;借助掩模对上述感光层进行曝光、在曝光部生成反应基团的工序;及使曝光部生成的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序。
24.一种复合材料的制造方法,其通过在构成权利要求1~18中任一项所述的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面上,层叠金属镀覆层而得到复合材料,该方法包括如下工序:在上述多孔膜层叠体的多孔层表面涂敷包含利用光照射而使反应基团消失的化合物的感光性组合物,从而设置感光层的工序;借助掩模对上述感光层进行曝光、在曝光部使反应基团消失的工序;及使残留在未曝光部的反应基团与金属结合、形成导体图案的工序。
25.权利要求23或24所述的复合材料的制造方法,其得到用于电路基板、散热板或电磁波控制材料的复合材料。
26.一种复合材料,其利用印刷技术在构成权利要求1~18中任一项所述的多孔膜层叠体的至少一个多孔层表面形成导电体而得到。
27.权利要求26所述的复合材料,其被用于电路基板、散热板或电磁波控制材料。
28.权利要求26所述的复合材料,其中,印刷技术为选自喷墨印刷、网版印刷、分配器印刷、凸版印刷、升华型印刷、胶版印刷、激光打印印刷、凹版印刷、接触印刷、微接触印刷中的至少一种。
29.权利要求26所述的复合材料,其中,导电体为选自银、金、铜、镍、氧化铟锡、碳、碳纳米管的至少一种。
30.权利要求26~29中任一项所述的复合材料,其通过在多孔表面利用使用了含有导电体粒子的油墨的印刷技术形成导电体而得到,其中,当将多孔层表层的平均开孔径设定为R1、将导电体粒子的平均粒径设定为R2时,满足式:0.0001≦R2/R1≦1000。
31.权利要求26~30中任一项所述的复合材料,其中,用镀层或绝缘材料覆盖导电体。
32.权利要求31所述的复合材料,其中,镀层为选自铜镀层、金镀层、镍镀层中的至少一种。
33.权利要求26~32中任一项所述的复合材料,其原封不动残留着多孔层的孔隙。
34.权利要求26~32中任一项所述的复合材料,其中,多孔层的孔隙中填充有树脂。
35.权利要求34所述的复合材料,其中,填充于多孔层的孔隙中的树脂为选自环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯酸树脂、乙烯基醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种树脂。
36.权利要求26~32中任一项所述的复合材料,其通过溶剂处理失去多孔层的孔隙结构。
37.权利要求26~36中任一项所述的复合材料,其中,在多孔层上层叠有覆盖层。
38.一种线路板,其在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线,其在通过利用玻璃纸胶带[nichiban(株)制造、商品名“纤维带(注册商标)No.405”、幅宽24mm]进行的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)中不产生配线的缺失。
39.一种线路板,其在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线,其在通过利用纸胶带[nichiban(株)制造、商品名“纸胶带No.208”、幅宽24mm]进行的剥离试验(180°剥离、剥离速度50mm/分钟)中不产生配线的缺失。
40.权利要求38或39所述的线路板,其中,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm。
41.一种线路板,其在存在许多具有连通性的微孔的多孔膜层的至少一面具有导体配线,其中,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm,导体配线利用印刷法形成。
42.权利要求38~41中任一项所述的线路板,其中,多孔膜层的孔隙率为30~80%。
43.权利要求38~42中任一项所述的线路板,其中,多孔膜层的厚度为0.1~100μm。
44.权利要求38~43中任一项所述的线路板,其中,多孔膜层为由树脂形成的层。
45.权利要求44所述的线路板,其中,多孔膜层由以选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚醚砜系树脂及聚酰亚胺系树脂中的至少一种树脂为基体的材料所构成。
46.权利要求38~45中任一项所述的线路板,其中,多孔膜层是利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。
47.权利要求46所述的线路板,其中,多孔膜层是由多孔薄膜构成的层,所述多孔薄膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物而形成的溶液在基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中后,进行干燥、脱溶剂。
48.权利要求38~47中任一项所述的线路板,其中,多孔膜层在实质上没有孔的致密层的一面或两面上形成的。
49.权利要求38~40及42~48中任一项所述的线路板,其中,导体配线利用印刷法形成。
50.一种线路板的制造方法,其用于制造权利要求38~49中任一项所述的线路板,其中,在存在具有连通性的许多微孔、且平均孔径为0.01~10μm的多孔膜层的至少一面形成导体配线。
51.权利要求50所述的线路板的制造方法,其中,多孔膜层是利用相转换法形成的树脂层。
52.权利要求50或51所述的线路板的制造方法,其中,在实质上没有孔的致密层的一面或两面上形成多孔膜层,在平均孔径为0.01~10μm的所述多孔膜层的表面上形成导体配线。
53.权利要求50~52中任一项所述的线路板的制造方法,其中,在多孔膜层的表面利用印刷法形成导体配线。
54.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在多孔膜层的表面以喷墨方式使用导电油墨形成导体配线。
55.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷导电油墨,将其转印于多孔膜层的表面,形成导体配线。
56.权利要求53所述的线路板的制造方法,其在多孔膜层的表面通过从注射器挤出导体膏并进行描绘来形成导体配线。
57.权利要求53所述的线路板的制造方法,其在多孔膜层的表面通过利用网版印刷描绘导体膏来形成导体配线。
58.权利要求53~57中任一项所述的线路板的制造方法,其在导体配线上进一步实施镀覆。
59.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在多孔膜层的表面利用喷墨方式以配线图案状印刷镀覆催化剂后,实施镀覆,形成导体配线。
60.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在以配线图案状形成了凹凸的版上涂敷镀覆催化剂,将其转印于多孔膜层的表面后,实施镀覆,形成导体配线。
61.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在多孔膜层的表面从注射器挤出镀覆催化剂并描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线。
62.权利要求53所述的线路板的制造方法,其中,在多孔膜层的表面利用网版印刷将镀覆催化剂描绘成配线图案状后,实施镀覆,形成导体配线。
63.一种印刷品,其是在多孔膜层的表面至少实施了具有平均线宽10~1000μm、长500μm以上的直线部分的印刷而得到的印刷品,其中,下述式(1)表示的线宽的变动值F为30%以下,
F=(LMax-LMin)/LAve×100 (1)
式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽。
64.一种印刷品,其是在多孔膜层的表面至少实施了具有平均线宽10~1000μm、长500μm以上的直线部分的印刷而得到的印刷品,其中,下述式(2)表示的线宽的标准偏差∑为7以下,
式中,LAve表示长500μm的直线部分的平均线宽,LMax表示该长500μm的直线部分的最大线宽,LMin表示该长500μm的直线部分的最小线宽。
65.一种印刷品,其是在多孔膜层的表面用版实施了印刷而得到的印刷品,其中,版的开孔宽度L1和印刷后对应的印刷宽度L2之比(L2/L1)为0.8~1.2。
66.权利要求63~65中任一项所述的印刷品,其是使用含有下述液体为主溶剂的印刷油墨或糊实施了印刷而成的,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴后300微秒以内,在该多孔膜层表面的接触角为60°以下。
67.权利要求63~66中任一项所述的印刷品,其是使用含有以下述液体作为主溶剂的印刷油墨或糊实施了印刷而成的,所述液体的特点如下:在多孔膜层表面滴加1μl的液滴后300微秒以内,在该多孔膜层表面的接触角为60°以下,并且经过300微秒时的液滴半径为1600μm以下。
68.权利要求63~67中任一项所述的印刷品,其是使用粘度为0.05~1Pa.s的印刷油墨或糊实施了印刷而成的。
69.权利要求63~68中任一项所述的印刷品,其是通过筛网或金属掩模挤出糊来实施了印刷而成的。
70.权利要求63~69中任一项所述的印刷品,其中,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm。
71.权利要求63~70中任一项所述的印刷品,其中,多孔膜层的孔隙率为30~80%。
72.权利要求63~71中任一项所述的印刷品,其中,多孔膜层的厚度为0.1~100μm。
73.权利要求63~72中任一项所述的印刷品,其中,多孔膜层是由树脂形成的层。
74.权利要求63~73中任一项所述的印刷品,其中,构成多孔膜层的树脂为耐热性树脂。
75.权利要求74所述的印刷品,其中,耐热性树脂选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂及聚醚砜系树脂。
76.权利要求63~75中任一项所述的印刷品,其中,多孔膜层为利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。
77.权利要求76所述的印刷品,其中,多孔膜层是由多孔膜构成的层,所述多孔膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物而得到的溶液向基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,将其浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中,然后进行干燥、脱溶剂。
78.权利要求63~77中任一项所述的印刷品,其中,印刷品为印刷线路板。
79.一种印刷图案的制造方法,其包括形成致密层的工序,所述致密层经过以下工序制成:(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2A)使实施了印刷的多孔膜层与溶剂接触的工序、及(3A)使溶剂干燥的工序。
80.一种印刷图案的制造方法,其中,其包含(1)在多孔膜层上实施印刷的工序、(2B)使实施了印刷的多孔膜层进行热熔化的工序、及(3B)进行冷却固化形成致密层的工序。
81.权利要求79或80所述的印刷图案的制造方法,其中,在工序(1)中使用的多孔膜层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θA1000和在工序(3A)中使溶剂干燥后形成的致密层或工序(3B)中进行冷却固化形成的致密层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θB1000之比θA1000/θB1000小于1。
82.权利要求79~81中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,在测定工序(1)中使用的多孔膜层与水的接触角时,在多孔膜层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θA1000和经过100微秒时的接触角θA100之比θA1000/θA100小于0.6,在测定工序(3A)中使溶剂干燥后形成的致密层或工序(3B)中进行冷却固化形成的致密层与水的接触角时,在致密层的表面滴加水后经过1000微秒时的接触角θB1000和经过100微秒时的接触角θB100之比θB1000/θB100为大于0.6的值。
83.权利要求80所述的印刷图案的制造方法,其中,在工序(3B)中进行冷却固化而得到的致密层的拉伸强度F2和在工序(1)中使用的多孔膜层的拉伸强度F1之比F2/F1为大于1的值。
84.权利要求79~83中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,印刷方法为喷墨方式、网版印刷、胶版印刷、升华方式、热敏方式、照相凹版印刷、激光印刷、糊印刷或纳米接触印刷。
85.权利要求79~84中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层的平均孔径为0.01~10μm。
86.权利要求79~85中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层的孔隙率为30~80%。
87.权利要求80所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层的厚度为0.1~1000μm。
88.权利要求79所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层的厚度为0.1~100μm。
89.权利要求79~88中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层是由树脂形成的层。
90.权利要求89所述的印刷图案的制造方法,其中,构成多孔膜层的树脂为耐热性树脂。
91.权利要求90所述的印刷图案的制造方法,其中,耐热性树脂选自聚酰胺酰亚胺系树脂、聚醚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂及聚醚砜系树脂。
92.权利要求79~92中任一项所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层是利用相转换法形成的多孔树脂薄膜层。
93.权利要求92所述的印刷图案的制造方法,其中,多孔膜层是由多孔膜构成的层,所述多孔膜如下制作:将在极性溶剂中溶解有构成该多孔膜层的材料和水溶性聚合物的溶液向基板上流延成薄膜状,在相对湿度70~100%的氛围下保持0.2~15分钟,将其浸渍于由上述材料的非溶剂构成的凝固液中,然后进行干燥、脱溶剂。
94.一种印刷品,其利用权利要求79~93中任一项所述的印刷图案的制造方法形成印刷图案。
95.权利要求94所述的印刷品,其中,印刷品为印刷线路板。
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