JP2010235738A - 導電性インキ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性物質およびバインダー樹脂を含有する導電性インキにおいて、バインダー樹脂がポリエステル樹脂およびニトロセルロース樹脂であり、導電性物質がBET比表面積0.10〜5.00 m2/g,タップ密度1.0〜10.0 g/cm2,平均粒径0.1〜5.0 μmおよび真球度が0.9〜1.0である球状の銀粉であり、更にアルミニウムキレートを含む導電性インキ。
【選択図】なし
Description
これら導電性インキは、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、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高い導電性を付与できることにより、また、乾燥、硬化工程を低温にて行うことが出来るため、基材や電子部品に高熱によるダメージを与えないこと、工程が短くコスト削減ができること、環境への付加がエッチング法に比して非常に小さいことなどから、近年急速に需要が高まっている。
導電性インキはこれまでにも提案されており、特開2005−56778号広報、特開2008−1711828号広報にはフレーク状の銀粉を使用した導電性インキについて提案されている。これらは、優れた導電性を有しているが、フレーク状の銀粉を使用した導電性インキについて提案されているが、EMIシールド等の用途に使用する場合には、細線をうまく印刷できない。
銀が、タップ密度1.0〜10.0 g/cm3、
BET比表面積0.10〜5.00 m2/g、
平均粒径0.1〜5.0 μm
および
真球度0.9〜1.0
であり、
バインダー樹脂が、下記ポリエステル樹脂(A)およびニトロセルロース樹脂
であることを特徴とする導電性インキに関するものである。
重量平均分子量23,000〜60,000、
ガラス点移転温度50〜120℃
および
粘度10〜30Pa・s
であるものである。
重量平均分子量3000〜5000、
ガラス転移温度50〜120℃
および
粘度100〜300mPa・s
であるポリエステル樹脂(B)が、導電性インキに含有されてな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。
また、本発明は、上記の導電性インキを基材上に塗布し、乾燥させてなる導電回路に関するものである。
ここで、本発明に用いられるアルミニウムキレートは、分子量が200〜300のものが好適である。
比表面積(m2/g)=表面積(m2)/粉末質量(g)
東洋紡績株式会社製ポリエステル樹脂バイロン300(重量平均分子量23×103 、Tg 7℃)40部をエチルカルビトールアセテート60部と混合し加熱攪拌し、ワニス状バインダー1を調整した。
東洋紡績株式会社製ポリエステル樹脂バイロン630(重量平均分子量23×103、Tg 7℃)40部をエチルカルビトールアセテート60部と混合し加熱攪拌し、ワニス状バインダー2を調整した。
東洋紡績株式会社製ポリエステル樹脂バイロン220(重量平均分子量3×103、Tg 53℃)40部をエチルカルビトールアセテート60部と混合し加熱攪拌し、ワニス状バインダー3を調整した。
東洋紡績株式会社製ポリエステル樹脂バイロン226(重量平均分子量8×103、Tg 65℃)40部をエチルカルビトールアセテート60部と混合し加熱攪拌し、ワニス状バインダー4を調整した。
積水化学工業株式会社ブチラール系樹脂BL-S(計算分子量2.3×104,Tg 61℃)30部をブチルカルビトールアセテート70部と混合し加熱攪拌し,ワニス状バインダー5を調整した。
ニトロセルロース樹脂33.7部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)51.8部およびイソプロピルアルコール(IPA)14.5部と混合し加熱攪拌し、ワニス状バインダー6を調整した。
DOWAエレクトロニクス株式会社製球状銀(比表面積0.93 m2/g、タップ密度5.5 g/cm2、平均粒径0.9 μm、真球度0.9〜1.0)を銀粉Aとした。
DOWAエレクトロニクス株式会社製球状銀(比表面積1.77 m2/g、タップ密度4.0 g/cm2、平均粒径0.5 μm、真球度0.9〜1.0)を銀粉Bとした。
福田金属箔粉工業株式会社製フレーク銀(平均粒子径6.2μm、比表面積0.8 m2/g)を銀粉Cとした。
川研ファインケミカル株式会社製アルミニウムキレート(一般式(1))をアルミニウムキレートaとした。
一般式(1)
表1記載の実施例1〜5、比較例1〜4の配合比率にて銀粉、バインダー樹脂、アルミニウムキレート、溶剤をディスパーにて混合後、3本ロールにて混合分散させ、導電性インキを調整し、得られた導電性インキの特性を下記の方法で測定した。
厚さ75μmのPETフィルムに実施例1〜5、比較例1〜4記載の導電性インキを15 mm×60 mmのパターンをスクリーン印刷し、180 ℃のボックス型オーブンにて30分間乾燥した印刷物を導電回路とした。
厚さ75μmのPETフィルムに実施例1〜5、比較例1〜4記載の導電性インキを3 mm×90 mmのパターンをスクリーン印刷し、180 ℃のボックス型オーブンにて30分間乾燥後、得られた印刷物の抵抗率を株式会社三菱化学アナリテック製抵抗率計ロレスタGPにて測定した。
上記印刷物の膜厚は株式会社仙台ニコン製MH-15M型測定器を用いて測定した。
上記方法で測定された表面抵抗値、および膜厚より、体積抵抗値を算出した。
体積抵抗値の目標値は2.5×10-5Ω・cm以下である。なお、2.5〜8.0×10-5Ω・cmは、一応実用性があるが、8.0×10-5以上では実用性がないと判断できる。
上記印刷物の皮膜強度はヒートシール試験機を用いて測定した。上記の方法で印刷乾燥した印刷物表面にアルミホイルをのせ、ヒートシールをした後、印刷物とアルミホイルとを手ではがしてから印刷物と接触した側のアルミホイルの表面を観察し、目視でインキの存在量を確認した。ヒートシール条件は、180℃1fkg/cm2で10秒間圧力をかけて行った。なお、以下の評価方法にて評価した。
○:インキなし
△:エッジ部分にインキあり
×:インキあり
厚さ75μmのPETフィルムに実施例1〜5、比較例1〜4記載の導電性インキを0.1 mm×50 mmのパターンをスクリーン印刷し、180 ℃のボックス型オーブンにて30分間乾燥させた。その印刷物を中村製作所製二次元測定機にて印刷物の線幅を確認した。
○:線幅が0.2μm以下
△:線幅が0.2μm〜0.4μm
×:線幅が0.4μm以上
得られた導電回路は180 ℃30分間の乾燥条件で体積抵抗が目標値の2.5×10-5以下の高い導電性が得られた。また、細線印刷性、皮膜強度等も良好であった。
バインダーおよび銀粉は実施例と同様で金属キレートを添加していない比較例1と実施例の樹脂を変更した比較例2は、実施例1〜5と比較して高抵抗の実用性のない体積抵抗値となった。また、フレーク銀を使用した比較例3は抵抗値、ヒートシール試験は良好であったが、細線印刷性が悪かった。ニトロセルロース樹脂を添加していない比較例4では、皮膜強度が弱く実用範囲外である。
Claims (5)
- 銀、バインダー樹脂およびアルミニウムキレートを含有してなる導電インキにおいて、
銀が、タップ密度1.0〜10.0 g/cm3、
BET比表面積0.10〜5.00 m2/g、
平均粒径0.1〜5.0 μm
および
真球度0.9〜1.0
であり、
バインダー樹脂が、下記ポリエステル樹脂(A)およびニトロセルロース樹脂
であることを特徴とする導電性インキ。
ポリエステル樹脂(A)が、
重量平均分子量23,000〜60,000、
ガラス点移転温度50〜120℃
および
粘度10〜30Pa・s
であるものである。 - さらに、重量平均分子量3000〜5000、
ガラス転移温度50〜120℃
および
粘度100〜300mPa・s
であるポリエステル樹脂(B)が、導電性インキに含有されてなることを特徴とする請求項1記載の導電性インキ。 - アルミニウムキレートが、分子量200〜300であり、1分子中にエチルアセトアセテート基を1個含んでいる金属キレートであることを特徴とする請求項1または2記載の導電性インキ。
- 請求項1〜3の何れかに記載の導電性インキをポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に塗布し、乾燥させてなることを特徴とする導電性フィルム。
- 請求項1〜3の何れかに記載の導電性インキを基材上に塗布し、乾燥させてなる導電回路。
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