電気伝導性のＵＶ硬化性インク
【課題】フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術に適用可能な流動学的性質を有するUV硬化可能な伝導性材料を提供する。
【解決手段】エレクトロニクス産業において用いるための紫外線硬化性または電子ビーム硬化性の伝導性材料。この伝導性材料は低い粘度を有し、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって支持体に塗布することができて、そして硬化した後に高い電気伝導性を与える。この伝導性材料は１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。場合により、希釈剤、分散剤などの追加の成分を所望に応じて添加してもよい。
【解決手段】エレクトロニクス産業において用いるための紫外線硬化性または電子ビーム硬化性の伝導性材料。この伝導性材料は低い粘度を有し、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって支持体に塗布することができて、そして硬化した後に高い電気伝導性を与える。この伝導性材料は１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。場合により、希釈剤、分散剤などの追加の成分を所望に応じて添加してもよい。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は紫外線硬化性の電気伝導性インクに関する。
発明の背景
エレクトロニクス産業においては、印刷された伝導性材料を必要とする新しい用途が絶え間なく生じている。新たに開発されつつある用途の幾つかのものとしては、無線周波数確認（「RFID」）タグのための印刷アンテナ、印刷トランジスターおよび太陽電池がある。そのような用途は、多くのエレクトロニクス市場とともに、コストと組み立ての速度によって前進する。従って、伝導性材料は高い処理能力を有することを必要とする。高い処理量は、時間がかかるスクリーン印刷法に代わってますます用いられつつあるフレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって具現される。例えば、回転スクリーン印刷によれば約６０メートル/分の範囲の速度であるのに対して、高速印刷技術によれば約４００メートル/分までの製造速度が達成されるだろう。包装産業、消費者産業および出版産業においては高速技術がますます一般的になりつつあるので、伝導性材料は、そのような高速度において用いられるための適当な流動学的性質を有するように改良されなければならない。
【０００２】
商業的に入手できる電気伝導性材料は慣例的にポリマーの厚膜（「PTFs」）の形態であった。これらのPTFsは一般に、膜状キーボード、印刷回路板および発熱体などの物品における電子回路を形成するためにスクリーン印刷によって基板に塗布される高粘性材料である。たいていのPTFsは、溶媒中の樹脂あるいは水中に分散または溶解した樹脂と伝導性の充填材からなり、たいていの高伝導性用途について銀が好ましい充填材である。塗布した後、乾燥または硬化することによって水または溶媒は蒸発し、そして伝導性の充填材が粒子間接触を形成し、それにより伝導性の網状構造が生成する。溶媒系と水をベースとする系に加えて、紫外線（「UV」）硬化性のPTFsを商業的に入手できる。そのようなUV硬化性のPTFsは、塗布した後にUVまたは電子ビーム（「EB」）を照射してフィルムを硬化させることによって伝導性を発生させる。UV硬化性材料は一般に周囲温度において硬化し、また熱硬化性材料よりも速く硬化する。UV硬化性材料はさらに、硬化する間の環境に有害な物質の放出が最少限になるという利点を有する。
【０００３】
従って、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術に適用可能な流動学的性質を有するUV硬化可能な伝導性材料を提供することが有利であろう。
発明の概要
本発明は、エレクトロニクス産業において用いるためのUV／EB硬化性の伝導性材料を対象とする。この伝導性材料は低い粘度を有し、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって塗布することができて、そして硬化した後に高い電気伝導性を与える。この伝導性材料は１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。場合により、レベリング剤（leveling agent）、希釈剤、分散剤などの追加の成分を所望に応じて添加してもよい。
【０００４】
好ましい態様の詳細な説明
伝導性材料は様々なエレクトロニクスの適用において多くの用途を有する。RFIDタグなどの大量用途は高速生産を必要とし、このことにより伝導性材料に対する独特な要求が生じる。そのような適用に対して、伝導性材料は低い粘度を有していなければならず、また極めて短い時間で硬化可能である必要がある。本発明は、高速で大量のエレクトロニクスの用途において用いることのできる低粘度でUV硬化性の伝導性インクを提供する。このインクは、アクリレートキャリヤーの中に溶解した不飽和塩素化ポリエステルポリマーなどの１以上のオリゴマー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。所望により、添加されてもよい成分を含んでいてもよい。高速印刷プロセスにおけるその有用性を最適にするために、インクの粘度は約１０００mPa.s〜約３０００mPa.sの範囲である。
【０００５】
伝導性組成物において１以上のオリゴマーを用いてもよい。オリゴマーの例としては、限定するものではないが、不飽和塩素化ポリエステル、エポキシアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、およびこれらの混合物がある。好ましいオリゴマーは塩素化ポリエステルポリマーである。オリゴマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００６】
オリゴマーはアクリレートキャリヤーの中に溶解される。使用することのできるアクリレートキャリヤーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレートなどのトリアクリレート類、ジアクリレート類、およびテトラアクリレート類およびこれらの混合物がある。アクリレート類中に溶解した適当な商業的に入手できる塩素化ポリエステルオリゴマーとしては、Sartomerから市販されているCN736、CN738、CN750；トリメチロールプロパントリアクリレート中に溶解した塩素化ポリエステル樹脂であってRahnからGenomer 6050 TMとして市販されているもの、Cytecから市販されているEbecryl 436およびEbecryl 586、およびIGM resinsから市販されているEC6314C-60；アクリレート化グリセロール誘導体中の塩素化ポリエステルであってCytecからEbecryl 438として市販されているもの；およびヘキサンジオールジアクリレート中の塩素化ポリエステルであってCytecからEbecryl 584として市販されているもの；およびこれらの混合物がある。アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれ、そして一つの態様においては組成物の約２.５〜約３.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００７】
用いられる反応性モノマーはオリゴマーと反応して、硬化した後に組成物に低い粘度を与えるべきである。モノマーの例としては、限定するものではないが、ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、1-ビニル-2-ピロリドン、ISP-Internationalから商業的に入手できるn-ビニル-2-カプロラクタム、Rahnから商業的に入手できるアクリロイルモルホリン、およびこれらの混合物などのビニルエーテル類が挙げられる。好ましい希釈剤はヒドロキシブチルビニルエーテルである。反応性モノマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００８】
組成物において１以上の伝導性充填材が用いられる。伝導性充填材の例としては、限定するものではないが、銀、銅、金、パラジウム、白金、ニッケル、金または銀をコーティングしたニッケル、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウムスズ、銀をコーティングした銅、銀をコーティングしたアルミニウム、金属をコーティングしたガラス球体、金属をコーティングした充填材、金属をコーティングしたポリマー、銀をコーティングした繊維、銀をコーティングした球体、アンチモンをドープした酸化スズ、伝導性のナノ球体（nanospheres）、ナノシルバー（nano silver）、ナノアルミニウム（nano aluminium）、ナノカッパー（nano copper）、ナノニッケル（nano nickel）、カーボンナノチューブ、およびこれらの混合物がある。一つの態様において、伝導性充填材は異なるサイズのシルバーフレーク（silver flakes）の混合物であり、例えば、Ferroから商業的に入手できるSF-80とMetalorから商業的に入手できるSF-AA0101の混合物である。１以上の伝導性充填材は組成物の約４０〜約８０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約３０〜約５０重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００９】
材料の架橋を開始させるために、組成物には１以上の光開始剤が含まれる。光開始剤は遊離基であるか、本質的にカチオン性のものであるか、あるいは両者の組み合わせであってもよい。光開始剤の例としては、限定するものではないが、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン；2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン；2-ヒドロキシ-1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-メチル-1-プロパノン；アルファ,アルファ-ジメトキシ-アルファ-フェニルアセトフェノン；2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4(4-モルホリニル)-1-ブタノン]；2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン,ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ホスフィンオキシド；ホスフィンオキシド,フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)；ホスフィンオキシド；ヨードニウム；(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロホスフェート（Ciba Specialty ChemicalsからIRGACUREまたはDAROCURの商標で商業的に入手できる）；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート塩；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩（Dow ChemicalからCYRACUREの商標で商業的に入手できる）；ベンゾフェノン；4-フェニルベンゾフェノン；4-メチルベンゾフェノン；2-イソプロピルチオキサントン；2-クロロチオキサントン；2,4-ジエチルチオキサントン（IGM resinsからOMNIRADの商標で商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。アミン類と組合わせていっそう有効な特定の光開始剤の例としては、限定するものではないが、2-ジメチルアミノ-エチルベンゾエート；エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；2-エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；イソアミル-4-(N,N-ジメチルアミノ) ベンゾエート；（IGM resinsからOMNIRADの商標で商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。１以上の光開始剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【００１０】
一つの態様において、組成物には１以上のレベリング剤または分散剤が含まれる。レベリング剤と分散剤の例としては、限定するものではないが、アクリレートコポリマー（例えばByk Chemieから商業的に入手できるByk-359およびByk-361など）；ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（Byk-UV 3510として商業的に入手できる）；ポリエーテル変性ジメチルシロキサン（Byk-UV 3530として商業的に入手できる）；ポリウレタン誘導体または変性ポリウレタン（CognisからTexaphor P60またはTexaphor P63として商業的に入手できる）；無溶媒のアニオン性脂肪族エステル（Texaphor UV 20として商業的に入手できる）；変性ポリウレタン分散剤（Texaphor SF73として商業的に入手できる）；一官能価オレオアルキレンオキシドブロックコポリマー（Hydropalat 1080として商業的に入手できる）；高分子量分散剤（Hydropalat 3275として商業的に入手できる）、（これらは全てCognisから商業的に入手できる）；Solsperse 39000として商業的に入手できる高分子量分散剤；ポリエーテルアミド酸ポリアミン誘導体（NoveonからSolsperse 71000として商業的に入手できる）；ポリアクリレートおよびポリウレタン（Ciba Specialty Chemicalsから商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。レベリング剤は、組成物の粘度を減少させて高速塗布におけるその有用性を向上させるように作用する。１以上のレベリング剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【００１１】
所望により、様々な任意の添加剤を含有させてもよく、それには例えば、界面活性剤、湿潤剤、酸化防止剤、チキソトロープ剤、強化材、シラン官能基含有ペルフルオロエーテル、ホスフェート官能基含有ペルフルオロエーテル、シラン、チタネート、ワックス、フェノールホルムアルデヒド、脱泡剤（air release agent）、流動添加剤（flow additives）、接着促進剤、レオロジー改質剤、スペーサービーズ（spacer beads）、およびこれらの混合物がある。これらの成分は特に、特定の組成物において利用される樹脂の使用のための特性についての所望のバランスが得られるように選択される。
【００１２】
本発明は、以下の非限定的な実施例によって、さらに記述することができる。
実施例１
塩素化ポリエステルオリゴマーとビニルエーテルをプロペラミキサーを用いて均質になるまで２.６m/sで混合するプロセスによって、伝導性インク材料が製造された。次いで、光開始剤とレベリング剤が添加され、そして均質になるまで混合された。銀の全てが静かに添加され、次いで、配合物は９.９m/sで５分間混合された。インクの組成を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
得られた伝導性インク材料は、ロートグラビア印刷法を用いてポリエステル（Melinex ST506）の支持体の上に印刷され、そして水銀球によって発せられた約１７００mJ/cm2のUV放射線の硬化線量に曝露された。最良の結果は、５４ l/cmのaniloxを用い、そして１８.０５ml/m2のセル容積を用いた場合に得られた。UV硬化の後、伝導性インクは厚さ５ミクロンで５×１cmのトラックの上の約０.６３オーム、すなわち５ミクロンの厚さで０.１３オーム/□（Ohm/square）の抵抗値を与えたが、これは６.２５E-05Ω.cmの抵抗値に等しい。さらに約１５０℃の温度に３０秒間追加して加熱することによって硬化すると、抵抗値は５ミクロンの厚さで５×１cmのトラックの上の約０.４０オーム、すなわち４E-05Ω.cmに低下した。
【００１５】
実施例２
実施例１のプロセスによって伝導性インク材料が製造された。
【００１６】
【表２】
【００１７】
得られた伝導性インク材料は、フレキソ印刷法（anilox：１００ l/cm、１５.８ml/m2）を用いてポリエステルGAGの支持体の上に印刷され、そして水銀UV球によって発せられたUV放射線の硬化線量に曝露された。UV硬化の後、伝導性インクは約１.２５E-04Ω.cmの抵抗値を与えた。伝導性インクは１５０℃の温度に３０秒間追加して加熱することによってさらに硬化され、これにより抵抗値は約６.７５E-05Ω.cmに低下した。工業用フレキソプレスの上で試験する間、幾つかのアンテナ構造が印刷された。アンテナの上にチップが装着され、そして信号に対する読取り距離が測定された。用いられたaniloxのタイプ、支持体のタイプおよび後加熱の時間に応じて、２〜４メートルの間の読取り距離が得られた。
【００１８】
本発明の多くの修正と変形を本発明の精神と範囲から逸脱することなく行うことができ、それらは当業者には明らかであろう。ここに記載された特定の態様は例としてのみ提示されるのであり、本発明は、添付した特許請求の範囲の文言および特許請求の範囲が与える全体の範囲およびその同等物によってのみ限定されるべきである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は紫外線硬化性の電気伝導性インクに関する。
発明の背景
エレクトロニクス産業においては、印刷された伝導性材料を必要とする新しい用途が絶え間なく生じている。新たに開発されつつある用途の幾つかのものとしては、無線周波数確認（「RFID」）タグのための印刷アンテナ、印刷トランジスターおよび太陽電池がある。そのような用途は、多くのエレクトロニクス市場とともに、コストと組み立ての速度によって前進する。従って、伝導性材料は高い処理能力を有することを必要とする。高い処理量は、時間がかかるスクリーン印刷法に代わってますます用いられつつあるフレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって具現される。例えば、回転スクリーン印刷によれば約６０メートル/分の範囲の速度であるのに対して、高速印刷技術によれば約４００メートル/分までの製造速度が達成されるだろう。包装産業、消費者産業および出版産業においては高速技術がますます一般的になりつつあるので、伝導性材料は、そのような高速度において用いられるための適当な流動学的性質を有するように改良されなければならない。
【０００２】
商業的に入手できる電気伝導性材料は慣例的にポリマーの厚膜（「PTFs」）の形態であった。これらのPTFsは一般に、膜状キーボード、印刷回路板および発熱体などの物品における電子回路を形成するためにスクリーン印刷によって基板に塗布される高粘性材料である。たいていのPTFsは、溶媒中の樹脂あるいは水中に分散または溶解した樹脂と伝導性の充填材からなり、たいていの高伝導性用途について銀が好ましい充填材である。塗布した後、乾燥または硬化することによって水または溶媒は蒸発し、そして伝導性の充填材が粒子間接触を形成し、それにより伝導性の網状構造が生成する。溶媒系と水をベースとする系に加えて、紫外線（「UV」）硬化性のPTFsを商業的に入手できる。そのようなUV硬化性のPTFsは、塗布した後にUVまたは電子ビーム（「EB」）を照射してフィルムを硬化させることによって伝導性を発生させる。UV硬化性材料は一般に周囲温度において硬化し、また熱硬化性材料よりも速く硬化する。UV硬化性材料はさらに、硬化する間の環境に有害な物質の放出が最少限になるという利点を有する。
【０００３】
従って、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術に適用可能な流動学的性質を有するUV硬化可能な伝導性材料を提供することが有利であろう。
発明の概要
本発明は、エレクトロニクス産業において用いるためのUV／EB硬化性の伝導性材料を対象とする。この伝導性材料は低い粘度を有し、フレキソ印刷やロートグラビア印刷などの高速印刷技術によって塗布することができて、そして硬化した後に高い電気伝導性を与える。この伝導性材料は１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。場合により、レベリング剤（leveling agent）、希釈剤、分散剤などの追加の成分を所望に応じて添加してもよい。
【０００４】
好ましい態様の詳細な説明
伝導性材料は様々なエレクトロニクスの適用において多くの用途を有する。RFIDタグなどの大量用途は高速生産を必要とし、このことにより伝導性材料に対する独特な要求が生じる。そのような適用に対して、伝導性材料は低い粘度を有していなければならず、また極めて短い時間で硬化可能である必要がある。本発明は、高速で大量のエレクトロニクスの用途において用いることのできる低粘度でUV硬化性の伝導性インクを提供する。このインクは、アクリレートキャリヤーの中に溶解した不飽和塩素化ポリエステルポリマーなどの１以上のオリゴマー、ビニルエーテルなどの１以上の反応性モノマー、伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む。所望により、添加されてもよい成分を含んでいてもよい。高速印刷プロセスにおけるその有用性を最適にするために、インクの粘度は約１０００mPa.s〜約３０００mPa.sの範囲である。
【０００５】
伝導性組成物において１以上のオリゴマーを用いてもよい。オリゴマーの例としては、限定するものではないが、不飽和塩素化ポリエステル、エポキシアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、およびこれらの混合物がある。好ましいオリゴマーは塩素化ポリエステルポリマーである。オリゴマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００６】
オリゴマーはアクリレートキャリヤーの中に溶解される。使用することのできるアクリレートキャリヤーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレートなどのトリアクリレート類、ジアクリレート類、およびテトラアクリレート類およびこれらの混合物がある。アクリレート類中に溶解した適当な商業的に入手できる塩素化ポリエステルオリゴマーとしては、Sartomerから市販されているCN736、CN738、CN750；トリメチロールプロパントリアクリレート中に溶解した塩素化ポリエステル樹脂であってRahnからGenomer 6050 TMとして市販されているもの、Cytecから市販されているEbecryl 436およびEbecryl 586、およびIGM resinsから市販されているEC6314C-60；アクリレート化グリセロール誘導体中の塩素化ポリエステルであってCytecからEbecryl 438として市販されているもの；およびヘキサンジオールジアクリレート中の塩素化ポリエステルであってCytecからEbecryl 584として市販されているもの；およびこれらの混合物がある。アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれ、そして一つの態様においては組成物の約２.５〜約３.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００７】
用いられる反応性モノマーはオリゴマーと反応して、硬化した後に組成物に低い粘度を与えるべきである。モノマーの例としては、限定するものではないが、ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、1-ビニル-2-ピロリドン、ISP-Internationalから商業的に入手できるn-ビニル-2-カプロラクタム、Rahnから商業的に入手できるアクリロイルモルホリン、およびこれらの混合物などのビニルエーテル類が挙げられる。好ましい希釈剤はヒドロキシブチルビニルエーテルである。反応性モノマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００８】
組成物において１以上の伝導性充填材が用いられる。伝導性充填材の例としては、限定するものではないが、銀、銅、金、パラジウム、白金、ニッケル、金または銀をコーティングしたニッケル、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウムスズ、銀をコーティングした銅、銀をコーティングしたアルミニウム、金属をコーティングしたガラス球体、金属をコーティングした充填材、金属をコーティングしたポリマー、銀をコーティングした繊維、銀をコーティングした球体、アンチモンをドープした酸化スズ、伝導性のナノ球体（nanospheres）、ナノシルバー（nano silver）、ナノアルミニウム（nano aluminium）、ナノカッパー（nano copper）、ナノニッケル（nano nickel）、カーボンナノチューブ、およびこれらの混合物がある。一つの態様において、伝導性充填材は異なるサイズのシルバーフレーク（silver flakes）の混合物であり、例えば、Ferroから商業的に入手できるSF-80とMetalorから商業的に入手できるSF-AA0101の混合物である。１以上の伝導性充填材は組成物の約４０〜約８０重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約３０〜約５０重量パーセントの範囲で含まれる。
【０００９】
材料の架橋を開始させるために、組成物には１以上の光開始剤が含まれる。光開始剤は遊離基であるか、本質的にカチオン性のものであるか、あるいは両者の組み合わせであってもよい。光開始剤の例としては、限定するものではないが、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン；2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン；2-ヒドロキシ-1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-メチル-1-プロパノン；アルファ,アルファ-ジメトキシ-アルファ-フェニルアセトフェノン；2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4(4-モルホリニル)-1-ブタノン]；2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン,ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ホスフィンオキシド；ホスフィンオキシド,フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)；ホスフィンオキシド；ヨードニウム；(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロホスフェート（Ciba Specialty ChemicalsからIRGACUREまたはDAROCURの商標で商業的に入手できる）；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート塩；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩（Dow ChemicalからCYRACUREの商標で商業的に入手できる）；ベンゾフェノン；4-フェニルベンゾフェノン；4-メチルベンゾフェノン；2-イソプロピルチオキサントン；2-クロロチオキサントン；2,4-ジエチルチオキサントン（IGM resinsからOMNIRADの商標で商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。アミン類と組合わせていっそう有効な特定の光開始剤の例としては、限定するものではないが、2-ジメチルアミノ-エチルベンゾエート；エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；2-エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；イソアミル-4-(N,N-ジメチルアミノ) ベンゾエート；（IGM resinsからOMNIRADの商標で商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。１以上の光開始剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【００１０】
一つの態様において、組成物には１以上のレベリング剤または分散剤が含まれる。レベリング剤と分散剤の例としては、限定するものではないが、アクリレートコポリマー（例えばByk Chemieから商業的に入手できるByk-359およびByk-361など）；ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（Byk-UV 3510として商業的に入手できる）；ポリエーテル変性ジメチルシロキサン（Byk-UV 3530として商業的に入手できる）；ポリウレタン誘導体または変性ポリウレタン（CognisからTexaphor P60またはTexaphor P63として商業的に入手できる）；無溶媒のアニオン性脂肪族エステル（Texaphor UV 20として商業的に入手できる）；変性ポリウレタン分散剤（Texaphor SF73として商業的に入手できる）；一官能価オレオアルキレンオキシドブロックコポリマー（Hydropalat 1080として商業的に入手できる）；高分子量分散剤（Hydropalat 3275として商業的に入手できる）、（これらは全てCognisから商業的に入手できる）；Solsperse 39000として商業的に入手できる高分子量分散剤；ポリエーテルアミド酸ポリアミン誘導体（NoveonからSolsperse 71000として商業的に入手できる）；ポリアクリレートおよびポリウレタン（Ciba Specialty Chemicalsから商業的に入手できる）、およびこれらの混合物がある。レベリング剤は、組成物の粘度を減少させて高速塗布におけるその有用性を向上させるように作用する。１以上のレベリング剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲、好ましくは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる。
【００１１】
所望により、様々な任意の添加剤を含有させてもよく、それには例えば、界面活性剤、湿潤剤、酸化防止剤、チキソトロープ剤、強化材、シラン官能基含有ペルフルオロエーテル、ホスフェート官能基含有ペルフルオロエーテル、シラン、チタネート、ワックス、フェノールホルムアルデヒド、脱泡剤（air release agent）、流動添加剤（flow additives）、接着促進剤、レオロジー改質剤、スペーサービーズ（spacer beads）、およびこれらの混合物がある。これらの成分は特に、特定の組成物において利用される樹脂の使用のための特性についての所望のバランスが得られるように選択される。
【００１２】
本発明は、以下の非限定的な実施例によって、さらに記述することができる。
実施例１
塩素化ポリエステルオリゴマーとビニルエーテルをプロペラミキサーを用いて均質になるまで２.６m/sで混合するプロセスによって、伝導性インク材料が製造された。次いで、光開始剤とレベリング剤が添加され、そして均質になるまで混合された。銀の全てが静かに添加され、次いで、配合物は９.９m/sで５分間混合された。インクの組成を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
得られた伝導性インク材料は、ロートグラビア印刷法を用いてポリエステル（Melinex ST506）の支持体の上に印刷され、そして水銀球によって発せられた約１７００mJ/cm2のUV放射線の硬化線量に曝露された。最良の結果は、５４ l/cmのaniloxを用い、そして１８.０５ml/m2のセル容積を用いた場合に得られた。UV硬化の後、伝導性インクは厚さ５ミクロンで５×１cmのトラックの上の約０.６３オーム、すなわち５ミクロンの厚さで０.１３オーム/□（Ohm/square）の抵抗値を与えたが、これは６.２５E-05Ω.cmの抵抗値に等しい。さらに約１５０℃の温度に３０秒間追加して加熱することによって硬化すると、抵抗値は５ミクロンの厚さで５×１cmのトラックの上の約０.４０オーム、すなわち４E-05Ω.cmに低下した。
【００１５】
実施例２
実施例１のプロセスによって伝導性インク材料が製造された。
【００１６】
【表２】
【００１７】
得られた伝導性インク材料は、フレキソ印刷法（anilox：１００ l/cm、１５.８ml/m2）を用いてポリエステルGAGの支持体の上に印刷され、そして水銀UV球によって発せられたUV放射線の硬化線量に曝露された。UV硬化の後、伝導性インクは約１.２５E-04Ω.cmの抵抗値を与えた。伝導性インクは１５０℃の温度に３０秒間追加して加熱することによってさらに硬化され、これにより抵抗値は約６.７５E-05Ω.cmに低下した。工業用フレキソプレスの上で試験する間、幾つかのアンテナ構造が印刷された。アンテナの上にチップが装着され、そして信号に対する読取り距離が測定された。用いられたaniloxのタイプ、支持体のタイプおよび後加熱の時間に応じて、２〜４メートルの間の読取り距離が得られた。
【００１８】
本発明の多くの修正と変形を本発明の精神と範囲から逸脱することなく行うことができ、それらは当業者には明らかであろう。ここに記載された特定の態様は例としてのみ提示されるのであり、本発明は、添付した特許請求の範囲の文言および特許請求の範囲が与える全体の範囲およびその同等物によってのみ限定されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、１以上の反応性モノマー、１以上の伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む組成物。
【請求項２】
１以上のレベリング剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
１以上のオリゴマーは、不飽和塩素化ポリエステル、エポキシアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、塩素化ポリエステルポリマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
１以上のアクリレートキャリヤーはトリアクリレートである、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
トリアクリレートはトリメチロールプロパントリアクリレートである、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
１以上のアクリレートキャリヤーはジアクリレート類およびテトラアクリレート類およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
反応性モノマーは、ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、1-ビニル-2-ピロリドン、n-ビニル-2-カプロラクタム、アクリロイルモルホリンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
伝導性充填材は、銀、銅、金、パラジウム、白金、ニッケル、金または銀をコーティングしたニッケル、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウムスズ、銀をコーティングした銅、銀をコーティングしたアルミニウム、金属をコーティングしたガラス球体、金属をコーティングした充填材、金属をコーティングしたポリマー、銀をコーティングした繊維、銀をコーティングした球体、アンチモンをドープした酸化スズ、伝導性のナノ球体（nanospheres）、ナノシルバー（nano silver）、ナノアルミニウム（nano aluminium）、ナノカッパー（nano copper）、ナノニッケル（nano nickel）、カーボンナノチューブ、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
伝導性充填材はシルバーフレークである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
光開始剤は、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン；2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン；2-ヒドロキシ-1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-メチル-1-プロパノン；アルファ,アルファ-ジメトキシ-アルファ-フェニルアセトフェノン；2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4(4-モルホリニル)-1-ブタノン]；2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン；ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ホスフィンオキシド；ホスフィンオキシド,フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)；ホスフィンオキシド；ヨードニウム；(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロホスフェート；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート塩；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩；ベンゾフェノン；4-フェニルベンゾフェノン；4-メチルベンゾフェノン；2-イソプロピルチオキサントン；2-クロロチオキサントン；2,4-ジエチルチオキサントン； 2-ジメチルアミノ-エチルベンゾエート；エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；2-エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；イソアミル-4-(N,N-ジメチルアミノ) ベンゾエート、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
１以上のレベリング剤は、アクリレートコポリマー；ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン；ポリエーテル変性ジメチルシロキサン；ポリウレタン誘導体または変性ポリウレタン；無溶媒のアニオン性脂肪族エステル；変性ポリウレタン分散剤；一官能価オレオアルキレンオキシドブロックコポリマー；高分子量分散剤；ポリエーテルアミド酸ポリアミン誘導体；ポリアクリレートおよびポリウレタン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項１２】
オリゴマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
オリゴマーは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
反応性モノマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
反応性モノマーは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
伝導性充填材は組成物の約４０〜約８０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】
伝導性充填材は組成物の約３０〜約５０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１８に記載の組成物。
【請求項２０】
光開始剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項２１】
光開始剤は組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
レベリング剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２に記載の組成物。
【請求項２３】
レベリング剤は組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
組成物は高速のプロセスによって印刷するのに適した伝導性インク材料を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２５】
組成物はロートグラビア印刷法またはフレキソ印刷法によって印刷するのに適した伝導性インク材料を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２６】
組成物は紫外線または電子ビームに曝露することによって硬化する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１】
１以上のオリゴマー、１以上のアクリレートキャリヤー、１以上の反応性モノマー、１以上の伝導性充填材および１以上の光開始剤を含む組成物。
【請求項２】
１以上のレベリング剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
１以上のオリゴマーは、不飽和塩素化ポリエステル、エポキシアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、塩素化ポリエステルポリマーおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
１以上のアクリレートキャリヤーはトリアクリレートである、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
トリアクリレートはトリメチロールプロパントリアクリレートである、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
１以上のアクリレートキャリヤーはジアクリレート類およびテトラアクリレート類およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
反応性モノマーは、ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、1-ビニル-2-ピロリドン、n-ビニル-2-カプロラクタム、アクリロイルモルホリンおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
伝導性充填材は、銀、銅、金、パラジウム、白金、ニッケル、金または銀をコーティングしたニッケル、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛、アルミニウム、酸化インジウムスズ、銀をコーティングした銅、銀をコーティングしたアルミニウム、金属をコーティングしたガラス球体、金属をコーティングした充填材、金属をコーティングしたポリマー、銀をコーティングした繊維、銀をコーティングした球体、アンチモンをドープした酸化スズ、伝導性のナノ球体（nanospheres）、ナノシルバー（nano silver）、ナノアルミニウム（nano aluminium）、ナノカッパー（nano copper）、ナノニッケル（nano nickel）、カーボンナノチューブ、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
伝導性充填材はシルバーフレークである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
光開始剤は、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン；2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン；2-ヒドロキシ-1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-メチル-1-プロパノン；アルファ,アルファ-ジメトキシ-アルファ-フェニルアセトフェノン；2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4(4-モルホリニル)-1-ブタノン]；2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノン；ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ホスフィンオキシド；ホスフィンオキシド,フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)；ホスフィンオキシド；ヨードニウム；(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロホスフェート；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート塩；混合アリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩；ベンゾフェノン；4-フェニルベンゾフェノン；4-メチルベンゾフェノン；2-イソプロピルチオキサントン；2-クロロチオキサントン；2,4-ジエチルチオキサントン； 2-ジメチルアミノ-エチルベンゾエート；エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；2-エチル-4-(ジメチルアミノ) ベンゾエート；イソアミル-4-(N,N-ジメチルアミノ) ベンゾエート、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
１以上のレベリング剤は、アクリレートコポリマー；ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン；ポリエーテル変性ジメチルシロキサン；ポリウレタン誘導体または変性ポリウレタン；無溶媒のアニオン性脂肪族エステル；変性ポリウレタン分散剤；一官能価オレオアルキレンオキシドブロックコポリマー；高分子量分散剤；ポリエーテルアミド酸ポリアミン誘導体；ポリアクリレートおよびポリウレタン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項１２】
オリゴマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
オリゴマーは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
アクリレートキャリヤーは組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
反応性モノマーは組成物の約５〜約２０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
反応性モノマーは組成物の約５〜約１５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
伝導性充填材は組成物の約４０〜約８０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】
伝導性充填材は組成物の約３０〜約５０重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１８に記載の組成物。
【請求項２０】
光開始剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項２１】
光開始剤は組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
レベリング剤は組成物の約０.１〜約５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２に記載の組成物。
【請求項２３】
レベリング剤は組成物の約０.１〜約１.５重量パーセントの範囲で含まれる、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
組成物は高速のプロセスによって印刷するのに適した伝導性インク材料を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２５】
組成物はロートグラビア印刷法またはフレキソ印刷法によって印刷するのに適した伝導性インク材料を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２６】
組成物は紫外線または電子ビームに曝露することによって硬化する、請求項１に記載の組成物。
【公開番号】特開２００８−２６０９３８（Ｐ２００８−２６０９３８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１８５０（Ｐ２００８−１０１８５０）
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（５９００００８２４）ナショナル スターチ アンド ケミカル インベストメント ホールディング コーポレイション (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（５９００００８２４）ナショナル スターチ アンド ケミカル インベストメント ホールディング コーポレイション (112)
【Ｆターム（参考）】
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