JP2008184599A - Electroconductive ink, electroconductive circuit and noncontact type media - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性インキ、それを用いて基材上に印刷または塗工して形成される印刷物に関し、さらに導電性インキを用いた導電回路および導電回路に導通された状態で実装されたＩＣモジュールとを具備する非接触型メディアに関する。さらに、詳しくは、低温で非常に低い抵抗値をえることができることより、基材の収縮、変形等を抑制できることより、非接触型メディアの寸法安定性が非常に向上し、さらに印刷適性が良好なために導電回路の量産性が良好な導電性インキに関する。 The present invention relates to a conductive ink and a printed matter formed by printing or coating on a substrate using the conductive ink, and further, a conductive circuit using the conductive ink and an IC mounted in a conductive state with the conductive circuit. The present invention relates to a non-contact type medium including a module. More specifically, since the resistance value can be reduced at a low temperature, the shrinkage and deformation of the base material can be suppressed, so that the dimensional stability of the non-contact type media is greatly improved and the printability is good. For this reason, the present invention relates to a conductive ink having good productivity of a conductive circuit.
電子部品あるいは電磁波シールド用の薄膜形成あるいは導電回路のパターニングは、一般的に、熱硬化型、熱可塑型の導電性インキなどによる回路あるいは回路パターンを印刷し、熱処理による焼結する方法、または銅張り基材からのエッチング法が知られている。 Thin film formation for electronic parts or electromagnetic shielding or patterning of conductive circuits is generally performed by printing a circuit or circuit pattern using a thermosetting or thermoplastic conductive ink, and sintering by heat treatment or copper. Etching from a stretched substrate is known.
焼結法の例としては、特開２０００−３０５２６０号公報に、感光性導電性ペーストとしてのアルカリ可溶性ネガ型感光性樹脂組成物、光重合開始剤、金属粉末および金属超微粒子からなる感光性ペーストが開示されている。該公報では、感光性樹脂組成物をパターニングした後、電気炉やベルト炉等の焼成炉で有機成分を揮発させ、無機粉末を焼成させることにより導電性パターン膜を形成しており、その際の焼成の雰囲気は、大気中または窒素雰囲気あるいは水素雰囲気で、５００℃以上であり、大型の設備が必要となる。 As an example of the sintering method, JP-A 2000-305260 discloses a photosensitive paste comprising an alkali-soluble negative photosensitive resin composition as a photosensitive conductive paste, a photopolymerization initiator, metal powder, and metal ultrafine particles. Is disclosed. In this publication, after patterning a photosensitive resin composition, an organic component is volatilized in a firing furnace such as an electric furnace or a belt furnace, and an inorganic powder is fired to form a conductive pattern film. The firing atmosphere is 500 ° C. or higher in the air, a nitrogen atmosphere, or a hydrogen atmosphere, and a large facility is required.
エッチング法については、金属の表面や形状を、化学的あるいは電気化学的に溶解除去し、それを表面処理を含めた広義の加工技術とすることである。エッチングは、すなわち化学加工の一種であり、主に金属表面に希望のパターン形状を得るために行われるが、一般的に工程が煩雑であり、また後工程で廃液処理が必要であるため、問題が多い。また、エッチング法によって形成された導電回路は、アルミニウムや銅など金属のみで形成されたものであるため、折り曲げ等の物理的衝撃に対して弱いという問題がある。 As for the etching method, the surface or shape of a metal is dissolved or removed chemically or electrochemically, and this is used as a processing technique in a broad sense including surface treatment. Etching is a type of chemical processing, and is mainly performed to obtain a desired pattern shape on the metal surface. However, the process is generally complicated, and a waste liquid treatment is required in the subsequent process, which is a problem. There are many. Moreover, since the conductive circuit formed by the etching method is formed only of a metal such as aluminum or copper, there is a problem that it is weak against physical impact such as bending.
導電性インキは、電子部品の小型軽量化あるいは生産性の向上、低コスト化が期待でき、また基材に印刷あるいは塗工し、乾燥させることによって容易に導電性を付与できる。この乾燥、硬化工程では、基材や電子部品に高温を加えることなく、低温にて行うことが出来ることから、近年急速に需要が高まっている。 The conductive ink can be expected to reduce the size and weight of electronic parts, improve productivity, and reduce costs, and can easily impart conductivity by printing or coating on a substrate and drying. In this drying and curing process, demand can be rapidly increased in recent years because it can be performed at a low temperature without applying a high temperature to the substrate or the electronic component.
熱硬化型の導電性インキは、バインダー成分として熱硬化性樹脂および／またはガラスフリットなどの無機物質を用いているため、基材に塗布または印刷後に高温で加熱する必要がある。加熱による硬化には、多大なエネルギー、時間、装置設置のための床の面積を必要とし、不経済であるばかりでなく、次に示すような大きな制約がある。 Since the thermosetting conductive ink uses a thermosetting resin and / or an inorganic substance such as glass frit as a binder component, it needs to be heated at a high temperature after being applied or printed on a substrate. Curing by heating requires a great deal of energy, time, and floor space for equipment installation, which is not only uneconomical, but also has the following major limitations.
すなわち、ガラスフリット等の無機物質をバインダーとする導電性インキは、通常８００℃以上での焼成を必要とするため、合成樹脂系の基材には適用できない。一方、熱硬化性樹脂をバインダーとする導電性インキは、合成樹脂系の基材に対して適用可能であるが、導電性インキを硬化させる際の加熱によって基材が変形し、得られたプリント配線回路を用いた後工程の部品搭載に支障を来たすなどの大きな障害があった。 That is, a conductive ink using an inorganic substance such as glass frit as a binder usually requires baking at 800 ° C. or higher, and thus cannot be applied to a synthetic resin base material. On the other hand, the conductive ink using a thermosetting resin as a binder can be applied to a synthetic resin-based substrate, but the substrate is deformed by heating when the conductive ink is cured, and the resulting print is obtained. There were major obstacles such as hindering the mounting of components in the post-process using the wiring circuit.
また、熱可塑型の導電性インキとしては特表平５−５０６８７６号公報、特開２００５−５６７７８号公報にあるように銀粉、極性基を有する塩化ビニル、酢酸ビニル共重合体にマレイン酸等あるいはビニルアルコールを導入し極性基を有する導電性インキが開示されているが、比抵抗として10−５Ω・cmオーダーの導電性を得るためには１１０〜１５０℃、５〜３０分の乾燥条件が必要であり、高価なアニール処理を施したＰＥＴフィルム等を用いなければ寸法安定性は維持できず、さらに非接触メディアの基材としてコストダウン、リサイクルの観点から基材にコート紙等の紙を用いた時は、焼けによる外観が劣化すると共に、著しく基材が収縮してしまいＩＣを搭載する際に歩留まりが悪くなるという障害がある。 Further, as the thermoplastic conductive ink, as disclosed in JP-A-5-506676 and JP-A-2005-56778, silver powder, vinyl chloride having a polar group, vinyl acetate copolymer, maleic acid, etc. Although a conductive ink having a polar group introduced with vinyl alcohol is disclosed, in order to obtain a conductivity of the order of 10 −5 Ω · cm as a specific resistance, drying conditions of 110 to 150 ° C. and 5 to 30 minutes are required. Dimensional stability cannot be maintained without using an expensive annealed PET film, etc., and it is possible to reduce the cost as a base material for non-contact media, and use paper such as coated paper as the base material from the viewpoint of recycling. When used, there are obstacles in that the appearance due to burning deteriorates and the substrate shrinks significantly, resulting in poor yield when mounting an IC.
塩素化パラフィンを可塑剤として利用する方法は、特開平６−５４０５号公報に開示されているが、ジペンタエリストールエステルとのブレンドが必須であり、また導電性の効果については、触れられておらず、高温耐久性高分子半導体としての可塑剤の効果のみに使用されており、本発明とは異なる。
従来の熱可塑型の導電性インキを使用した印刷による導通回路の形成に於いては通常は１５０℃以上の乾燥温度を必要としており、高価なアニール処理を施したＰＥＴフィルム等を用いなければ寸法安定性は維持できず、さらに非接触メディアの基材としてコストダウン、リサイクルの観点から基材にコート紙等の紙を用いた時は、焼けによる外観が劣化すると共に、著しく基材が収縮してしまいＩＣを搭載する際に歩留まりが悪くなるという障害があることから、好ましくは１００℃以下の低温で乾燥し比抵抗で１０−５Ω・cmオーダーの低い抵抗値を有する導電性インキを提供することが要望されていた。 In the formation of a conduction circuit by printing using a conventional thermoplastic conductive ink, a drying temperature of 150 ° C. or higher is usually required, and dimensions are required unless an expensive annealed PET film is used. Stability cannot be maintained, and when paper such as coated paper is used as the base material for non-contact media from the viewpoint of cost reduction and recycling, the appearance due to burning deteriorates and the base material shrinks significantly. Therefore, there is a problem that the yield is deteriorated when mounting an IC. Therefore, it is preferable to provide a conductive ink which is dried at a low temperature of 100 ° C. or less and has a specific resistance of a low resistance of the order of 10 −5 Ω · cm. It was requested to do.
また、近年電子部品の高密度化により印刷回路が細密化される傾向があり、高い導電性および細密化された回路に対して再現良く印刷が施せる印刷適性が要求され、しかも、印刷後の後加工性も求められる傾向が強くなっている。一部のインキでは、１０−５Ω・ｃｍオーダー後半の印刷インキは存在するが、フィルム等に印刷した場合、インキ塗膜が硬く、後加工適性に問題があり、実用上支障が生じた。 In recent years, there has been a tendency for printed circuits to become finer due to the higher density of electronic components, which requires high conductivity and printability that enables printing with good reproducibility to finer circuits. There is an increasing tendency to require workability. In some inks, there are printing inks in the latter half of the order of 10 −5 Ω · cm. However, when printing on a film or the like, the ink coating film is hard and there is a problem in suitability for post-processing, causing problems in practical use.
また、本発明は、フレキソ印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等の通常の印刷方法により形成される導電回路を具備し、大量生産性、コストダウン、省エネルギー化に寄与する新しい非接触型メディアを提供することを目的とする。 In addition, the present invention includes a conductive circuit formed by a normal printing method such as flexographic printing, gravure printing, gravure offset printing, offset printing, and screen printing, and contributes to mass productivity, cost reduction, and energy saving. The object is to provide non-contact type media.
本発明の導電性インキは、導電性物質およびバインダー成分を含有する導電性インキにおいて、樹脂成分の一部に塩素化パラフィンを用いることを特徴とする。本発明の導電インキは、低温で非常に低い抵抗値を得ることができることから基材の収縮、変形等を抑制でき、非接触型メディアの寸法安定性が非常に向上し、さらに印刷適性が良好なために導電回路の量産性が良好であることを特徴とする。 The conductive ink of the present invention is characterized in that chlorinated paraffin is used as a part of the resin component in the conductive ink containing a conductive substance and a binder component. The conductive ink of the present invention can obtain a very low resistance value at a low temperature, so that shrinkage and deformation of the substrate can be suppressed, the dimensional stability of the non-contact type media is greatly improved, and the printability is also good. Therefore, the mass production of the conductive circuit is good.
すなわち、本発明は、導電性物質および樹脂成分を含有する導電性インキにおいて、樹脂成分として、塩素化パラフィンを含有することを特徴とする導電性インキに関するものである。 That is, the present invention relates to a conductive ink containing a conductive substance and a resin component, wherein the resin component contains chlorinated paraffin as a resin component.
また、本発明は、塩素化パラフィンが、全樹脂成分中に、固形分比で、１〜５０重量％含有していることを特徴とする上記の導電性インキに関するものである。 The present invention also relates to the above conductive ink, wherein the chlorinated paraffin is contained in the total resin component in a solid content ratio of 1 to 50% by weight.
さらに、導電性物質がタップ密度３〜５ｇ／ｃｍ３のフレーク状金属粉を用いることを特徴とする上記の導電性インキに関するものである。 Further, the present invention relates to the above conductive ink, wherein the conductive substance is a flaky metal powder having a tap density of 3 to 5 g / cm 3 .
また、本発明は、基材上に、上記の導電性インキを用いて導電回路を印刷することよって、導電回路を形成させることを特徴とする導電回路の製造方法に関するものである。 Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the conductive circuit characterized by forming a conductive circuit on a base material by printing a conductive circuit using said conductive ink.
さらに、本発明は、基材上に形成させた上記の導電回路に、さらにＩＣチップを積載した非接触型メディアに関するものである。 Furthermore, the present invention relates to a non-contact type medium in which an IC chip is further loaded on the conductive circuit formed on a substrate.
本発明の導電性インキは、低温乾燥時における導電性、流動性に優れており、インキ安定性も良く、また、樹脂単独のものより、高い導電性を有しており、屈曲性の優れた印刷物が得られた。従来の導電性インキでは乾燥時の熱による影響により使用が困難であった紙や耐熱性に乏しいフィルムを基材とした場合も良好な寸法安定性が得られ、ＩＣチップを搭載する際の歩留まりが向上し、さらに、本発明の導電性インキを使用することにより、大量生産によるコストダウンと、省エネルギー化に貢献することができ、将来、低コストで新しい非接触型ＩＣメディアの普及が可能になった。 The conductive ink of the present invention is excellent in conductivity and fluidity at low temperature drying, has good ink stability, has higher conductivity than the resin alone, and has excellent flexibility. A printed material was obtained. Good dimensional stability can be obtained even when paper or paper with poor heat resistance, which has been difficult to use with conventional conductive inks due to the effects of heat during drying, can be obtained. In addition, by using the conductive ink of the present invention, it is possible to contribute to cost reduction and energy saving by mass production. In the future, new non-contact type IC media can be spread at low cost. became.
以下、本発明について、実施の形態に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments unless departing from the technical idea of the present invention.
最初に、本発明における導電性インキについて説明する。 First, the conductive ink in the present invention will be described.
本発明に係わる導電性インキに用いる樹脂成分は、塩素化パラフィンおよび塩素化パラフィンに容易に混合しうる合成樹脂の混合物である。塩素化パラフィン以外の合成樹脂としては、一般的にセルロース誘導体、例えばニトセルロース、エチルセルロース等が用いられる。 The resin component used in the conductive ink according to the present invention is a mixture of synthetic resin that can be easily mixed with chlorinated paraffin and chlorinated paraffin. As synthetic resins other than chlorinated paraffin, cellulose derivatives such as nitrocellulose and ethylcellulose are generally used.
本発明に使用される導電性物質は、適宜選択できるが、例えば、銀、金、白金、銅、アルミ、銀メッキ銅、銀−銅複合体、銀−銅合金、アモルファス銅等の金属、これらの金属で被覆した無機物粉末、酸化銀、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物等の金属酸化物、またはカーボンブラック、グラファイトが良く、この中でも、銀が好ましい。さらにここに例示した導電性物質を２種類以上組み合わせて用いても良い。 The conductive substance used in the present invention can be selected as appropriate. For example, silver, gold, platinum, copper, aluminum, silver-plated copper, silver-copper composite, silver-copper alloy, amorphous copper, and other metals, these Inorganic powder coated with metal, silver oxide, indium oxide, antimony oxide, zinc oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide, indium-tin composite oxide and other metal oxides, or carbon black and graphite are preferred. Silver is preferred. Further, two or more kinds of conductive materials exemplified here may be used in combination.
特に、導電性物質がタップ密度３〜５ｇ／ｃｍ３のフレーク状銀粉を用いることで基材への密着性、屈曲性が良好である。さらに、流動性が良好であることから印刷適性も優れ、尚かつ１００℃以下の低温乾燥時における比抵抗が１０−５Ω・ｃｍオーダーの導電性が得られる。 In particular, the use of flaky silver powder having a tap density of 3 to 5 g / cm 3 as the conductive material provides good adhesion and flexibility to the substrate. Furthermore, since the fluidity is good, the printability is also excellent, and the specific resistance at the time of low temperature drying of 100 ° C. or lower is 10 −5 Ω · cm order.
銀粉とバインダー成分（樹脂成分）の比率は、銀粉７０〜９５重量部に対してバインダー成分３０〜５重量部であり、好ましくは銀粉８０〜９２重量部に対してバインダー成分が２０〜８重量部である。銀粉が８０重量部よりも少ない場合は、比抵抗で１０−５Ω・cmオーダーの導電性が得られず、９２重量部よりも多い場合はインキの流動性が損なわれ良好な印刷物が得られない。 The ratio of the silver powder and the binder component (resin component) is 30 to 5 parts by weight of the binder component with respect to 70 to 95 parts by weight of the silver powder, and preferably 20 to 8 parts by weight of the binder component with respect to 80 to 92 parts by weight of the silver powder. It is. When the silver powder is less than 80 parts by weight, a specific resistance of 10 −5 Ω · cm is not obtained, and when it is more than 92 parts by weight, the fluidity of the ink is impaired and a good printed matter is obtained. Absent.
塩素化パラフィンは、バインダー（全樹脂）中に、固形分比で、１〜５０重量％含有していることが好ましく、５〜３０重量％であることがさらに好ましい。１重量％よりも少ない場合、塩素化パラフィンの効果が得られず、５０重量％よりも多い場合、乾燥不良となり、良好な印刷物が得られない。 The chlorinated paraffin is preferably contained in the binder (total resin) in a solid content ratio of 1 to 50% by weight, and more preferably 5 to 30% by weight. When the amount is less than 1% by weight, the effect of chlorinated paraffin cannot be obtained. When the amount is more than 50% by weight, drying is poor and a good printed matter cannot be obtained.
本発明の塩素化パラフィン以外の樹脂は、セルロース誘導体の他に、別の有機樹脂を単独または併用することができる。その他の有機樹脂としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ゴム、塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル共重合樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。 As the resin other than the chlorinated paraffin of the present invention, in addition to the cellulose derivative, another organic resin can be used alone or in combination. Examples of other organic resins include acrylic resin, polystyrene resin, chlorinated rubber, chlorinated polyolefin resin, polyester resin, vinyl chloride, vinyl acetate copolymer resin, melamine resin, urea resin, phenol resin, and alkyd resin.
本発明の塩素化パラフィンとは、パラフィンワックス、ノルマルパラフィンを原料とし、塩素を導入した、無色〜淡黄色透明の液状物質である。塩素化パラフィンは化学的に安定で、常温で酸、アルカリ類とはほとんど反応せず、可塑化性、不揮発性、不燃性を利用して、一般的に樹脂の可塑剤等に利用される。 The chlorinated paraffin of the present invention is a colorless to light yellow transparent liquid material using paraffin wax and normal paraffin as raw materials and introducing chlorine. Chlorinated paraffin is chemically stable, hardly reacts with acids and alkalis at room temperature, and is generally used as a plasticizer for resins by utilizing plasticity, non-volatility, and nonflammability.
本発明に係わる導電性インキは、印刷方法等の種類に応じて、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、グリコールエーテル、アルコール、芳香族系溶剤等を使用することができ、２種類以上を混合して使用することもできる。 The conductive ink according to the present invention can use an ester solvent, a ketone solvent, a glycol ether, an alcohol, an aromatic solvent, etc., depending on the type of printing method, etc. It can also be used.
エステル系溶剤としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸（イソ）アミル、酢酸シクロヘキシル、乳酸エチル、酢酸３−メトキシブチル等が挙げられ、ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルアミルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等が挙げられる。 Examples of ester solvents include methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, (iso) amyl acetate, cyclohexyl acetate, ethyl lactate, and 3-methoxybutyl acetate. , Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, methyl amyl ketone, isophorone, cyclohexanone and the like.
また、グリコールエーテル系溶剤としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、およびこれらモノエーテル類の酢酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のジアルキルエーテル類が挙げられる。 The glycol ether solvents include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol. Mono n-propyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono n-propyl ether, and acetates of these monoethers, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, etc. The Ruki ethers, and the like.
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、シクロヘキサノール、３−メトキシブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
芳香族系溶剤としては、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、石油系混合溶剤等が挙げられ、脂環式脂肪族系溶剤としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。
また、その他の液状媒体として、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ−ｎ−ブチルカーボネートが挙げられる。
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, cyclohexanol, 3-methoxybutanol, diacetone alcohol and the like.
Examples of the aromatic solvent include toluene, xylene, alkylbenzene, and petroleum-based mixed solvent. Examples of the alicyclic aliphatic solvent include cyclohexane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane.
Other liquid media include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and di-n-butyl carbonate.
その他にも、本発明のインキは必要に応じて、分散剤、耐摩擦向上剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、芳香剤、酸化防止剤、消泡剤、シランカップリング剤、可塑剤、難燃剤、保湿剤、などを含むことができる。 In addition, the ink of the present invention may contain a dispersant, a friction improver, an infrared absorber, an ultraviolet absorber, a fragrance, an antioxidant, an antifoaming agent, a silane coupling agent, a plasticizer, a difficult agent, if necessary. A flame retardant, a humectant, etc. can be included.
以上のような各成分を、分散機を用いて均一に分散させて、本発明のインキを製造することができる。分散機としては、一般に使用されるもの、たとえば、ディスパー、ローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルなどを用いることができる。 Each of the above components can be uniformly dispersed using a disperser to produce the ink of the present invention. As the disperser, commonly used ones such as a disper, a roller mill, a ball mill, a pebble mill, an attritor, and a sand mill can be used.
最後に、本発明の導電性インキを用いて形成された導電回路と、該導体回路に導通された状態で実装されたＩＣチップとを具備する非接触型メディアについて説明する。 Finally, a non-contact type medium including a conductive circuit formed using the conductive ink of the present invention and an IC chip mounted in a conductive state with the conductive circuit will be described.
本発明の導電性インキを、使用用途に応じて紙、プラスチック等の基材の片面または両面上に、フレキソ印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、ロータリースクリーン印刷等、従来公知の印刷方法を用いて印刷することで導電回路を形成することができる。 The conductive ink of the present invention is conventionally known, such as flexographic printing, gravure printing, gravure offset printing, offset printing, screen printing, rotary screen printing, etc. on one or both sides of a substrate such as paper or plastic depending on the intended use. A conductive circuit can be formed by printing using this printing method.
紙基材としては、コート紙、非コート紙、その他、合成紙、ポリエチレンコート紙、含浸紙、耐水加工紙、絶縁加工紙、伸縮加工紙等の各種加工紙が使用できるが、非接触メディアとして安定した抵抗値を得るためには、コート紙、加工紙が好ましい。コート紙の場合は、平滑度の高いものほど好ましい。 As the paper substrate, various processed papers such as coated paper, non-coated paper, synthetic paper, polyethylene coated paper, impregnated paper, water-resistant processed paper, insulating processed paper, and stretch processed paper can be used. In order to obtain a stable resistance value, coated paper and processed paper are preferable. In the case of coated paper, the higher the smoothness, the better.
プラスチック基材としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロハン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリスチレン、ビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール、ナイロン、ポリイミド、ポリカーボネート等の通常のタグ、カードとして使用されるプラスチックからなる基材を使用することができる。 Plastic substrates include polyester, polyethylene, polypropylene, cellophane, vinyl chloride, vinylidene chloride, polystyrene, vinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol, nylon, polyimide, polycarbonate, and other plastic tags used as cards. Material can be used.
本発明の導電性インキを用いることにより、通常の印刷方法によって導電回路が形成できるため、既存の設備を生かした設計が可能である。すなわち、絵柄等の非接触メディアの意匠性を高めるための通常の印刷を施した後に、そのまま導電回路を印刷、形成することが可能なため、従来、エッチング法や転写法で行っていた回路形成法と比較して、生産性、初期投資コスト、ランニングコストの点ではるかに優れている。 By using the conductive ink of the present invention, a conductive circuit can be formed by a normal printing method, so that design utilizing existing equipment is possible. In other words, it is possible to print and form a conductive circuit as it is after performing normal printing to improve the design of non-contact media such as a pattern, so circuit formation that has been conventionally performed by etching or transfer methods Compared to the law, it is far superior in terms of productivity, initial investment cost, and running cost.
導電回路を印刷、形成する前の行程において、基材との密着性を高める目的で、基材にアンカーコート剤や各種ワニスを塗工してもよい。また、導電回路印刷後に回路の保護を目的としてオーバープリントワニス、各種コーティング剤等を塗工してもよい。これらの各種ワニス、コーティング剤としては、通常の熱乾燥型、活性エネルギー線硬化型のいずれも使用できる。 In the process before printing and forming the conductive circuit, an anchor coating agent or various varnishes may be applied to the base material for the purpose of improving the adhesion to the base material. Moreover, you may apply an overprint varnish, various coating agents, etc. for the purpose of circuit protection after conductive circuit printing. As these various varnishes and coating agents, either normal heat drying type or active energy ray curable type can be used.
また、導電回路上に接着剤を塗布し、そのまま絵柄等を印刷した紙基材やプラスチックフィルムを接着、または、プラスチックの溶融押出し等によりラミネートして非接触メディアを得ることもできる。勿論、あらかじめ粘着剤、接着剤が塗布された基材を使用することもできる。 Alternatively, a non-contact medium can be obtained by applying an adhesive on a conductive circuit and bonding a paper substrate or a plastic film on which a pattern or the like is printed as it is, or laminating by plastic melt extrusion or the like. Of course, it is also possible to use a substrate on which a pressure-sensitive adhesive or adhesive has been applied in advance.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「重量部」を、「％」は「重量％」を表す。
［バインダーＡ］
日本製紙ケミカル製ニトロセルロース（３０％ＩＰＡ含有）を４２．９部、ブチルセロソルブアセテートを５７．１部を丸底フラスコに投入し、４５℃、２時間攪拌、溶解しバインダーＡ（固形分３０％）とした。
［塩素化パラフィンＡ］
東ソー株式会社製トヨパラックスＡ−５０（パラフィンワックス系、塩素含有量５１％、Ｃ２４．５Ｈ４１ＣＬ１０、重量平均分子量６９０、固形分１００％）を塩素化パラフィンＡとした。
［塩素化パラフィンＢ］
東ソー株式会社製トヨパラックスＡ−１５０（ノルマルパラフィン系、塩素含有量５０％、Ｃ１４．５Ｈ２５．４ＣＬ５．６、重量平均分子量３９８、固形分１００％）を塩素化パラフィンＢとした。
［銀粉Ａ］
福田金属箔粉工業製フレーク状銀シルコートＡｇＣ−Ａ（タップ密度３．３ｇ／cm３、比表面積０．７ｍ２／ｇ、平均粒径３．５μｍ）を銀粉Ａとした。
［銀粉Ｂ］
三井金属鉱業製フレーク状銀ＯＫ−６Ｐ（タップ密度４．０ｇ／cm３、比表面積１．７ｍ２／ｇ、平均粒径１．０８μｍ）を銀粉Ｂとした。
［銀粉Ｃ］
ＳＩＮＯ−ＰＬＡＴＩＮＵＭ製フレーク状銀ＦＡＧＬ−１（タップ密度２．９ｇ／cm３、比表面積５．６７ｍ２／ｇ、平均粒径５．６μｍ）を銀粉Ｃとした。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “part” represents “part by weight” and “%” represents “% by weight”.
[Binder A]
42.9 parts of Nihon Paper Chemicals' nitrocellulose (containing 30% IPA) and 57.1 parts of butyl cellosolve acetate are placed in a round bottom flask and stirred and dissolved at 45 ° C for 2 hours to dissolve binder A (solid content 30%). It was.
[Chlorinated paraffin A]
Toyoparax A-50 (paraffin wax type, chlorine content 51%, C24.5H41CL10, weight average molecular weight 690, solid content 100%) manufactured by Tosoh Corporation was designated as chlorinated paraffin A.
[Chlorinated paraffin B]
Toyoparax A-150 (normal paraffin type, chlorine content 50%, C14.5H25.4CL5.6, weight average molecular weight 398, solid content 100%) manufactured by Tosoh Corporation was designated as chlorinated paraffin B.
[Silver powder A]
A flaky silver sill coat AgC-A (tap density of 3.3 g / cm 3 , specific surface area of 0.7 m 2 / g, average particle size of 3.5 μm) manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry was used as silver powder A.
[Silver powder B]
The flaky silver OK-6P (tap density 4.0 g / cm 3 , specific surface area 1.7 m 2 / g, average particle size 1.08 μm) manufactured by Mitsui Mining & Mining was used as silver powder B.
[Silver powder C]
SINO-PLATINUM flaky silver FAGL-1 (tap density 2.9 g / cm 3 , specific surface area 5.67 m 2 / g, average particle size 5.6 μm) was defined as silver powder C.
表１に記載した配合比率にて銀粉、バインダー、溶剤をディスパーにて混合し、導電性インキを調整した。得られた導電性インキの流動性は、下記の方法で測定した。
Silver powder, a binder, and a solvent were mixed with a disper at the blending ratio shown in Table 1 to prepare a conductive ink. The fluidity of the obtained conductive ink was measured by the following method.
この導電性インキにより、４００メッシュシルクスクリーン版を用いて５０μｍＰＥＴフィルム上に５０ｍｍ×８０ｍｍのテストパターンを印刷し、１００℃オーブン、１５０℃オーブン中で各々１０分間乾燥させた。得られた印刷物の表面抵抗率をダイアインスツルメント社製抵抗率計ロレスタ−ＧＰにて測定し、株式会社仙台ニコン製ＭＨ−１５Ｍ型測定器を用いて測定した膜厚を乗じて比抵抗を求めた。また、印刷物の外観試験を以下のように行った。
［印刷物外観評価］
印刷物の外観を目視にて評価した。
With this conductive ink, a test pattern of 50 mm × 80 mm was printed on a 50 μm PET film using a 400 mesh silk screen plate and dried in a 100 ° C. oven and a 150 ° C. oven for 10 minutes each. The surface resistivity of the obtained printed matter was measured with a resistivity meter Loresta GP manufactured by Dia Instruments, and the specific resistance was multiplied by the film thickness measured using a MH-15M measuring instrument manufactured by Sendai Nikon Corporation. Asked. Moreover, the appearance test of the printed matter was performed as follows.
[Appearance evaluation of printed matter]
The appearance of the printed material was visually evaluated.
○：表面が平滑に印刷されている。 ○: The surface is printed smoothly.
×：表面の凹凸が多い
［インキ流動性評価］
導電性インキを所定量秤り取り、Ｅ型粘度計を使用して、スクリーンインキの場合はローター回転数２および２０回転の粘度を、２５℃環境下で測定した。次に、チキソトロピックインデックス値（ＴＩ値）、即ち（２回転時の粘度）÷（２０回転時の粘度）を算出してインキ流動性の指標とした。
×: Many surface irregularities [Evaluation of ink fluidity]
A predetermined amount of the conductive ink was weighed out, and using a E-type viscometer, in the case of screen ink, the viscosity at a rotor rotation speed of 2 and 20 rotations was measured in a 25 ° C. environment. Next, a thixotropic index value (TI value), that is, (viscosity at 2 revolutions) / (viscosity at 20 revolutions) was calculated and used as an index of ink fluidity.
○：流動性良好、ＴＩ値＜４．０
△：使用可能な範囲、５．０≦ＴＩ値≦７．０
×：流動性悪い、ＴＩ値＞７．０
[タック評価]
導電性インキを印刷した後、印刷物を１００℃オーブン、１５０℃オーブン中で１０分間乾燥させた。次に印刷物の指触乾燥性を求めた。
○: Good fluidity, TI value <4.0
Δ: Usable range, 5.0 ≦ TI value ≦ 7.0
×: Poor fluidity, TI value> 7.0
[Tack evaluation]
After printing the conductive ink, the printed material was dried in a 100 ° C. oven and a 150 ° C. oven for 10 minutes. Next, the dryness to touch of the printed material was determined.
○：タックが無く、良好
×：タックがあり、インキがベタついている。
［屈曲性評価］
印刷物を山折り、谷折り各々５回ずつ繰り返し、導通性を調べた。
○: Good with no tack
X: There is tack and the ink is sticky.
[Flexibility evaluation]
The printed material was fold-folded and valley-folded five times, and the conductivity was examined.
○：導通性あり
×：導通性なし
［実施例１〜５］
ＰＥＴ基材を１００℃、１５０℃の乾燥温度で乾燥し、比抵抗が１０−５Ω・ｃｍオーダーの導電性が得られ、印刷物の外観も良好であった。
［比較例１〜３］
塩素化パラフィンを配合していない比較例1においては、１００℃、１５０℃の乾燥温度での比抵抗が１０−５Ω・ｃｍオーダーの導電性であるが、配合しているものに比較し、高いものとなっている。また屈曲性が不十分であった。比較例２においては１５０℃の乾燥温度で比抵抗が１０−５Ω・ｃｍオーダーを示したが、１００℃の乾燥温度ではタックが残り、比抵抗は１０−５Ω・ｃｍオーダーであった。尚、ＴＩの高い比較例３は印刷物外観が不良であった。
○: Conductivity
X: No conductivity [Examples 1 to 5]
The PET substrate was dried at a drying temperature of 100 ° C. and 150 ° C., and a specific resistance of 10 −5 Ω · cm order was obtained, and the appearance of the printed matter was also good.
[Comparative Examples 1-3]
In Comparative Example 1 in which no chlorinated paraffin is blended, the specific resistance at a drying temperature of 100 ° C. and 150 ° C. is a conductivity of the order of 10 −5 Ω · cm, but compared with that blended, It is expensive. Further, the flexibility was insufficient. In Comparative Example 2, the specific resistance was on the order of 10 −5 Ω · cm at a drying temperature of 150 ° C., but tack remained at a drying temperature of 100 ° C., and the specific resistance was on the order of 10 −5 Ω · cm. In Comparative Example 3 having a high TI, the appearance of the printed material was poor.
本発明の導電性インキにより、従来の導電性インキでは乾燥時の熱による影響により使用が困難であった紙や耐熱性に乏しいフィルムを基材とした場合も良好な寸法安定性が得られ、ＩＣチップを搭載する際の歩留まりが向上し、さらに、本発明の導電性インキを使用することにより、大量生産によるコストダウンと、省エネルギー化に貢献することができ、将来、低コストで新しい非接触型ＩＣメディアの普及が可能になる。 With the conductive ink of the present invention, good dimensional stability can be obtained even when the conventional conductive ink is based on paper or a film having poor heat resistance, which is difficult to use due to the influence of heat during drying, The yield when mounting IC chips is improved, and furthermore, by using the conductive ink of the present invention, it is possible to contribute to cost reduction and energy saving by mass production. The spread of type IC media becomes possible.
Claims (5)
A non-contact type medium in which an IC chip is further loaded on the conductive circuit according to claim 4 formed on a substrate.
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| JP2007021877A JP2008184599A (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Electroconductive ink, electroconductive circuit and noncontact type media |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014080558A (en) * | 2012-09-27 | 2014-05-08 | Mitsuboshi Belting Ltd | Electroconductive composition |
| JP2016027091A (en) * | 2014-05-22 | 2016-02-18 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | Printable ink useful in electronic applications, and methods relating thereto |
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