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JP7787643B2 - Conductive inkjet ink - Google Patents
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JP7787643B2 - Conductive inkjet ink - Google Patents

Conductive inkjet ink

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JP7787643B2
JP7787643B2 JP2021043523A JP2021043523A JP7787643B2 JP 7787643 B2 JP7787643 B2 JP 7787643B2 JP 2021043523 A JP2021043523 A JP 2021043523A JP 2021043523 A JP2021043523 A JP 2021043523A JP 7787643 B2 JP7787643 B2 JP 7787643B2
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Description

本発明は、導電性インクジェットインクに関する。 The present invention relates to a conductive inkjet ink.

模様や文字などの画像を印刷対象に描画する印刷方法の一つとして、従来からインクジェット印刷が用いられている。かかるインクジェット印刷は、精度の高い画像を低コストかつオンデマンドで印刷でき、印刷対象へのダメージも少ないため、種々の分野への応用が検討されている。例えば、近年では、電子部品の導電回路パターン(電極など)を構成する導電膜の形成にインクジェット印刷を使用することが検討されている。インクジェット印刷を使用することにより、スクリーン印刷よりも導電膜の厚みのばらつきが低減され得る。そのため、導電膜の導電性のばらつきが低減されることや、より微細な導電回路パターンの印刷が実現されることが期待される。 Inkjet printing has traditionally been used as a printing method for drawing images such as patterns and text on a print target. Because inkjet printing can print highly accurate images on demand at low cost and with minimal damage to the print target, its application in a variety of fields is being considered. For example, in recent years, the use of inkjet printing has been considered for forming conductive films that make up the conductive circuit patterns (electrodes, etc.) of electronic components. By using inkjet printing, it is possible to reduce variation in the thickness of the conductive film compared to screen printing. Therefore, it is expected that variation in the conductivity of the conductive film will be reduced and that finer conductive circuit patterns will be printed.

かかる電子部品の製造においては、金属粒子等を含む無機粉末が導電性材料として添加された導電性インクジェットインク(以下、「導電性インク」ともいう)が使用される。かかる導電性インクの一例として、特許文献1には、銀や銀銅合金等のナノ金属パウダーを含むインクが開示されている。また、特許文献2では、酸化銀、酸化銅、酸化パラジウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化コバルト等の加熱処理により還元される金属酸化物微粒子を含むインクが開示されている。一般に、インクジェット印刷によって適切な導電回路パターンを形成するには、導電性インクが低粘度であり、かつ、無機粉末の濃度が高いことが求められる。上述した特許文献1および特許文献2では、これらのインクジェット適正を得るための技術が提案されている。 In the manufacture of such electronic components, conductive inkjet ink (hereinafter also referred to as "conductive ink") is used, to which inorganic powder containing metal particles and the like is added as a conductive material. As an example of such a conductive ink, Patent Document 1 discloses an ink containing nanometal powder such as silver or a silver-copper alloy. Patent Document 2 also discloses an ink containing metal oxide microparticles that are reduced by heat treatment, such as silver oxide, copper oxide, palladium oxide, nickel oxide, lead oxide, and cobalt oxide. Generally, to form an appropriate conductive circuit pattern by inkjet printing, the conductive ink must have low viscosity and a high concentration of inorganic powder. Patent Documents 1 and 2 above propose technologies for achieving these inkjet suitabilities.

また、導電性インクジェットインクでは、印刷時の吐出性や印刷後の導電性等を確保するという観点から、インク中で無機粉末が安定的に分散していることも求められる。例えば、特許文献3では、酸点と塩基点とが表面に混在する固体微粒子の分散性を高めるために、酸性吸着基又は塩基性吸着基の何れか一方のみを有する第1分散剤と、酸性吸着基と塩基性吸着基の両方を有する第2分散剤とを添加する技術が開示されている。 In addition, conductive inkjet inks are required to have stable dispersion of inorganic powders in the ink in order to ensure ejection properties during printing and conductivity after printing. For example, Patent Document 3 discloses a technique for improving the dispersibility of solid fine particles that have a mixture of acidic and basic adsorption groups on their surfaces by adding a first dispersant that has only acidic or basic adsorption groups, and a second dispersant that has both acidic and basic adsorption groups.

また、導電性インクジェットインクでは、導電膜の導電性のばらつきの低減および微細な導電回路パターンの実現の観点から、導電膜の厚みばらつきが低減されていることが望ましい。例えば、特許文献4には、インクジェット装置により印刷されたスペーサ粒子分散液の濡れ広がりを低減するために、表面張力を増大させる有機溶剤を添加することが開示されている。 In addition, with conductive inkjet inks, it is desirable to reduce the variation in the thickness of the conductive film in order to reduce variations in the conductivity of the conductive film and to achieve fine conductive circuit patterns. For example, Patent Document 4 discloses the addition of an organic solvent that increases surface tension to reduce the wetting and spreading of a spacer particle dispersion printed by an inkjet device.

特表2008-513565号公報Special Publication No. 2008-513565 特開2012-216425号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-216425 特開2015-62871号公報JP 2015-62871 A 特開2008-111985号公報JP 2008-111985 A

しかしながら、本発明者らの検討によると、導電性インクジェットインクの表面張力を増大させた場合、かかるインクに含まれる無機粉末の分散性の維持が困難であることがわかった。特に、比重の大きい無機粉末(例えば、タングステン粉末、パラジウム粉末、白金粉末、モリブデン粉末等)では、沈降・凝集が起こり易く、インクジェットノズルを詰まらせる可能性がある。そのため、インク中で無機粉末の分散性の維持(即ち、良好な経日安定性)と、導電膜の厚みばらつきの低減との両立は困難である。 However, the inventors' research has revealed that increasing the surface tension of conductive inkjet ink makes it difficult to maintain the dispersibility of the inorganic powder contained in the ink. In particular, inorganic powders with high specific gravities (e.g., tungsten powder, palladium powder, platinum powder, molybdenum powder, etc.) are prone to settling and aggregation, which can clog inkjet nozzles. Therefore, it is difficult to simultaneously maintain the dispersibility of the inorganic powder in the ink (i.e., good stability over time) and reduce thickness variation in the conductive film.

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、経日安定性に優れ、かつ、印刷された導電膜の厚みばらつきが低減される導電性インクジェットインクを提供することを主な目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its main objective is to provide a conductive inkjet ink that has excellent stability over time and reduces thickness variation in the printed conductive film.

上記目的を達成するため、本発明者らは有機溶剤の構造に注目した。一般に、エステル結合やエーテル結合を有する有機溶剤は極性を有しており、かかる有機溶剤が含まれるインクでは表面張力が増大する。しかしながら、かかる有機溶剤では、無機粉末の凝集が生じ得る。そこで、本発明者らは、かかる凝集は、エステル結合の炭素原子またはエーテル結合の酸素原子と結合した炭素原子の電子が奪われることにより、水素イオンが放出し得る状態になることが原因であると推測した。水素イオンが放出し得る状態の炭素原子は、カチオン系分散剤に含まれるカチオン性官能基(例えばアミン基)と反応し得るため、カチオン系分散剤の作用を阻害し得る。
そこで、本発明者らが鋭意検討を行った結果、エステル結合の炭素原子またはエーテル結合の酸素原子に対し、フェニル基または置換基を有するフェニル基が結合した有機溶剤が含まれる導電性インクジェットインクであれば、無機粉末の凝集が低減され、かつ、導電膜の厚みばらつきが低減されることを見出した。
To achieve the above objective, the present inventors focused on the structure of organic solvents. Generally, organic solvents containing ester or ether bonds are polar, and inks containing such organic solvents have increased surface tension. However, such organic solvents can cause aggregation of inorganic powders. The present inventors hypothesized that such aggregation occurs when electrons are removed from carbon atoms bonded to ester- or ether-bonded oxygen atoms, rendering them in a state in which they can release hydrogen ions. Carbon atoms in a state in which they can release hydrogen ions can react with cationic functional groups (e.g., amine groups) contained in cationic dispersants, thereby inhibiting the action of the cationic dispersants.
Therefore, the present inventors conducted extensive research and found that a conductive inkjet ink containing an organic solvent in which a phenyl group or a phenyl group having a substituent is bonded to a carbon atom in an ester bond or an oxygen atom in an ether bond reduces aggregation of inorganic powder and reduces thickness variations in the conductive film.

即ち、ここに開示される導電性インクジェットインクは、電子部品の製造に用いられる導電性インクジェットインクであって、無機粉末と、カチオン系分散剤と、少なくとも1種以上の有機溶剤とを含有しており、上記有機溶剤として、以下の一般式:
(1)R-COO-R
(2)R-O-R
(ここで、上記一般式中のRは、フェニル基または置換基を有するフェニル基であり、Rは、炭素数1~5のアルキル基または置換基を有する炭素数1~5のアルキル基)
の何れかで示される有機化合物を含有していることを特徴とする。
これにより、経日安定性に優れ、かつ、印刷された導電膜の厚みばらつきが低減された導電性インクジェットインクが提供される。
That is, the conductive inkjet ink disclosed herein is a conductive inkjet ink used in the production of electronic components, and contains an inorganic powder, a cationic dispersant, and at least one organic solvent, and the organic solvent is a compound represented by the following general formula:
(1) R 1 -COO-R 2
(2) R 1 -O-R 2
(wherein, in the above general formula, R 1 is a phenyl group or a phenyl group having a substituent, and R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent).
The present invention is characterized in that it contains an organic compound represented by any one of the following:
This provides a conductive inkjet ink that has excellent stability over time and reduces variations in the thickness of the printed conductive film.

また、ここに開示される導電性インクジェットインクの一態様では、表面張力が31mN/m以上37mN/m以下である。一般に、かかる表面張力の範囲であれば、経日安定性が低下する傾向にあるが、ここに開示される構成の導電性インクジェットインクであれば、経日安定性を良好に保ち、かつ、印刷された導電膜の厚みばらつきを低減することができる。 In one embodiment of the conductive inkjet ink disclosed herein, the surface tension is 31 mN/m or more and 37 mN/m or less. Generally, a surface tension within this range tends to result in reduced stability over time, but the conductive inkjet ink having the configuration disclosed herein maintains good stability over time and can reduce thickness variation in the printed conductive film.

また、ここに開示される導電性インクジェットインクの好ましい一態様では、上記有機溶剤全体を100wt%としたとき、上記(1)または上記(2)で示される有機化合物の合計割合は20wt%以上である。これにより、上記(1)または(2)で示される有機化合物が十分量含有されるため、より優れた経日安定性が実現されると共に、印刷された導電膜の厚みばらつきがより低減される。 In addition, in a preferred embodiment of the conductive inkjet ink disclosed herein, when the entire organic solvent is taken as 100 wt %, the total proportion of the organic compounds represented by (1) or (2) above is 20 wt % or more. This ensures that a sufficient amount of the organic compound represented by (1) or (2) above is contained, thereby achieving better stability over time and further reducing variation in the thickness of the printed conductive film.

また、ここに開示される導電性インクジェットインクの好ましい一態様では、上記導電性インクジェットインク全体を100wt%としたとき、上記有機溶剤の割合は、30wt%以上70wt%以下である。これにより、優れた経日安定性と、印刷された導電膜の厚みばらつきの低減とがより高いレベルで実現される。 In addition, in one preferred embodiment of the conductive inkjet ink disclosed herein, the proportion of the organic solvent is 30 wt% or more and 70 wt% or less when the entire conductive inkjet ink is taken as 100 wt%. This achieves excellent stability over time and a higher level of reduced variation in the thickness of the printed conductive film.

また、ここに開示される導電性インクジェットインクの好ましい一態様では、上記無機粉末は、タングステン粉末およびパラジウム粉末の少なくともどちらか一方を含む。タングステン粉末およびパラジウム粉末は比重が大きく、沈降・凝集が起き易い無機粉末である。しかしながら、ここに開示される技術によれば、これらの粉末の沈降・凝集を抑制することができるため、経日安定性に優れ、印刷された導電膜の厚みばらつきが低減されたタングステン粉末及び/又はパラジウム粉末を含む導電性インクジェットインクが提供される。 In addition, in a preferred embodiment of the conductive inkjet ink disclosed herein, the inorganic powder contains at least one of tungsten powder and palladium powder. Tungsten powder and palladium powder are inorganic powders with high specific gravities that are prone to settling and aggregation. However, the technology disclosed herein can suppress the settling and aggregation of these powders, thereby providing a conductive inkjet ink containing tungsten powder and/or palladium powder that has excellent stability over time and reduced thickness variation in the printed conductive film.

導電性インクの製造に用いられる撹拌粉砕機を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an agitator/pulverizer used in the production of conductive ink. インクジェット装置の一例を模式的に示す全体図である。1 is an overall view schematically illustrating an example of an inkjet device. 図2中のインクジェット装置のインクジェットヘッドを模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an inkjet head of the inkjet device in FIG. 2.

以下、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術の内容は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、本明細書において数値範囲を「A~B(A、Bは任意の数値)」と記載している場合は、一般的な解釈と同様であり、「A以上B以下(Aを上回るがBを下回る範囲を含む)」を意味するものとする。 Preferred embodiments of the technology disclosed herein are described below. Matters necessary for implementing the present invention other than those specifically mentioned in this specification can be understood as design matters for a person skilled in the art based on the prior art in the relevant field. The technology disclosed herein can be implemented based on the contents disclosed in this specification and the technical common sense in the relevant field. When a numerical range is stated in this specification as "A to B (A and B are arbitrary numerical values)," this is the same as the general interpretation, and means "greater than A and less than B (including a range greater than A but less than B)."

1.導電性インクジェットインク
ここに開示される導電性インクジェットインク(導電性インク)は、少なくとも、(A)無機粉末と、(B)分散剤と、(C)有機溶剤とを含有する。また、これらの他にバインダ樹脂等のその他成分が含まれていてもよい。典型的には、導電性インクは、無機粉末が有機ベヒクル成分(分散剤と、有機溶剤およびバインダ樹脂の混合物)中に分散された状態である。以下、ここに開示される導電性インクに含まれる各成分について説明する。
1. Conductive Inkjet Ink The conductive inkjet ink (conductive ink) disclosed herein contains at least (A) an inorganic powder, (B) a dispersant, and (C) an organic solvent. In addition to these, other components such as a binder resin may also be included. Typically, the conductive ink is in a state in which the inorganic powder is dispersed in an organic vehicle component (a mixture of a dispersant, an organic solvent, and a binder resin). Each component contained in the conductive ink disclosed herein will be described below.

(A)無機粉末
無機粉末は、焼成後の印刷層(導電回路パターン)の主成分(母材)を構成する材料である。ここに開示される導電性インクでは、無機粉末として、導電性を有する金属粉末を好ましく用いることができる。かかる金属粉末の金属としては、例えば、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、モリブデン(Mo)、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ルテニウム(Ru)、オスミニウム(Os)、イリジウム(Ir)、アルミニウム(Al)等が挙げられる。このなかでも、W、Pd、Pt、Mo、Co、Ni、Fe、Crは、融点が1400℃以上であるため、製造工程に1200℃以上の高温焼成が必要となる耐プラズマ性の電子部品に好適に用いることができる。さらに、このなかでも、W、Pd、Pt、Moは特に融点が高く、耐熱性に優れているため、より好ましく耐プラズマ性電子部品に用いられ得る。一方で、これらの金属粉末は比重が非常に大きいため(比重10以上)、沈殿・凝集が起こり易く、経日安定性の低下が起こり易い性質を有する。しかしながら、ここに開示される技術によると、比重が大きい金属粉末であっても、沈殿・凝集を抑制することができる。そのため、例えば、W、Pd、Pt、Mo等の比重の大きな高融点金属であっても、ここに開示される導電性インクに好適に用いることができる。なお、金属粉末は1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
(A) Inorganic Powder The inorganic powder is a material that constitutes the main component (base material) of the printed layer (conductive circuit pattern) after firing. In the conductive ink disclosed herein, conductive metal powders can be preferably used as the inorganic powder. Examples of metals in such metal powders include tungsten (W), palladium (Pd), platinum (Pt), molybdenum (Mo), rhodium (Rh), cobalt (Co), nickel (Ni), iron (Fe), chromium (Cr), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), ruthenium (Ru), osmium (Os), iridium (Ir), and aluminum (Al). Among these, W, Pd, Pt, Mo, Co, Ni, Fe, and Cr have melting points of 1400°C or higher, and are therefore suitable for use in plasma-resistant electronic components that require high-temperature firing at 1200°C or higher during the manufacturing process. Furthermore, among these, W, Pd, Pt, and Mo have particularly high melting points and excellent heat resistance, making them more suitable for use in plasma-resistant electronic components. However, because these metal powders have very high specific gravities (specific gravities of 10 or more), they are prone to precipitation and aggregation, and their stability over time is likely to decrease. However, the technology disclosed herein can suppress precipitation and aggregation even in metal powders with high specific gravities. Therefore, even high-melting-point metals with high specific gravities, such as W, Pd, Pt, and Mo, can be suitably used in the conductive ink disclosed herein. Note that the metal powders may be used alone or in combination of two or more types.

また、無機粉末は、ここに開示される技術の効果を阻害しない範囲内であれば、金属粉末を構成する金属粒子以外にも無機粒子を含んでいてもよい。かかる無機粒子の一例として、ZrO、Al、AgO、CuO、PdO、NiO、CoO等のセラミック粒子が挙げられる。これらのセラミック粒子は、一般的な金属粒子よりも融点が高いため、金属粒子と混合することによって、導電膜の耐熱性の向上を図ることができる。なお、セラミック粒子等の無機粒子を添加する場合には、無機粉末全体を100wt%としたとき、無機粉末に含まれる金属粒子(金属粉末)の割合は典型的には50wt%以上であって、70wt%以上が好ましく、80wt%以上がより好ましく、90wt%以上がさらに好ましい。これにより、導電膜の導電性と耐熱性とが高いレベルで実現される。 Furthermore, the inorganic powder may contain inorganic particles other than the metal particles constituting the metal powder, as long as the effects of the technology disclosed herein are not impaired. Examples of such inorganic particles include ceramic particles such as ZrO 2 , Al 2 O 3 , Ag 2 O, Cu 2 O, PdO, NiO, and CoO. These ceramic particles have a higher melting point than general metal particles, so mixing them with metal particles can improve the heat resistance of the conductive film. When inorganic particles such as ceramic particles are added, the proportion of metal particles (metal powder) contained in the inorganic powder, when the total inorganic powder is taken as 100 wt %, is typically 50 wt % or more, preferably 70 wt % or more, more preferably 80 wt % or more, and even more preferably 90 wt % or more. This allows the conductive film to achieve high levels of conductivity and heat resistance.

また、無機粉末は、分散剤による分散性向上効果を適切に発揮させるという観点から、一定以上の比表面積を有していることが好ましい。例えば、無機粉末の比表面積は、1m/g以上が好ましく、1.2m/g以上がより好ましく、1.5m/g以上が特に好ましい。一方、の比表面積が広くなりすぎると、無機粒子同士の凝集が却って生じやすくなる。かかる観点から、無機粉末の比表面積の上限は、5m/g以下が好ましく、4m/g以下がより好ましく、3m/g以下が特に好ましい。なお、本明細書における「比表面積」とは、JISZ8830:2013に規定されたBET法に基づいて測定されたBET比表面積をいう。 Furthermore, from the viewpoint of properly exerting the dispersibility-improving effect of the dispersant, it is preferable that the inorganic powder has a specific surface area of a certain level or more. For example, the specific surface area of the inorganic powder is preferably 1 m 2 /g or more, more preferably 1.2 m 2 /g or more, and particularly preferably 1.5 m 2 /g or more. On the other hand, if the specific surface area is too large, aggregation of inorganic particles is more likely to occur. From this viewpoint, the upper limit of the specific surface area of the inorganic powder is preferably 5 m 2 /g or less, more preferably 4 m 2 /g or less, and particularly preferably 3 m 2 /g or less. In this specification, "specific surface area" refers to the BET specific surface area measured based on the BET method specified in JIS Z8830:2013.

また、無機粒子の粒子径は、吐出性や経日安定性に影響し得る要素の一つである。具体的には、無機粒子の粒子径が大きすぎると、インクジェット装置の吐出口が無機粒子で詰まって吐出性が大きく低下する可能性がある。このため、導電性インクに含まれる無機粒子の平均粒子径は、500nm以下が好ましく、450nm以下がより好ましく、400nm以下がさらに好ましく、350nm以下が特に好ましく、例えば320nm以下であってよい。一方、無機粒子の粒子径が小さくなり過ぎると、無機粒子同士が凝集し易くなるため、経日安定性の低下が生じやすくなる。かかる観点から、無機粒子の平均粒子径は、150nm以上が好ましく、170nm以上がより好ましく、180nm以上がさらに好ましく、200nm以上が特に好ましく、例えば220nm以上であってよい。なお、本明細書において、「平均粒子径」は、動的光散乱(Dynamic light scattering:DLS)法に基づく平均粒子径である。かかるDLS法に基づく平均粒子径は、JIS Z 8828:2013に準じて測定できる。 Furthermore, the particle size of inorganic particles is one factor that can affect ejection performance and long-term stability. Specifically, if the particle size of inorganic particles is too large, the ejection orifices of the inkjet device may become clogged with inorganic particles, significantly reducing ejection performance. Therefore, the average particle size of inorganic particles contained in conductive ink is preferably 500 nm or less, more preferably 450 nm or less, even more preferably 400 nm or less, and particularly preferably 350 nm or less, and may be, for example, 320 nm or less. On the other hand, if the particle size of inorganic particles is too small, the inorganic particles tend to aggregate, which can lead to a decrease in long-term stability. From this perspective, the average particle size of inorganic particles is preferably 150 nm or more, more preferably 170 nm or more, even more preferably 180 nm or more, and particularly preferably 200 nm or more, and may be, for example, 220 nm or more. Note that, in this specification, "average particle size" refers to the average particle size determined by dynamic light scattering (DLS) analysis. The average particle size based on the DLS method can be measured in accordance with JIS Z 8828:2013.

導電性インク中の無機粉末の含有量は、特に限定されず、印刷目的(形成予定の導電回路パターン)に応じて適宜調節することができる。具体的には、導電性インク中の無機粉末の含有量が増加するにつれて、少ない印刷回数で好適な厚みの導電回路パターン(導電膜)を形成しやすくなる。かかる観点から、導電性インクの総量(100wt%)に対する無機粉末の含有量は、30wt%以上が好ましく、35wt%以上がより好ましく、40wt%以上が特に好ましい。一方、無機粉末の含有量が少なくなるにつれて、経日安定性や吐出性が向上する傾向がある。かかる観点から、導電性インクの総量に対する無機粉末の含有量は、70wt%以下が好ましく、60wt%以下がより好ましく、55wt%以下が特に好ましい。 The content of inorganic powder in the conductive ink is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on the printing purpose (the conductive circuit pattern to be formed). Specifically, as the content of inorganic powder in the conductive ink increases, it becomes easier to form a conductive circuit pattern (conductive film) of appropriate thickness with fewer print runs. From this perspective, the content of inorganic powder relative to the total amount of conductive ink (100 wt%) is preferably 30 wt% or more, more preferably 35 wt% or more, and particularly preferably 40 wt% or more. On the other hand, as the content of inorganic powder decreases, stability over time and ejection performance tend to improve. From this perspective, the content of inorganic powder relative to the total amount of conductive ink is preferably 70 wt% or less, more preferably 60 wt% or less, and particularly preferably 55 wt% or less.

(B)分散剤
分散剤は、無機粒子をインク中に均一に分散させ、当該無機粒子の凝集・沈降を抑制する有機化合物である。ここに開示される導電性インクでは、カチオン系分散剤が含まれていることが好ましく、さらにノニオン系分散剤を併用してもよい。
(B) Dispersant: A dispersant is an organic compound that uniformly disperses inorganic particles in the ink and inhibits aggregation and sedimentation of the inorganic particles. The conductive ink disclosed herein preferably contains a cationic dispersant, and may further contain a nonionic dispersant.

カチオン系分散剤は、カチオン性官能基を有する分散剤である。カチオン系分散剤の一例としてアミン系分散剤が挙げられる。アミン系分散剤は、少なくとも一方の末端にアミン基を有した鎖状の有機化合物である。かかるカチオン系分散剤のアミン基は、表面が弱酸性である金属粒子の表面に付着することで立体障害を生じさせ、金属粒子同士の凝集を抑制することができる。これにより、経日安定性を向上させることができる。表面が弱酸性であり得る金属粒子としては、例えば、タングステン粒子、パラジウム粒子、モリブデン粒子等が挙げられる。これらの粒子の表面は、大気中の酸素によって酸化されることにより弱酸性であり得る。そのため、これらの粒子にはカチオン系分散剤を好適に用いることができる。なお、カチオン系分散剤は、従来公知のカチオン系分散剤を特に制限なく使用できる。例えば、重量平均分子量が1×10~5×10程度の脂肪酸アミン系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤などが挙げられる。より具体的な例としては、クローダジャパン株式会社製のHypermerKD-1やHypermerKD-3、日油株式会社製のエスリームADシリーズ(登録商標)AD-508E等が好適に用いられる。なお、カチオン系分散剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 A cationic dispersant is a dispersant having a cationic functional group. An example of a cationic dispersant is an amine dispersant. An amine dispersant is a chain-like organic compound having an amine group at at least one end. The amine group of such a cationic dispersant adheres to the surface of metal particles with weakly acidic surfaces, causing steric hindrance and suppressing aggregation of the metal particles. This improves stability over time. Examples of metal particles that may have weakly acidic surfaces include tungsten particles, palladium particles, and molybdenum particles. The surfaces of these particles can become weakly acidic due to oxidation by oxygen in the air. Therefore, cationic dispersants are suitable for use with these particles. Conventional cationic dispersants can be used without particular restrictions as the cationic dispersant. Examples include fatty acid amine dispersants and polyester amine dispersants with a weight-average molecular weight of approximately 1×10 3 to 5×10 4 . More specific examples that can be suitably used include Hypermer KD-1 and Hypermer KD-3 manufactured by Croda Japan Co., Ltd., and S-Leam AD Series (registered trademark) AD-508E manufactured by NOF Corporation. The cationic dispersants may be used alone or in combination of two or more.

ノニオン系分散剤は、金属粒子の表面に付着したカチオン系分散剤に付着することにより、金属粒子表面の立体障害を増強させることができる。具体的には、カチオン系分散剤の一端のアミン基が金属粒子の表面に付着し、かかるカチオン系分散剤の他端にノニオン系分散剤が付着することで、より大きな立体障害とすることができる。これにより、金属粒子同士の凝集をより好適に抑制することができるため、経日安定性をより向上させることができる。ノニオン系分散剤としては、従来公知のノニオン系分散剤を特に制限なく使用することができる。例えば、重量平均分子量が1×10~1×10程度のエーテル系分散剤、エステル系分散剤、エーテルエステル分散剤、含窒素系分散剤などが挙げられる。具体例としては、クローダジャパン株式会社製のHypermerKD-13やHypermerKD-14等が好適に用いられる。 The nonionic dispersant can enhance the steric hindrance of the metal particle surface by adhering to the cationic dispersant adhered to the surface of the metal particle. Specifically, by adhering an amine group at one end of the cationic dispersant to the surface of the metal particle and then adhering a nonionic dispersant to the other end of the cationic dispersant, a greater steric hindrance can be achieved. This can more effectively suppress the aggregation of metal particles, thereby further improving stability over time. As the nonionic dispersant, any conventionally known nonionic dispersant can be used without particular limitation. Examples include ether-based dispersants, ester-based dispersants, ether-ester dispersants, and nitrogen-containing dispersants having a weight-average molecular weight of approximately 1×10 3 to 1×10 4. Specific examples include Hypermer KD-13 and Hypermer KD-14 manufactured by Croda Japan Co., Ltd.

有機ベヒクル成分(分散剤と、有機溶剤およびバインダ樹脂の混合物)中の分散剤の割合は、特に制限されるものではないが、分散剤の割合が高い場合、導電性インクの導電性が妨げられてしまう。そのため、有機ベヒクル成分全体を100wt%としたときの分散剤の割合は、典型的には5wt%以下であり、4wt%以下が好ましく、例えば3wt%以下であってよい。また、分散剤の割合が低い場合、分散剤による金属粒子の凝集抑制効果が十分に発揮されない可能性がある。そのため、上記分散剤の割合は、例えば、0.5wt%以上であるとよく、1wt%以上であることが好ましい。なお、ここで述べた分散剤の割合はカチオン系分散剤のみ、または、カチオン系分散剤とノニオン系分散剤とを併せた混合分散剤の割合のことをいう。 While there are no particular restrictions on the proportion of dispersant in the organic vehicle component (a mixture of dispersant, organic solvent, and binder resin), a high dispersant proportion can impair the conductivity of the conductive ink. Therefore, when the total organic vehicle component is 100 wt%, the dispersant proportion is typically 5 wt% or less, preferably 4 wt% or less, and may be, for example, 3 wt% or less. Furthermore, if the dispersant proportion is low, the dispersant's effect of suppressing metal particle aggregation may not be fully exerted. Therefore, the dispersant proportion should be, for example, 0.5 wt% or more, and preferably 1 wt% or more. The dispersant proportion mentioned here refers to cationic dispersant alone, or to a mixed dispersant consisting of a cationic dispersant and a nonionic dispersant.

また、カチオン系分散剤とノニオン系分散剤とを併せた混合分散剤を用いる場合には、ノニオン系分散剤がカチオン系分散剤と十分に付着できる量であることが好ましい。そのため、かかる混合分散剤全体を100wt%としたとき、ノニオン系分散剤の割合は、例えば、20wt%以上であるとよく、50wt%以上が好ましく、60wt%以上がより好ましい。一方で、ノニオン系分散剤の量が多すぎる場合には、相対的にカチオン系分散剤が少なくなるため、カチオン系分散剤が金属粒子の表面に十分に付着できなくなる。そのため、上記ノニオン系分散剤の割合は、例えば90wt%以下であるとよく、80wt%以下が好ましく、70wt%以下であることがより好ましい。 Furthermore, when using a mixed dispersant that combines a cationic dispersant and a nonionic dispersant, it is preferable that the amount of nonionic dispersant be such that it can sufficiently adhere to the cationic dispersant. Therefore, when the entire mixed dispersant is taken as 100 wt%, the proportion of nonionic dispersant should be, for example, 20 wt% or more, preferably 50 wt% or more, and more preferably 60 wt% or more. On the other hand, if the amount of nonionic dispersant is too high, the amount of cationic dispersant will be relatively small, and the cationic dispersant will not be able to sufficiently adhere to the surface of the metal particles. Therefore, the proportion of the nonionic dispersant should be, for example, 90 wt% or less, preferably 80 wt% or less, and more preferably 70 wt% or less.

(C)有機溶剤
ここに開示される導電性インクジェットインクに含まれる有機溶剤は、少なくとも1種以上の有機化合物で構成されている。また、有機溶剤として、以下の一般式:
(1)R-COO-R
(2)R-O-R
(ここで、前記一般式中のRは、フェニル基または置換基を有するフェニル基であり、Rは、炭素数1~5のアルキル基または置換基を有する炭素数1~5のアルキル基)
の何れかで示される有機化合物を少なくとも1種を含有している。
(C) Organic Solvent The organic solvent contained in the conductive inkjet ink disclosed herein is composed of at least one organic compound.
(1) R 1 -COO-R 2
(2) R 1 -O-R 2
(wherein, in the general formula, R 1 is a phenyl group or a phenyl group having a substituent, and R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent).
The present invention contains at least one organic compound represented by any one of the following formulae:

上記Rは、典型的にはフェニル基(C基)であるが、かかるフェニル基は1つまたは2つの置換基を有し得る。かかる置換基としては、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、アセチル基、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。また、上記Rに置換基が含まれる場合、置換基の数は、典型的には1つであるが、2つであってもよい。また、かかる置換基の配向性は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。 R1 is typically a phenyl group ( C6H5 group ), and the phenyl group may have one or two substituents. Examples of such substituents include a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, an acetyl group, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. When R1 contains a substituent, the number of substituents is typically one, but may be two. The orientation of the substituent may be in the ortho, meta, or para position.

上記Rは、炭素数1~5のアルキル基である得るが、炭素数1~3のアルキル基であることが好ましい。また、かかるアルキル基は置換基を有していてもよい。かかる置換基の数は特に限定されるものではないが、例えば1~3つの置換基を有していてもよく、好ましくは1つの置換基を有する。かかる置換基としては、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基、アセチル基、フェニル基、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。 The above R2 may be an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, but is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. In addition, such an alkyl group may have a substituent. There is no particular limitation on the number of such substituents, but for example, the alkyl group may have 1 to 3 substituents, and preferably has one substituent. Examples of such substituents include a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, an acetyl group, a phenyl group, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.

上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物の分子量は、例えば400以下であって、300以下が好ましく、250以下がより好ましい。かかる分子量の下限としては、Rとしてフェニル基、Rとしてメチル基を有する上記(2)で示される有機化合物の分子量が最も小さい分子量であることから、およそ105以上(より具体的には108以上)であればよい。 The molecular weight of the organic compound represented by either (1) or (2) above is, for example, 400 or less, preferably 300 or less, and more preferably 250 or less. The lower limit of the molecular weight may be approximately 10 or more (more specifically, 10 or more), since the molecular weight of the organic compound represented by (2) above having a phenyl group as R1 and a methyl group as R2 is the smallest molecular weight.

上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物の表面張力は、特に制限されるものではないが、30mN/m以上であるとよく、33mN/m以上が好ましく、35mN/mがより好ましく、37mN/m以上が特に好ましい。これにより、導電性インクの表面張力を増大させ、印刷された導電膜の厚みばらつきを低減することができる。一方で、かかる有機化合物の表面張力が大きすぎる場合には、導電性インクの表面張力が過剰に増大し、インクジェット装置の吐出口の詰まりの原因となり得る。そのため、例えば、かかる有機化合物の表面張力は50mN/m以下であるとよく、45mN/m以下が好ましい。なお、かかる表面張力は、例えば、静的表面張力計(協和界面科学株式会社製、DYNEMASTER DY-300)により測定することができる。 The surface tension of the organic compound described in either (1) or (2) above is not particularly limited, but is preferably 30 mN/m or more, preferably 33 mN/m or more, more preferably 35 mN/m, and particularly preferably 37 mN/m or more. This increases the surface tension of the conductive ink and reduces thickness variations in the printed conductive film. On the other hand, if the surface tension of such an organic compound is too high, the surface tension of the conductive ink will increase excessively, which may cause clogging of the nozzles of the inkjet device. Therefore, for example, the surface tension of such an organic compound is preferably 50 mN/m or less, and preferably 45 mN/m or less. Note that this surface tension can be measured, for example, using a static surface tensiometer (DYNEMASTER DY-300, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

上記(1)で示される有機化合物の具体例としては、例えば、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、フタル酸ジメチル等が挙げられる。また、上記(2)で示される有機化合物の具体例としては、例えば、ブチルフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、2-フェノキシエタノール等が挙げられる。 Specific examples of organic compounds represented by (1) above include methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, butyl benzoate, benzyl benzoate, methyl salicylate, ethyl salicylate, and dimethyl phthalate. Specific examples of organic compounds represented by (2) above include butyl phenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, and 2-phenoxyethanol.

また、ここに開示される導電性インクに用いられる有機溶剤は、上記(1)または上記(2)で示される有機化合物を1種単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。また、上記(1)または上記(2)で示される有機化合物のほかにも、従来のインクジェットインクに使用され得る有機溶剤(有機化合物)を1種、または2種以上を組み合わせて使用してもよい。かかる有機溶剤としては、乾燥処理における急激な乾燥を防止して安定的に乾燥膜(導電膜)を形成するという観点から、比較的、沸点が高い有機溶剤(例えば、沸点:140℃~260℃)を使用することが好ましい。また、印刷精度の向上という観点から、有機溶剤は、比較的、低粘度(0.5mPa・s~20mPa・s程度)であり、かつ、適度な表面張力(20mN/m~40mN/m程度)を有するものが好ましい。このような有機溶剤の好適例として、グリコールアセテートや脂肪族モノアルコールなどが挙げられる。グリコールアセテートとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルモノグリコールアセテート(BMGAC)、ブチルジグリコールアセテート(BDGAC)、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチラート等が挙げられる。また、脂肪族モノアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、n-アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、イソオクタノール、ノナノール、デカノール、イソウンデカノール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の直鎖又は分岐脂肪族アルコールが挙げられる。また、この他にもジエチレングリコールジブチルエーテル等のグリコールエーテル系有機溶剤も使用し得る。 The organic solvent used in the conductive ink disclosed herein may be one of the organic compounds described in (1) or (2) above, either singly or in combination. In addition to the organic compounds described in (1) or (2), organic solvents (organic compounds) that can be used in conventional inkjet inks may also be used singly or in combination. From the perspective of preventing rapid drying during the drying process and forming a stable dried film (conductive film), it is preferable to use an organic solvent with a relatively high boiling point (e.g., boiling point: 140°C to 260°C). From the perspective of improving printing accuracy, it is preferable for the organic solvent to have a relatively low viscosity (approximately 0.5 mPa·s to 20 mPa·s) and a moderate surface tension (approximately 20 mN/m to 40 mN/m). Suitable examples of such organic solvents include glycol acetate and aliphatic monoalcohols. Examples of glycol acetates include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, butyl monoglycol acetate (BMGAC), butyl diglycol acetate (BDGAC), and 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate. Examples of aliphatic monoalcohols include straight-chain or branched aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, n-amyl alcohol, hexanol, heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, isooctanol, nonanol, decanol, isoundecanol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, and stearyl alcohol. Glycol ether organic solvents such as diethylene glycol dibutyl ether can also be used.

有機溶剤は、有機ベヒクル成分の主要な構成成分である。そのため、有機ベヒクル成分全体を100wt%としたときの有機溶剤の割合は、典型的には、80wt%以上であって、90wt%以上が好ましく、95wt%以上がより好ましく、例えば、96wt%以上であってもよい。 The organic solvent is the main component of the organic vehicle component. Therefore, when the total organic vehicle component is taken as 100 wt%, the proportion of the organic solvent is typically 80 wt% or more, preferably 90 wt% or more, more preferably 95 wt% or more, and may be, for example, 96 wt% or more.

有機溶剤として、上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物と、これ以外の有機化合物を組み合わせて使用する場合、上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物の割合が少ないと、経日安定性の向上効果および導電膜の厚みばらつきの低減が不十分になり得る。そのため、有機溶剤全体を100wt%としたとき、上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物の割合は、20wt%以上であることが好ましく、例えば、40wt%以上であってもよい。また、かかる割合の上限は特に制限されるものではないが、例えば、95wt%以下であってよく、また、85wt%以下であってもよく、もしくは、75wt%以下であってもよい。 When an organic solvent is used in combination with an organic compound described in either (1) or (2) above and another organic compound, if the proportion of the organic compound described in either (1) or (2) above is low, the effect of improving stability over time and reducing thickness variation in the conductive film may be insufficient. Therefore, when the total organic solvent is taken as 100 wt%, the proportion of the organic compound described in either (1) or (2) above is preferably 20 wt% or more, and may be, for example, 40 wt% or more. There is no particular upper limit to this proportion, but it may be, for example, 95 wt% or less, 85 wt% or less, or 75 wt% or less.

また、導電性インク中の上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物を含む有機溶剤の含有量が少ない場合、経日安定性の向上効果および導電膜の厚みばらつきの低減が不十分になり得る。そのため、導電性インク全体を100wt%としたとき、上記(1)および上記(2)の何れかで示される有機化合物を含む有機溶剤の割合は、30wt%以上が好ましく、40wt%以上がより好ましく、45wt%以上がさらに好ましい。また、かかる有機化合物の含有量の上限は、特に制限されるものではないが、例えば、70wt%以下であって、65wt%であってよく、60wt%以下であってよい。 Furthermore, if the content of the organic solvent containing the organic compound described in either (1) or (2) above in the conductive ink is low, the effect of improving stability over time and reducing thickness variation in the conductive film may be insufficient. Therefore, when the entire conductive ink is taken as 100 wt%, the proportion of the organic solvent containing the organic compound described in either (1) or (2) above is preferably 30 wt% or more, more preferably 40 wt% or more, and even more preferably 45 wt% or more. Furthermore, the upper limit of the content of such organic compound is not particularly limited, but may be, for example, 70 wt% or less, or may be 65 wt% or less, or may be 60 wt% or less.

有機溶剤全体としての表面張力としては、特に制限されるものではないが、30mN/m以上であるとよく、31mN/m以上が好ましく、32mN/m以上がより好ましい。また、有機溶剤全体の表面張力は40mN/m以下であるとよく、37mN/m以下が好ましく、36mN/m以下がより好ましく、35mN/m以下であってよい。有機溶剤全体の表面張力は、導電性インクとしての表面張力に影響するため、上記範囲であることにより、導電性インクの表面張力を好適に調整することができる。 The surface tension of the organic solvent as a whole is not particularly limited, but is preferably 30 mN/m or more, preferably 31 mN/m or more, and more preferably 32 mN/m or more. The surface tension of the organic solvent as a whole is preferably 40 mN/m or less, preferably 37 mN/m or less, more preferably 36 mN/m or less, and may be 35 mN/m or less. The surface tension of the organic solvent as a whole affects the surface tension of the conductive ink, so by keeping the surface tension within the above range, the surface tension of the conductive ink can be suitably adjusted.

(D)その他の成分
ここに開示される導電性インクは、ここに開示される技術の効果を損なわない範囲で、インクジェットインク(典型的には、導電性インクジェットインク)に用いられ得る公知の添加剤をさらに含有してもよい。かかる添加剤の一例として、バインダ樹脂などが挙げられる。
(D) Other Components The conductive ink disclosed herein may further contain known additives that can be used in inkjet inks (typically, conductive inkjet inks), as long as the effects of the technology disclosed herein are not impaired. Examples of such additives include binder resins.

バインダ樹脂は、導電性インクが印刷された導電膜が乾燥した際に、かかる導電膜(乾燥膜)の定着性や強度を向上させることができる成分である。バインダ樹脂は、ここに開示される技術の効果を阻害しない限り、従来の導電性インクに使用され得るバインダ樹脂を特に制限なく使用できる。なお、定着性に優れた導電膜を形成するという観点から、バインダ樹脂のガラス転移温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上が好ましく、60℃以上が特に好ましい。また、焼成処理後にバインダ樹脂が残留すると、製造後の電子部品の品質低下(例えば、抵抗の上昇)の原因になる。このため、バインダ樹脂は、焼成処理(例えば、500℃~2000℃の加熱処理)で容易に焼失することが好ましい。このようなバインダ樹脂の一例として、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。また、ポリビニルアセタール樹脂の具体例として、ポリビニルブチラール樹脂やポリビニルホルマール樹脂(ビニロン)等が挙げられる。 The binder resin is a component that can improve the adhesion and strength of the conductive film (dried film) printed with conductive ink when the conductive film dries. As long as the effects of the technology disclosed herein are not impaired, binder resins that can be used in conventional conductive inks can be used without particular restrictions. From the perspective of forming a conductive film with excellent adhesion, the glass transition temperature of the binder resin is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and particularly preferably 60°C or higher. Furthermore, if binder resin remains after baking, it can cause a decrease in the quality of manufactured electronic components (e.g., increased resistance). For this reason, it is preferable that the binder resin be easily burned off during baking (e.g., heating at 500°C to 2000°C). Examples of such binder resins include polyvinyl acetal resin and acrylic resin. Specific examples of polyvinyl acetal resin include polyvinyl butyral resin and polyvinyl formal resin (vinylon).

なお、バインダ樹脂の重量平均分子量Mwが大きくなるにつれて、乾燥膜の定着性や強度が向上する傾向がある。かかる観点から、バインダ樹脂の重量平均分子量Mwは、0.5×10以上が好ましく、1×10以上がより好ましく、1.5×10以上がさらに好ましく、2×10以上が特に好ましい。一方、バインダ樹脂の重量平均分子量Mwが小さくなるにつれて、インク粘度が低下する傾向がある。かかる観点から、バインダ樹脂の重量平均分子量Mwは、20×10以下が好ましく、15×10以下であることがより好ましく、10×10以下であることがさらに好ましく、5×10以下であることが特に好ましい。 As the weight-average molecular weight Mw of the binder resin increases, the fixation and strength of the dried film tend to improve. From this perspective, the weight-average molecular weight Mw of the binder resin is preferably 0.5×10 4 or more, more preferably 1×10 4 or more, even more preferably 1.5×10 4 or more, and particularly preferably 2×10 4 or more. On the other hand, as the weight-average molecular weight Mw of the binder resin decreases, the ink viscosity tends to decrease. From this perspective, the weight-average molecular weight Mw of the binder resin is preferably 20×10 4 or less, more preferably 15×10 4 or less, even more preferably 10×10 4 or less, and particularly preferably 5×10 4 or less.

また、バインダ樹脂の含有量は、ここに開示される技術の効果を阻害しない限りにおいて適宜調節できる。例えば、有機ベヒクル成分全体を100wt%としたときのバインダ樹脂の下限値は、例えば、0.1wt%以上であって、0.5wt%以上であってよく、1wt%以上であってもよい。一方、バインダ樹脂の上限値は、例えば、3wt%以下であって、2wt%以下であってよく、1.5wt%以下であってもよい。 The amount of binder resin contained can be adjusted as appropriate as long as it does not impair the effects of the technology disclosed herein. For example, when the total organic vehicle component is 100 wt%, the lower limit of the binder resin is, for example, 0.1 wt% or more, and may be 0.5 wt% or more, or even 1 wt% or more. On the other hand, the upper limit of the binder resin is, for example, 3 wt% or less, and may be 2 wt% or less, or even 1.5 wt% or less.

なお、ここに開示される導電性インクは、バインダ樹脂以外の添加剤を含んでいてもよい。バインダ樹脂以外の添加剤の種類やその添加量については、従来公知の技術常識に基づいて適宜変更でき、本発明を特徴づけるものではないため、詳しい説明を省略する。 The conductive ink disclosed herein may contain additives other than the binder resin. The types and amounts of additives other than the binder resin can be changed as appropriate based on conventional technical common sense, and as they do not characterize the present invention, detailed explanations will be omitted.

導電性インク中の有機ベヒクル成分(分散剤、有機溶剤および樹脂バインダ)の含有量は、特に限定されるものではなく、上述の無機粉末の含有量と同様に、印刷目的に応じて適宜調節することができる。そのため、導電性インク全体を100wt%としたとき、有機ベヒクル成分は30wt%以上が好ましく、40wt%以上がより好ましく、45wt%以上が特に好ましい。また、有機ベヒクル成分の上限としては、例えば、70wt%以下であって、65wt%以下が好ましく、60wt%以下がより好ましい。 The content of organic vehicle components (dispersant, organic solvent, and resin binder) in the conductive ink is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on the printing purpose, similar to the content of the inorganic powder described above. Therefore, when the entire conductive ink is taken as 100 wt%, the organic vehicle components are preferably 30 wt% or more, more preferably 40 wt% or more, and particularly preferably 45 wt% or more. Furthermore, the upper limit of the organic vehicle components is, for example, 70 wt% or less, preferably 65 wt% or less, and more preferably 60 wt% or less.

<導電性インクの物性>
ここに開示される導電性インクの表面張力は、導電膜の厚みばらつきの低減の観点から、30mN/m以上であるとよく、31mN/m以上が好ましい。また、インクジェット吐出口の詰まりを抑制する観点から、導電性インクの表面張力は、例えば40mN/m以下であって、37mN/m以下が好ましく、36mN/m以下がより好ましく(例えば35.2mN/m以下)、35mN/m以下がさらに好ましく(例えば、34.8mN/m以下)、34mN/m以下が特に好ましい。
<Conductive ink properties>
The surface tension of the conductive ink disclosed herein is preferably 30 mN/m or more, and preferably 31 mN/m or more, from the viewpoint of reducing thickness variations of the conductive film. Furthermore, from the viewpoint of suppressing clogging of the inkjet ejection orifices, the surface tension of the conductive ink is, for example, 40 mN/m or less, preferably 37 mN/m or less, more preferably 36 mN/m or less (e.g., 35.2 mN/m or less), even more preferably 35 mN/m or less (e.g., 34.8 mN/m or less), and particularly preferably 34 mN/m or less.

導電性インクの粘度は、特に限定されるものではないが、導電性インクの粘度が高すぎる場合、インクジェット装置の吐出口に付着しやすくなり、印刷精度が低下する原因となり得る。そのため、導電性インクの粘度は、例えば30mPa・s以下であるとよく、25mPa・s以下が好ましく、20mPa・s以下がより好ましく、例えば、16mPa・s以下や、15mPa・s以下であってよい。また、粘度が低すぎる場合、吐出されたインクが広がり易くなり、印刷精度の低下の原因となり得る。そのため、導電性インクの粘度は、例えば、5mPa・s以上であるとよく、7mPa・s以上が好ましく、9mPa・s以上がより好ましく、10mPa・s以上であってよい。なお、インクの粘度は、B型粘度計により測定することができる。 The viscosity of the conductive ink is not particularly limited, but if the viscosity of the conductive ink is too high, it will tend to adhere to the nozzles of the inkjet device, which may result in reduced printing accuracy. Therefore, the viscosity of the conductive ink should be, for example, 30 mPa·s or less, preferably 25 mPa·s or less, and more preferably 20 mPa·s or less, and may be, for example, 16 mPa·s or less or 15 mPa·s or less. Furthermore, if the viscosity is too low, the ejected ink will tend to spread, which may result in reduced printing accuracy. Therefore, the viscosity of the conductive ink should be, for example, 5 mPa·s or more, preferably 7 mPa·s or more, more preferably 9 mPa·s or more, and may be 10 mPa·s or more. The viscosity of the ink can be measured using a B-type viscometer.

2.導電性インクの調製
次に、ここに開示される導電性インクを調製(製造)する手順について説明する。ここに開示される導電性インクは、上述の各成分を混合した後、無機粉末の解砕・分散を行うことによって調製される。図1は導電性インクの製造に用いられる撹拌粉砕機を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明は、ここに開示される導電性インクを調製する手段の一例を示すものであり、ここに開示される技術を限定することを意図したものではない。
2. Preparation of Conductive Ink Next, the procedure for preparing (manufacturing) the conductive ink disclosed herein will be described. The conductive ink disclosed herein is prepared by mixing the above-mentioned components and then crushing and dispersing the inorganic powder. Figure 1 is a cross-sectional view that schematically shows an agitator/pulverizer used to manufacture the conductive ink. Note that the following description shows an example of a means for preparing the conductive ink disclosed herein and is not intended to limit the technology disclosed herein.

ここに開示される導電性インクを製造する際には、先ず、上述した各成分を秤量して混合することによって当該インクの前駆物質であるスラリー(ペースト、サスペンションを含む)を調製する。そして、図1に示すような撹拌粉砕機100を用いて、スラリーの撹拌と無機粉末の解砕を行うことによって導電性インクを調製する。具体的には、微小な解砕用ビーズ(例えば、平均粒子径が10μm~50μmのジルコニアビーズ)をスラリーに添加した後に、供給口110から撹拌容器120内にスラリーを供給する。この撹拌容器120内には、複数の撹拌羽132を有したシャフト134が収容されている。かかるシャフト134の一端はモータ(図示省略)に取り付けられており、当該モータを稼働させてシャフト134を回転させることによって複数の撹拌羽132でスラリーを送液方向Dの下流側に送り出しながら撹拌する。この撹拌の際に解砕用ビーズによって無機粒子が解砕され、微粒化した無機粉末がスラリー中に分散される。 To manufacture the conductive ink disclosed herein, the ink precursor slurry (including paste and suspension) is first prepared by weighing and mixing the components described above. The conductive ink is then prepared by stirring the slurry and crushing the inorganic powder using an agitator/miller 100 such as the one shown in Figure 1. Specifically, fine crushing beads (e.g., zirconia beads with an average particle size of 10 μm to 50 μm) are added to the slurry, and the slurry is then supplied from the supply port 110 into the agitator vessel 120. The agitator vessel 120 contains a shaft 134 with multiple agitator blades 132. One end of the shaft 134 is attached to a motor (not shown). Operating the motor rotates the shaft 134, stirring the slurry with the multiple agitator blades 132 while sending it downstream in the liquid feed direction D. During this agitation, the inorganic particles are crushed by the crusher beads, and the finely divided inorganic powder is dispersed in the slurry.

そして、送液方向Dの下流側まで送り出されたスラリーは、フィルター140を通過する。これによって、微粒化されなかった無機粒子や解砕用ビーズがフィルター140に捕集され、無機粉末が十分に分散された導電性インクが排出口150から排出される。なお、本工程において、フィルター140の孔径、解砕用ビーズの平均粒子径などを調節することによって、導電性インクにおける「無機粉末の平均粒子径」や「無機粉末の比表面積」を所望の範囲に調節できる。 The slurry sent downstream in the liquid feed direction D then passes through filter 140. As a result, inorganic particles and disintegrating beads that have not been atomized are collected by filter 140, and conductive ink with sufficiently dispersed inorganic powder is discharged from outlet 150. In this process, by adjusting the pore size of filter 140 and the average particle size of the disintegrating beads, the "average particle size of the inorganic powder" and "specific surface area of the inorganic powder" in the conductive ink can be adjusted to the desired range.

3.導電性インクの用途
次に、ここに開示される導電性インクの用途について説明する。ここに開示される導電性インクは、電子部品の製造に使用される。なお、本明細書において「電子部品に使用される」とは、ここに開示される導電性インクを無機基材の表面に直接印刷する態様だけでなく、転写紙等の中間材を介して間接的に無機基材の表面に導電性インクを付着させる態様も包含する。
3. Uses of the Conductive Ink Next, uses of the conductive ink disclosed herein will be described. The conductive ink disclosed herein is used in the manufacture of electronic components. In this specification, "used in electronic components" not only refers to an embodiment in which the conductive ink disclosed herein is directly printed on the surface of an inorganic substrate, but also includes an embodiment in which the conductive ink is indirectly attached to the surface of an inorganic substrate via an intermediate material such as transfer paper.

(a)印刷
図2はインクジェット装置の一例を模式的に示す全体図である。図3は図2中のインクジェット装置のインクジェットヘッドを模式的に示す断面図である。
(a) Printing Fig. 2 is a general view showing an example of an inkjet device, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing an inkjet head of the inkjet device shown in Fig. 2.

ここに開示される導電性インクは、図2に示すようなインクジェット装置1によって、印刷対象の表面に印刷される。印刷対象である無機基材Wの材料や形状は、特に限定されず、一般的な電子部品の基材として使用され得るものを特に制限なく使用できる。なお、ここに開示される導電性インクに高融点金属(W、Pd、Pt、Mo等)を含む場合、1200℃以上の高温焼成が施される無機基材W(例えば、アルミナ基材や窒化アルミニウム基材など)に特に好ましく使用できる。 The conductive ink disclosed herein is printed onto the surface of a printing target using an inkjet device 1 such as the one shown in Figure 2. There are no particular restrictions on the material or shape of the inorganic substrate W to be printed, and any substrate that can be used as a substrate for general electronic components can be used without particular restrictions. Note that when the conductive ink disclosed herein contains a high-melting point metal (W, Pd, Pt, Mo, etc.), it is particularly suitable for use on inorganic substrates W (such as alumina substrates and aluminum nitride substrates) that are subjected to high-temperature firing at 1200°C or higher.

次に、図2に示すインクジェット装置1の構造について説明する。かかるインクジェット装置1は、導電性インクを貯蔵するインクジェットヘッド10を備えている。このインクジェットヘッド10は、印刷カートリッジ40の内部に収容されている。印刷カートリッジ40は、ガイド軸20に挿通されており、当該ガイド軸20の軸方向Xに沿って往復動するように構成されている。また、図示は省略するが、このインクジェット装置1は、ガイド軸20を垂直方向Yに移動させる移動手段を備えている。これによって、インクジェット装置1は、無機基材Wの所望の位置に導電性インクを吐出できる。 Next, the structure of the inkjet device 1 shown in Figure 2 will be described. The inkjet device 1 is equipped with an inkjet head 10 that stores conductive ink. The inkjet head 10 is housed inside a print cartridge 40. The print cartridge 40 is inserted into a guide shaft 20 and is configured to move back and forth along the axial direction X of the guide shaft 20. Although not shown, the inkjet device 1 also includes a moving means for moving the guide shaft 20 in the vertical direction Y. This allows the inkjet device 1 to eject conductive ink onto a desired position on the inorganic substrate W.

図2に示すインクジェットヘッド10には、例えば、図3に示されるようなピエゾ型のインクジェットヘッドが用いられる。かかるピエゾ型のインクジェットヘッド10には、ケース12内にインクを貯蔵する貯蔵部13が設けられており、当該貯蔵部13が送液経路15を介して吐出部16と連通している。この吐出部16には、ケース12外に開放された吐出口17が設けられていると共に、当該吐出口17に対向するようにピエゾ素子18が配置されている。かかるインクジェットヘッド10では、ピエゾ素子18を振動させることによって、吐出部16内のインクを吐出口17から無機基材Wに向けて吐出する。このとき、ここに開示される導電性インクは、経日安定性が高いレベルで実現されているため、長期間に亘って高い精度で吐出することができる。このため、ここに開示される導電性インクによると、無機基材Wの表面に、膜厚ばらつきの少ない非常に精密なパターン(画像)を印刷することができる。 The inkjet head 10 shown in FIG. 2 may be, for example, a piezoelectric inkjet head such as that shown in FIG. 3. This piezoelectric inkjet head 10 includes a storage section 13 for storing ink within a case 12, which is connected to a discharge section 16 via a liquid supply path 15. The discharge section 16 includes a discharge port 17 that opens to the outside of the case 12, and a piezoelectric element 18 is disposed opposite the discharge port 17. In this inkjet head 10, the piezoelectric element 18 is vibrated to discharge the ink from the discharge section 16 through the discharge port 17 toward the inorganic substrate W. The conductive ink disclosed herein has a high level of stability over time, allowing for highly accurate discharge over a long period of time. Therefore, the conductive ink disclosed herein can print highly precise patterns (images) with minimal film thickness variation on the surface of the inorganic substrate W.

(b)乾燥処理
次に、インクが付着した無機基材Wを所定の温度で加熱する乾燥処理を行う。これによって、インクから有機溶剤が除去されて無機基材Wに乾燥膜が形成される。上述したように、乾燥膜の無機基材W表面への定着性を改善するという観点から、導電性インクにはバインダ樹脂が添加されていることが好ましい。なお、乾燥処理における加熱温度は、有機溶剤が除去され、かつ、無機粉末の焼結が生じない温度(例えば50℃~150℃、好適には60℃~80℃)に設定することが好ましい。
(b) Drying Treatment Next, a drying treatment is performed in which the inorganic substrate W to which the ink is attached is heated at a predetermined temperature. This removes the organic solvent from the ink and forms a dry film on the inorganic substrate W. As described above, it is preferable that a binder resin be added to the conductive ink in order to improve the fixation of the dry film to the surface of the inorganic substrate W. The heating temperature in the drying treatment is preferably set to a temperature (for example, 50°C to 150°C, preferably 60°C to 80°C) at which the organic solvent is removed and at which sintering of the inorganic powder does not occur.

(c)焼成
ここに開示される製造方法では、導電性インクに含まれる無機粉末の種類によって焼成温度を適宜変更することができる。例えば、乾燥膜形成後の無機基材Wを、500℃~2000℃で焼成することができる。また、導電性インクに含まれる無機粉末が高融点金属(W、Pd、Pt、Mo等)で構成されている場合には、焼成温度が1200℃であってもこれらの金属粉末が溶融しないため、1200℃以上の高温焼成(例えば、1300℃~1500℃)を実施することができる。したがって、高融点金属粉末を含む導電性インクは、1200℃以上の高温焼成が実施される耐プラズマ性の電子部品(例えば、静電チャック等)の製造にも好適に使用することができる。
このような焼成によって、導電性インクに含まれ得るバインダ樹脂が焼失すると共に、無機粉末が焼結して無機基材Wの表面に固着する。この結果、厚みばらつきが低減した導電回路パターンを有する電子部品を製造することができる。
(c) Firing In the manufacturing method disclosed herein, the firing temperature can be appropriately adjusted depending on the type of inorganic powder contained in the conductive ink. For example, the inorganic substrate W after forming a dried film can be fired at 500°C to 2000°C. Furthermore, if the inorganic powder contained in the conductive ink is composed of a high-melting-point metal (W, Pd, Pt, Mo, etc.), these metal powders do not melt even at a firing temperature of 1200°C, so high-temperature firing at 1200°C or higher (e.g., 1300°C to 1500°C) can be performed. Therefore, conductive inks containing high-melting-point metal powders can be suitably used in the manufacture of plasma-resistant electronic components (e.g., electrostatic chucks) that are fired at high temperatures of 1200°C or higher.
By such baking, the binder resin that may be contained in the conductive ink is burned off, and the inorganic powder is sintered and fixed to the surface of the inorganic base material W. As a result, it is possible to manufacture an electronic component having a conductive circuit pattern with reduced thickness variation.

[試験例]
以下、ここに開示される技術に関する試験例を説明する。なお、以下の試験例は、ここに開示される技術を限定することを意図したものではない。
[Test Example]
Test examples relating to the technology disclosed herein will be described below. Note that the following test examples are not intended to limit the technology disclosed herein.

<導電性インクの調製>
本試験では、無機粉末と、有機溶剤と、バインダ樹脂と、分散剤とを含む14種類の導電性インク(例1~14)を調製した。具体的には、無機粉末と有機ベヒクル成分(有機溶剤、バインダ樹脂および分散剤)とを53:47の重量比となるように混合し、スラリーを調製した。当該スラリーに対して、解砕用ビーズ(平均粒子径30μmのジルコニアビーズ)を使用した解砕・分散処理(回転数:1500rpm、混合時間:4時間)を実施し、加圧を伴うフィルターろ過をすることによって、例1~14の導電性インクを得た。なお、有機ベヒクル中の各成分の割合(即ち、有機ベヒクル成分全体を100wt%としたときの、有機溶剤、バインダ樹脂および分散剤それぞれの割合)を後述の表2を示す。以下、かかる導電性インクの調製に使用した各材料の詳細を説明する。
<Preparation of Conductive Ink>
In this test, 14 types of conductive inks (Examples 1 to 14) containing inorganic powder, organic solvent, binder resin, and dispersant were prepared. Specifically, inorganic powder and organic vehicle components (organic solvent, binder resin, and dispersant) were mixed in a weight ratio of 53:47 to prepare a slurry. The slurry was then subjected to a crushing and dispersion process (rotation speed: 1500 rpm, mixing time: 4 hours) using crushing beads (zirconia beads with an average particle size of 30 μm), followed by filtration under pressure to obtain the conductive inks of Examples 1 to 14. The proportions of each component in the organic vehicle (i.e., the proportions of the organic solvent, binder resin, and dispersant relative to the total organic vehicle components as 100 wt%) are shown in Table 2 below. The materials used in preparing these conductive inks are described in detail below.

(無機粉末)
本試験では、無機粉末として、タングステン(W)粉末(比表面積2.9m/g)またはパラジウム(Pd)粉末(比表面積1.5m/g)を使用した。各例で使用した無機粉末(金属粉末)の種類(構成元素)を表2に示す。
(Inorganic powder)
In this test, tungsten (W) powder (specific surface area: 2.9 m 2 /g) or palladium (Pd) powder (specific surface area: 1.5 m 2 /g) was used as the inorganic powder. The types (constituent elements) of the inorganic powders (metal powders) used in each example are shown in Table 2.

(有機溶剤)
本試験では、有機溶剤として以下に列挙する有機化合物を1種単独または2種以上を組み合わせて使用した。有機溶剤全体を100wt%として、各例の有機溶剤を構成する有機化合物の構成割合(wt%)を表2に示す。なお、以下のRはフェニル基を示し、Rはアルキル基または置換基を含むアルキル基を示す。
<R-COO-Rで示される有機化合物>
安息香酸メチル、安息香酸ベンジル
<R-O-Rで示される有機化合物>
プロピレングリコールモノフェニルエーテル(日本乳化剤株式会社製、製品名:PhFG)、2-フェノキシエタノール
<フェニル基を有する有機化合物(エステル結合およびエーテル結合を含まない)>
ベンジルアルコール
<エステル結合及び/又はエーテル結合を有する有機化合物(フェニル基を含まない)>
ブチルジグリコールアセテート(BDGAC)、マレイン酸ジエチル、ブチルモノグリコールアセテート(BMGAC)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(東邦化学工業株式会社製、製品名:ハイソルブBDB)、アジピン酸ジメチル、マロン酸ジエチル
(organic solvent)
In this test, the organic compounds listed below were used either alone or in combination as organic solvents. The composition ratio (wt%) of the organic compounds constituting each organic solvent is shown in Table 2, with the total organic solvent being 100 wt%. Note that R1 below represents a phenyl group, and R2 represents an alkyl group or an alkyl group containing a substituent.
<Organic Compound Represented by R 1 —COO—R 2 >
Methyl benzoate, benzyl benzoate (organic compounds represented by R 1 -O-R 2 )
Propylene glycol monophenyl ether (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd., product name: PhFG), 2-phenoxyethanol (organic compound having a phenyl group (containing neither an ester bond nor an ether bond))
Benzyl alcohol (an organic compound having an ester bond and/or an ether bond (not containing a phenyl group))
Butyl diglycol acetate (BDGAC), diethyl maleate, butyl monoglycol acetate (BMGAC), diethylene glycol dibutyl ether (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., product name: Hisorb BDB), dimethyl adipate, diethyl malonate

また、上記有機化合物の表面張力(mN/m)を静的表面張力計(協和界面科学株式会社製、DYNEMASTER DY-300を用いて測定した。結果を表1に示す。また、表1に示す各有機化合物の表面張力の値と、表2に示す有機溶剤の構成割合とから算出した有機溶剤の平均表面張力を表2に示す。 The surface tension (mN/m) of the above organic compounds was measured using a static surface tensiometer (DYNEMASTER DY-300, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The results are shown in Table 1. Table 2 also shows the average surface tension of the organic solvents calculated from the surface tension values of each organic compound shown in Table 1 and the composition ratios of the organic solvents shown in Table 2.

(バインダ樹脂)
バインダ樹脂として、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学工業株式会社製、型式:BL-S)を使用した。かかるポリビニルアセタール樹脂の分子量は2.3×10であり、ガラス転移温度は66℃である。
(binder resin)
The binder resin used was a polyvinyl acetal resin (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., model: BL-S). The molecular weight of this polyvinyl acetal resin was 2.3 x 10 4 and the glass transition temperature was 66°C.

(分散剤)
本試験では、分散剤として以下に列挙する分散剤を少なくとも1種以上用いた。各例で用いた分散剤の種類と、当該分散剤の有機ベヒクル全体に対する割合(wt%)を表2に示す。
<カチオン系分散剤>
・分散剤C1:クローダジャパン株式会社製:Hypermer KD-1
・分散剤C2:日油株式会社:エスリームADシリーズ(登録商標)AD-508E
<ノニオン系分散剤>
・分散剤N1:クローダジャパン株式会社製:Hypermer KD-13
(Dispersant)
In this test, at least one of the dispersants listed below was used as the dispersant. The type of dispersant used in each example and the proportion (wt %) of the dispersant relative to the total organic vehicle are shown in Table 2.
<Cationic Dispersant>
Dispersant C1: Hypermer KD-1 manufactured by Croda Japan Co., Ltd.
Dispersant C2: NOF Corporation: Esreem AD Series (registered trademark) AD-508E
<Nonionic dispersant>
Dispersant N1: Hypermer KD-13 manufactured by Croda Japan Co., Ltd.

<評価試験>
A.インク物性
(A-1)粘度
調製後の導電性インクを25℃に維持しながら、B型粘度計を用いて導電性インクの粘度(mPa・s)を測定した。なお、B型粘度計のローターの回転速度は5rpmに設定した。この結果を表2に示す。
<Evaluation test>
A. Ink Properties (A-1) Viscosity The viscosity (mPa s) of the prepared conductive ink was measured using a Brookfield viscometer while maintaining the temperature at 25°C. The rotor rotation speed of the Brookfield viscometer was set to 5 rpm. The results are shown in Table 2.

(A-2)表面張力
調製後の導電性インクに対して、静的表面張力計(協和界面科学株式会社製、DYNEMASTER DY-300による表面張力(mN/m)の測定を行った。この結果を表2に示す。
(A-2) Surface Tension The surface tension (mN/m) of the prepared conductive ink was measured using a static surface tensiometer (DYNEMASTER DY-300, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The results are shown in Table 2.

(A-3)平均粒子径
調製後の導電性インクに対して、動的光散乱法(DLS法)による平均粒子径の測定を行った。この結果を表2に示す。なお、導電性インク中の粒子同士が凝集した例9~11については、平均粒子径を測定することはできなかった。
(A-3) Average particle size The average particle size of the prepared conductive ink was measured by dynamic light scattering (DLS). The results are shown in Table 2. Note that for Examples 9 to 11, where particles in the conductive ink aggregated, it was not possible to measure the average particle size.

(A-4)経日測定(経日安定性の測定)
調製後の導電性インクの一部を2つの保管ビンに採集した後、1つを25℃環境で保存し、他の1つを60℃環境で保存した。そして、25℃環境と60℃環境の各々のインクに対して、1週間後、2週間後、3週間後、4週間後に平均粒子径を測定した。そして、25℃環境と60℃環境の両方において、4週間後の平均粒子径が320nm以下である場合を「〇」、320nmより大きい場合「×」として、この結果を表2に示す。なお、かかる平均粒子径はDLS法により測定した。この結果を表2に示す。
(A-4) Measurement over time (measurement of stability over time)
A portion of the prepared conductive ink was collected in two storage bottles, one of which was stored at 25°C and the other at 60°C. The average particle size was measured for each of the inks stored at 25°C and 60°C after one week, two weeks, three weeks, and four weeks. The results are shown in Table 2, where an average particle size of 320 nm or less after four weeks in both the 25°C and 60°C environments is marked with "Good" and an average particle size of greater than 320 nm is marked with "Poor." The average particle size was measured using DLS. The results are shown in Table 2.

B.印刷試験
(B-1)吐出試験
インクジェット印刷機(富士フィルム株式会社製:マテリアルプリンター DMP-2831)を使用し、各例の導電性インクの連続吐出性能および間歇吐出性能(オープンタイム吐出性能)を評価した。どちらの性能の評価においても、各例の導電性インクを10pl/dot、1200dpiの吐出条件でアルミナ製の基材の表面に膜状に印刷した。このとき、上記インクジェット印刷機に付属のカメラを用いて吐出状態を目視で観察した。なお、例9~11については導電性インク中の粒子が凝集していたため、吐出試験を実施できなかった。
B. Printing Test (B-1) Discharge Test An inkjet printer (Fujifilm Corporation: Material Printer DMP-2831) was used to evaluate the continuous discharge performance and intermittent discharge performance (open time discharge performance) of the conductive ink of each example. In both performance evaluations, the conductive ink of each example was printed in the form of a film on the surface of an alumina substrate under discharge conditions of 10 pl/dot and 1200 dpi. At this time, the discharge state was visually observed using a camera attached to the inkjet printer. Note that for Examples 9 to 11, the particles in the conductive ink were aggregated, making it impossible to perform the discharge test.

(連続吐出性能)
連続吐出性能の評価試験では、10分間連続して導電性インクが吐出可能であるかを評価した。10分間連続して吐出した場合「◎」、連続吐出が5分以下であった場合を「〇」、最初から吐出ができなかった場合を「×」として、結果を表2に示す。
(Continuous discharge performance)
In the evaluation test for continuous discharge performance, whether the conductive ink could be discharged continuously for 10 minutes was evaluated. The results are shown in Table 2, with a rating of "◎" for continuous discharge for 10 minutes, a rating of "◯" for continuous discharge for 5 minutes or less, and a rating of "×" for discharge that could not be achieved from the start.

(間歇吐出性能)
上記連続吐出性能で「◎」または「〇」の評価であった導電性インクに対し、間歇吐出性能(オープンタイム吐出性能)を評価した。間歇吐出性能の評価試験では、上記10分間の連続吐出試験後、10分間の吐出停止時間を設け、その後再度吐出が可能であるかを評価した。吐出できた場合を「〇」、吐出できなかった場合を「×」として、結果を表2に示す。
(Intermittent discharge performance)
Conductive inks that were rated as "Excellent" or "Good" for the continuous discharge performance were evaluated for intermittent discharge performance (open time discharge performance). In the test to evaluate intermittent discharge performance, after the 10-minute continuous discharge test, a 10-minute discharge stop period was set, and whether discharge was possible again after that was evaluated. The results are shown in Table 2, with "Good" indicating that discharge was possible and "Poor" indicating that discharge was not possible.

(B-2)膜厚ばらつき試験
上記連続吐出性能および上記間歇吐出性能の評価が「◎」または「〇」であった導電性インクを用いて、上記インクジェット印刷機による幅3mm、長さ3cm、厚み(膜厚)5μmのラインの印刷を行った。印刷されたラインの厚みをレーザー顕微鏡により測定し、かかる厚みの変動係数(CV値)を求めた。結果を表2に示す。なお、CV値は値が低いほどばらつきが小さいことを示す。
(B-2) Film Thickness Variation Test Using conductive inks that were evaluated as "◎" or "◯" for the continuous discharge performance and the intermittent discharge performance, a line having a width of 3 mm, a length of 3 cm, and a thickness (film thickness) of 5 μm was printed using the inkjet printer. The thickness of the printed line was measured using a laser microscope, and the coefficient of variation (CV value) of the thickness was calculated. The results are shown in Table 2. Note that a lower CV value indicates smaller variation.

<総合評価>
経日測定評価が「〇」であり、連続吐出性能評価が「◎」であり、間歇吐出性能評価が「〇」であり、膜厚ばらつき試験のCV値が0.1未満であった導電性インクの総合評価を「◎」とした。また、経日測定評価が「〇」であり、連続吐出性能評価が「〇」であり、間歇吐出性能評価が「〇」であり、膜厚ばらつき試験のCV値が0.1未満であった導電性インクの総合評価を「〇」とした。また、経日測定評価、連続吐出性能評価および間歇吐出性能評価の何れかが「×」である、もしくは、膜厚ばらつき試験のCV値が0.1以上である導電性インクの総合評価を「×」とした。かかる総合評価を表2に示す。
<Overall rating>
Conductive inks that received a rating of "good" in the time-lapse measurement, a rating of "good" in the continuous discharge performance, a rating of "good" in the intermittent discharge performance, and a CV value of less than 0.1 in the film thickness variation test were given an overall rating of "good". Conductive inks that received a rating of "good" in the time-lapse measurement, a rating of "good" in the continuous discharge performance, a rating of "good" in the intermittent discharge performance, and a CV value of less than 0.1 in the film thickness variation test were given an overall rating of "good". Conductive inks that received a rating of "bad" in any of the time-lapse measurement, continuous discharge performance, and intermittent discharge performance, or that received a CV value of 0.1 or greater in the film thickness variation test were given an overall rating of "bad". The overall ratings are shown in Table 2.

表2に示すように、例2~8、例13~14では、経日安定性に優れており、吐出試験および膜厚ばらつき試験の結果も良好であった。これにより、上述した一般式:R-COO-RまたはR-O-Rで示される有機化合物を含むことで、経日安定性に優れ、導電膜の厚みばらつきが低減された導電性インクとなることがわかる。また、特に例2~4、例7~8、例13~14では、連続吐出性能がより優れており、膜厚ばらつきもより低減されていたことから、導電性インクの表面張力が31mN/m以上34.9mN/m未満(例えば34mN/m以下)であることがより好適であることがわかる。 As shown in Table 2, Examples 2 to 8 and 13 to 14 exhibited excellent temporal stability, and also achieved favorable results in the ejection test and film thickness variation test. This demonstrates that the inclusion of an organic compound represented by the above-described general formula R 1 -COO-R 2 or R 1 -O-R 2 results in a conductive ink with excellent temporal stability and reduced thickness variation of the conductive film. Furthermore, particularly in Examples 2 to 4, 7 to 8, and 13 to 14, the continuous ejection performance was superior, and film thickness variation was further reduced. This demonstrates that it is more preferable for the conductive ink to have a surface tension of 31 mN/m or more but less than 34.9 mN/m (e.g., 34 mN/m or less).

また、例9~11では、導電性インクが凝集した。これにより、有機溶剤の表面張力が32.1mN/m~36.5mN/mであっても、エステル結合及び/又はエーテル結合含有化合物(フェニル基を含まない)のみで有機溶剤が構成されている場合には、経日安定性が良好でないことがわかる。また、例12のように、フェニル基含有化合物を含む有機溶剤を使用したとしても、かかる化合物が、上述した一般式:R-COO-RまたはR-O-Rで示される有機化合物に該当しない場合は、経日安定性が良好でないことがわかる。 Furthermore, in Examples 9 to 11, the conductive ink aggregated. This shows that even if the surface tension of the organic solvent is 32.1 mN/m to 36.5 mN/m, if the organic solvent is composed only of an ester bond- and/or ether bond-containing compound (not containing a phenyl group), the stability over time is not good. Furthermore, even if an organic solvent containing a phenyl group-containing compound is used, as in Example 12, if the compound does not fall under the organic compound represented by the above-mentioned general formula: R 1 -COO-R 2 or R 1 -O-R 2 , the stability over time is not good.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples given above.

1 インクジェット装置
10 インクジェットヘッド
12 ケース
13 貯蔵部
15 送液経路
16 吐出部
17 吐出口
18 ピエゾ素子
20 ガイド軸
40 印刷カートリッジ
100 撹拌粉砕機
110 供給口
120 撹拌容器
132 撹拌羽
134 シャフト
140 フィルター
150 排出口
REFERENCE SIGNS LIST 1 Inkjet device 10 Inkjet head 12 Case 13 Storage section 15 Liquid delivery path 16 Discharge section 17 Discharge port 18 Piezo element 20 Guide shaft 40 Print cartridge 100 Stirring and grinding machine 110 Supply port 120 Stirring container 132 Stirring blade 134 Shaft 140 Filter 150 Discharge port

Claims (5)

電子部品の製造に用いられる導電性インクジェットインクであって、
無機粉末と、カチオン系分散剤と、少なくとも1種以上の有機溶剤とを含有しており、
前記有機溶剤は、エステル結合及び/又はエーテル結合含有化合物を含み、
前記エステル結合及び/又はエーテル結合含有化合物は、以下の一般式:
(1)R-COO-R
(2)R-O-R
(ここで、前記一般式中のRは、フェニル基または置換基を有するフェニル基であり、Rは、炭素数1~5のアルキル基または置換基を有する炭素数1~5のアルキル基)
の何れかで示される有機化合物を含有しており、
前記エステル結合及び/又はエーテル結合含有化合物において、前記(1)または前記(2)で示される有機化合物が占める合計割合が20wt%以上75%以下であり、
前記無機粉末は、タングステン粉末およびパラジウム粉末の少なくともどちらか一方を含む
導電性インクジェットインク。
1. A conductive inkjet ink for use in the manufacture of electronic components, comprising:
The ink contains an inorganic powder, a cationic dispersant, and at least one organic solvent,
the organic solvent contains an ester bond and/or an ether bond-containing compound,
The ester bond and/or ether bond-containing compound has the following general formula:
(1) R 1 -COO-R 2
(2) R 1 -O-R 2
(wherein, in the general formula, R 1 is a phenyl group or a phenyl group having a substituent, and R 2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent).
It contains an organic compound represented by any of the following:
In the ester bond- and/or ether bond-containing compound, the total proportion of the organic compound represented by (1) or (2) is 20 wt % or more and 75 wt % or less,
The inorganic powder includes at least one of a tungsten powder and a palladium powder .
Conductive inkjet ink.
表面張力が31mN/m以上37mN/m以下である、請求項1に記載の導電性インクジェットインク。 The conductive inkjet ink according to claim 1, having a surface tension of 31 mN/m or more and 37 mN/m or less. 前記有機溶剤全体を100wt%としたとき、前記(1)または前記(2)で示される有機化合物の合計割合は20wt%以上である、請求項1または2に記載の導電性インクジェットインク。 The conductive inkjet ink according to claim 1 or 2, wherein the total proportion of the organic compounds represented by (1) or (2) is 20 wt % or more when the entire organic solvent is taken as 100 wt %. 前記導電性インクジェットインク全体を100wt%としたとき、前記有機溶剤の割合は、30wt%以上70wt%以下である、請求項1~3の何れか一項に記載の導電性インクジェットインク。 The conductive inkjet ink described in any one of claims 1 to 3, wherein the proportion of the organic solvent is 30 wt% or more and 70 wt% or less when the entire conductive inkjet ink is taken as 100 wt%. さらに、ノニオン系分散剤を含む、請求項1~の何れか一項に記載の導電性インクジェットインク。 The conductive ink-jet ink according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a nonionic dispersant.
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