JP7073860B2 - 機能性細線付き基材の製造方法、及び、インクと基材のセット - Google Patents
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Description
水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であるインクを用いて、基材上に設けられた下引き層上に線分を形成し、
次いで、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成する機能性細線付き基材の製造方法であって、
前記下引き層は、少なくとも溶剤ブロック層を有し、
前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であることを特徴とする機能性細線付き基材の製造方法。
2.
前記インクは、水より沸点の高い高沸点溶剤を含み、
前記下引き層の表面は、水と前記高沸点溶剤とを80:20の重量比で混合した混合液の該表面に対する25℃における接触角をAとし、前記高沸点溶剤の該表面に対する25℃における接触角をBとした場合に、下記式(a)、(b)及び(c)の全てを満たすことを特徴とする前記1記載の機能性細線付き基材の製造方法。
0.1≦B/A≦2 ・・・(a)
10°≦A≦50° ・・・(b)
5°≦B≦30° ・・・(c)
3.
前記下引き層の表面は、前記溶剤ブロック層によって構成されることを特徴とする前記2記載の機能性細線付き基材の製造方法。
4.
前記下引き層の表面は、前記溶剤ブロック層上に設けられた表面エネルギー調整層によって構成されることを特徴とする前記2記載の機能性細線付き基材の製造方法。
5.
前記基材は、ポリカーボネートであることを特徴とする前記1~4の何れかに記載の機能性細線付き基材の製造方法。
6.
前記溶剤ブロック層は、活性エネルギー線硬化性樹脂によって構成されることを特徴とする前記1~5の何れかに記載の機能性細線付き基材の製造方法。
7.
前記溶剤ブロック層は、疎水変性ポリエステルによって構成されることを特徴とする前記1~5の何れかに記載の機能性細線付き基材の製造方法。
8.
前記表面エネルギー調整層は、疎水変性ポリエステルによって構成されることを特徴とする前記4記載の機能性細線付き基材の製造方法。
9.
インクと下引き層を有する基材とによって構成されるインク及び基材のセットであって、
前記インクは、水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であり、前記基材上に設けられた前記下引き層上に線分を形成し、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成するためのインクであり、
前記基材は、該基材上に設けられた前記下引き層が少なくとも溶剤ブロック層を有し、前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であることを特徴とするインクと基材のセット。
図2は、下引き層2が設けられた基材1の第1実施形態を説明する図である。
膨潤度[%]={(浸漬後重量-浸漬前重量)/浸漬前重量}×100
0.1≦B/A≦2 ・・・(a)
10°≦A≦50° ・・・(b)
5°≦B≦30° ・・・(c)
0.1≦B/A≦2 ・・・(a)
10°≦A≦50° ・・・(b)
5°≦B≦30° ・・・(c)
下引き層2上に機能性細線4を形成する際には印刷法が好適に用いられる。印刷法を用いる場合は、図1を参照して説明したように、機能性材料を含有するインクを印刷法により下引き層2上に付与して線分3を形成し、上述した流動を利用して機能性細線4を形成することができる。
次に、印刷法、特に上述したコーヒーステイン現象に好適に用いられるインクについて、詳しく説明する。
下引き層上に付与されたインク(ライン状液体)の乾燥方法は自然乾燥でも強制乾燥でもよい。強制乾燥に用いる乾燥方法は格別限定されず、例えば、下引き層の表面を所定温度に加温する方法や、下引き層の表面に気流を形成する方法等を単独で、あるいは組み合わせて用いることができる。気流は、例えばファン等を用いて、送風又は吸引を行うことによって形成することができる。
下引き層上に形成された機能性細線に後処理を施すことができる。後処理として、例えば、焼成処理、めっき処理等が挙げられる。焼成処理を施した後、めっき処理を施してもよい。
以上の説明では、基材の一方の面に機能性細線を形成する場合について説明したが、基材の他方の面にも機能性細線を形成することができる。この場合、基材の他方の面にも上述した下引き層を形成することができる。
インク及び基材のセットは、インクと下引き層を有する基材とによって構成される。
機能性細線付き基材の用途は格別限定されず、例えば、種々の電子機器が備える種々のデバイス等に利用することができる。また、機能性細線付き基材を、光学デバイスに等に利用してもよい。
1.機能性細線付き基材の作製
(1)基材
基材として、ポリカーボネートによって構成されたフィルム(三菱ガス化学社製「FE-2000」)を用いた。
下記組成比からなるポリエステル樹脂aに対して、下記組成比からなるアクリル成分を変性率50%で重合して、疎水性変性(アクリル変性)されたポリエステル樹脂Aを調製した。
・テレフタル酸(ジカルボン酸成分):30mol%
・イソフタル酸(ジカルボン酸成分):14mol%
・5-スルホイソフタル酸(ジカルボン酸成分):2mol%
・エチレングリコール(グリコール成分):34mol%
・ビスフェノールA(グリコール成分):20mol%
・メタクリル酸グリシジル:20mol%
・メタクリル酸メチル:40mol%
・スチレン:10mol%
・アクリル酸ブチル:30mol%
下記組成で塗布液Aを調整した
・変性ポリエステル樹脂A:10重量%
・オキサゾリン系架橋剤(日本触媒社製 エポクロス WS-700:固形分濃度25重量%):3.2重量%
・残部:水
上記基材に、上記塗布液Aを、湿潤膜厚で30μm(乾燥膜厚で3μm)になるようにワイヤーバーで塗布し、その後100℃で3分乾燥させた後、130℃で30分間アニール処理を行い、溶剤ブロック層Aを形成した。
下記組成からなるインクを調製した。
・銀ナノ粒子の水分散液1(銀ナノ粒子:40重量%):1.75重量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:20重量%
・純水:残部
上記インクを用いて、基材上に設けられた下引き層上に複数の機能性細線からなる機能性細線パターン(メッシュパターン)を形成した。
機能性細線パターンが形成された基材を130℃のオーブンに入れ、10分間焼成処理した。
実施例1において、溶剤ブロック層Aに代えて下記溶剤ブロック層Bを形成したこと以外は、実施例1と同様にして機能性細線付き基材を作製した。
単官能アクリレートモノマー、多官能アクリレートモノマー、開始剤を配合して紫外線硬化性塗布液を作製し、実施例1と同様の基材にドライ膜厚で10μmになるように塗布した後、高圧水銀灯で300mJ/cmの照射エネルギーで紫外線を照射して硬化させて、溶剤ブロック層Bを形成した。尚、接触角の調整は、ヒドロキシ基を持つモノマーの量を調整することによって行った。溶剤ブロック層Bの膨潤度は表1に示すとおりである。
実施例2において、溶剤ブロック層B上に、更に下記表面エネルギー調整層Aを形成したこと以外は、実施例2と同様にして機能性細線付き基材を作製した。ここで、表面エネルギー調整層の形成は、以下の手順により行った。
下記組成比からなるポリエステル樹脂bに対して、ポリシロキサンを変性率20%で重合して、疎水性変性(シロキサン変性)されたポリエステル樹脂Bを調製した。
・テレフタル酸(ジカルボン酸成分):30mol%
・イソフタル酸(ジカルボン酸成分):14mol%
・5-スルホイソフタル酸(ジカルボン酸成分):2mol%
・エチレングリコール(グリコール成分):34mol%
・ビスフェノールA(グリコール成分):20mol%
上記ポリエステル樹脂Bを純水にて固形分濃度5重量%に調整して塗布液を調製した。
溶剤ブロック層B上に、上記塗布液を、湿潤膜厚で10μm(乾燥膜厚で0.5μm)になるようにワイヤーバーで塗布し、その後100℃で3分乾燥させて、表面エネルギー調整層を形成した。
実施例2において、基材をポリカーボネートによって構成されたフィルム(三菱ガス化学社製「DF02U」)に変更したこと以外は、実施例2と同様にして機能性細線付き基材を作製した。ここで、基材は、ポリカーボネートからなる本体の表面にポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)からなるハードコート層を備えている。溶剤ブロック層Bは、このハードコート層上に形成された。
実施例3において、溶剤ブロック層Bの形成を省略し、基材上に直接、表面エネルギー調整層を形成したこと以外は、実施例3と同様にして、機能性細線付き基材を作製した。
比較例1において、基材をポリカーボネートによって構成されたフィルム(三菱ガス化学社製「DF02U」)に変更したこと以外は、比較例1と同様にして機能性細線付き基材を作製した。上述したように、この基材は、ポリカーボネートからなる本体の表面にポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)からなるハードコート層を備えている。表面エネルギー調整層は、このハードコート層上に形成された。
(1)シート抵抗
三菱ケミカルアナリテック社製ロレスタAX MCP-T370を用いて、機能性細線パターンのシート抵抗(Ω/□)を測定した。1×106Ω/□以上はオーバーレンジである。
ヘイズメーター(日本電色工業社製「NDH7000」)を用いて、機能性細線付き基材のヘイズ値を測定した。なお、ヘイズ値は「プラスチック-透明材料のヘーズの求め方(JIS K 7136)」に従い、以下の式により算出される。
ヘイズ値(曇り度)=散乱光/全光線透過光×100(%)
機能性細線付き基材を目視により観察し、下記の評価基準に基づいて外観を評価した。
〔評価基準〕
O:基材に変色(しみ)、ひび、変形等の劣化が生じていない
×:基材に変色(しみ)、ひび、変形の何れかが生じている
2:下引き層
21:溶剤ブロック層
22:表面エネルギー調整層
3:線分(ライン状液体)
4:導電性細線
Claims (10)
- 水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であるインクを用いて、基材上に設けられた下引き層上に線分を形成し、
次いで、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成する機能性細線付き基材の製造方法であって、
前記下引き層は、少なくとも溶剤ブロック層を有し、
前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であり、
前記インクは、水より沸点の高い高沸点溶剤を含み、
前記下引き層の表面は、水と前記高沸点溶剤とを80:20の重量比で混合した混合液の該表面に対する25℃における接触角をAとし、前記高沸点溶剤の該表面に対する25℃における接触角をBとした場合に、下記式(a)、(b)及び(c)の全てを満たし、前記溶剤ブロック層上に設けられた表面エネルギー調整層によって構成されることを特徴とする機能性細線付き基材の製造方法。
0.1≦B/A≦2 ・・・(a)
10°≦A≦50° ・・・(b)
5°≦B≦30° ・・・(c) - 前記溶剤ブロック層は、疎水変性ポリエステルによって構成されることを特徴とする請求項1記載の機能性細線付き基材の製造方法。
- 前記表面エネルギー調整層は、疎水変性ポリエステルによって構成されることを特徴とする請求項1記載の機能性細線付き基材の製造方法。
- 水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であるインクを用いて、基材上に設けられた下引き層上に線分を形成し、
次いで、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成する機能性細線付き基材の製造方法であって、
前記下引き層は、少なくとも溶剤ブロック層を有し、
前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であり、活性エネルギー線硬化性樹脂によって構成されることを特徴とする機能性細線付き基材の製造方法。 - 前記基材は、ポリカーボネートであることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の機能性細線付き基材の製造方法。
- インクと下引き層を有する基材とによって構成されるインクと基材のセットであって、
前記インクは、水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であり、前記基材上に設けられた前記下引き層上に線分を形成し、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成するためのインクであり、
前記基材は、該基材上に設けられた前記下引き層が少なくとも溶剤ブロック層を有し、前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であり、
前記インクは、水より沸点の高い高沸点溶剤を含み、
前記下引き層の表面は、水と前記高沸点溶剤とを80:20の重量比で混合した混合液の該表面に対する25℃における接触角をAとし、前記高沸点溶剤の該表面に対する25℃における接触角をBとした場合に、下記式(a)、(b)及び(c)の全てを満たし、前記溶剤ブロック層上に設けられた表面エネルギー調整層によって構成されていることを特徴とするインクと基材のセット。
0.1≦B/A≦2 ・・・(a)
10°≦A≦50° ・・・(b)
5°≦B≦30° ・・・(c) - 前記溶剤ブロック層は、疎水変性ポリエステルによって構成されていることを特徴とする請求項6記載のインクと基材のセット。
- 前記表面エネルギー調整層は、疎水変性ポリエステルによって構成されていることを特徴とする請求項6記載のインクと基材のセット。
- インクと下引き層を有する基材とによって構成されるインクと基材のセットであって、
前記インクは、水、溶剤及び機能性材料を少なくとも含有し、前記機能性材料の濃度が5重量%未満であり、前記基材上に設けられた前記下引き層上に線分を形成し、前記下引き層上に前記線分として付与された前記インクの内部の流動を利用して該インクに含有される前記機能性材料を該線分の長手方向に沿う両縁部に堆積させて、該インクの付与幅よりも微細な幅を有する一対の機能性細線を形成するためのインクであり、
前記基材は、該基材上に設けられた前記下引き層が少なくとも溶剤ブロック層を有し、前記溶剤ブロック層は、前記インクに含まれる全ての溶剤に対する膨潤度が0%~2%であり、活性エネルギー線硬化性樹脂によって構成されていることを特徴とするインクと基材のセット。 - 前記基材は、ポリカーボネートであることを特徴とする請求項6~9の何れかに記載のインクと基材のセット。
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