特許 6105013 導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6105013

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20170316BHJP

   G06K 19/04 20060101ALI20170316BHJP

   G06K 19/02 20060101ALI20170316BHJP

   B32B 3/14 20060101ALI20170316BHJP

   B32B 7/02 20060101ALI20170316BHJP

   B44C 1/17 20060101ALI20170316BHJP

   B65D 23/08 20060101ALI20170316BHJP

   H05K 3/20 20060101ALI20170316BHJP

   G09F 3/00 20060101ALI20170316BHJP

   G09F 3/04 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   G06K19/077 220

   G06K19/077 272

   G06K19/077 212

   G06K19/077 144

   G06K19/04

   G06K19/02 020

   B32B3/14

   B32B7/02 104

   B44C1/17 A

   B65D23/08 B

   H05K3/20 C

   G09F3/00 M

   G09F3/04 C

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-189241(P2015-189241)

(22)【出願日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年10月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000231361

【氏名又は名称】日本写真印刷株式会社

(72)【発明者】

【氏名】谷口 忠壮

(72)【発明者】

【氏名】西川 哲

(72)【発明者】

【氏名】中村 晃久

(72)【発明者】

【氏名】中川 英之

(72)【発明者】

【氏名】宮下 修平

【審査官】 甲斐 哲雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３０５８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１４５３１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 登録実用新案第３１７３００４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−０２０７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１３７９２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｋ １９／００−１９／１８

Ｂ３２Ｂ ３／１４

Ｂ３２Ｂ ７／０２

Ｂ４４Ｃ １／１７

Ｂ６５Ｄ ２３／０８

Ｈ０５Ｋ ３／２０

Ｇ０９Ｆ ３／００

Ｇ０９Ｆ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、
前記転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物を、加熱した互いに逆方向に回転しているローラーの間に通して、前記積層物に熱と圧力を加えて前記シュリンク基材に前記転写層を転写し、前記積層物から前記基体シートを取り除く工程とを備え、
前記熱は１７０℃〜２１０℃であり、前記圧力は０．３ＭＰａ〜１．２ＭＰａであり、前記熱と前記圧力の付加時間は前記積層物と前記ローラーの相対移動速度で表され０．５ｍ／分〜４．０ｍ／分である、導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【請求項2】

前記基体シートと前記導電回路層との間に絵柄層を形成する工程をさらに備えた、請求項１に記載の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【請求項3】

前記絵柄層上に、保護層を形成する工程をさらに備えた、請求項２に記載の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【請求項4】

前記インキは、銀、ＰＥＤＯＴ、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか１つを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【請求項5】

前記積層物から前記基体シートを取り除いた後に、前記導電回路層と導通するように、前記転写層上に電子部品を装着する工程をさらに備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【請求項6】

前記転写シートと前記シュリンク基材を積層する前に、前記導電回路層と導通するように、前記導電回路層上または前記シュリンク基材上に電子部品を装着する工程をさらに備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、物流や在庫の管理などを目的として、外部のリーダーやライターを介してデータを非接触で送受信するＩＣタグが、商品などのパッケージに付けられることが多くなっている。ここでＩＣタグとは、フィルムなどに印刷されたアンテナ回路とＩＣチップからなるものである。

【0003】

その一つの態様として、シュリンクフィルムにＩＣタグを貼り付けたボトル用のラベルがある（たとえば、特許文献１参照）。このラベルは、シュリンクフィルムの一方の面に絵柄層が印刷され、他方の面に導電性インキからなるアンテナ回路が印刷されており、アンテナ回路と導通するようにＩＣタグが貼り付けられたＩＣラベルである。このＩＣラベルの両端部を重ね合わせて筒状になったラベルをボトルへ装着し、シュリンクフィルムを熱収縮させてボトルに密着させることで、ＩＣタグ付ボトルを得ている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−０２０７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来のＩＣラベルにおいては、導電性インキに収縮性がないため、ＩＣラベルを設ける箇所が平面や２次曲面に限られてしまい、３次曲面の箇所にＩＣラベルを設けることが困難であるという問題がある。

【0006】

また、シュリンクフィルムの収縮開始温度が導電性インキの乾燥温度よりも低いため、ＩＣラベルを製造する過程でシュリンクフィルムが収縮してしまうという問題がある。

【0007】

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、シュリンクフィルムを収縮させても導電回路が３次曲面に追従できる導電回路付シュリンクフィルムと、製造過程でシュリンクフィルムが収縮することがない導電回路付シュリンクフィルムの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は必要に応じて任意に組み合わせることができる。

【0009】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、
基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、
転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程と
を含むことを特徴とするものである。

【0010】

好ましい態様においては、基体シートと導電回路層との間に絵柄層を形成する工程をさらに有するものである。

【0011】

好ましい態様においては、絵柄層上に、保護層を形成する工程をさらに有するものである。

【0012】

これらの好ましい態様においては、インキは、銀、ＰＥＤＯＴ、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか１つを含むものである。

【0013】

これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム上に電子部品を装着する工程をさらに有するものである。

【0014】

これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、シュリンク基材上または導電回路層上に電子部品を装着する工程をさらに有するものである。

【0015】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、
シュリンク基材と、
シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層と
を含むことを特徴とするものである。

【0016】

好ましい態様においては、導電回路層上に、絵柄層が形成されているものである。

【0017】

好ましい態様においては、絵柄層上に、保護層が形成されているものである。

【0018】

これらの好ましい態様においては、インキは、銀、ＰＥＤＯＴ、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか１つを含むものである。

【0019】

これらの好ましい態様においては、導電回路層と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム上に電子部品が装着されているものである。

【発明の効果】

【0020】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、シュリンク基材と、シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層とを含むように構成した。したがって、本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、導電回路付シュリンクフィルムを熱収縮させて３次曲面を有する成形品に装着する場合でも、導電回路が３次曲面に追従できるものである。

【0021】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程とを含むように構成した。したがって、本発明によれば、製造過程においてシュリンクフィルムが収縮しない導電回路付シュリンクフィルムを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る導電回路付シュリンクフィルムの断面図である。

【図2】本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法の一例を示す断面図である。

【図3】転写シートの一例を示す断面図である。

【図4】電子部品が装着された導電回路付シュリンクフィルムの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、導電回路付シュリンクフィルムとその製造方法について、実施形態の一例を説明する。

【0024】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程とを含むことを特徴とするものである。

【0025】

まず、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る。

【0026】

基体シートの材質は特に限定されず、たとえば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩ビ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ系樹脂などの熱可塑性樹脂およびこれらの積層品を挙げることができる。基体シートの厚みは、たとえば１５μｍ〜６００μｍとすることができる。

【0027】

伸縮性を有するインキの材質としては、銀、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン））、カーボンブラック、カーボンナノチューブのうちいずれか１つを含むものとすることができる。ＰＥＤＯＴを用いる場合は、ＰＥＤＯＴが水や溶媒に難溶であるため、ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）を添加することが好ましい。これらの材質は粒子としてインキに分散される。インキ中にはバインダー樹脂を含むことが好ましい。バインダー樹脂によって上記粒子がインキ中に分散されるとともに、バインダー樹脂に粒子が担持される。また、バインダー樹脂が含まれることで、インキが塗布面にしっかりと密着することができる。なお、インキは、硬化剤や溶剤その他添加剤を含んでもよい。

【0028】

バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エラストマー樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２つ以上を混ぜて使用してもよい。上記粒子とバインダー樹脂との重量比率は、２０：８０〜９９：１が好ましく、より好ましくは６０：４０〜８０：２０である。粒子の重量比率が２０未満であると、形成した導電回路層における導電率の低下や抵抗値の上昇などの不具合が生じる。一方、バインダー樹脂の重量比率が１未満であると、粒子が均一に分散されないため、導電率低下や抵抗値上昇などの不具合が生じる。

【0029】

転写シート１は、基体シート１１上に、保護層１２、絵柄層１３、導電回路層１４、接着層１５が順次積層されたものを用いることができる（図３参照）。なお、基体シート１１上には、基体シートと保護層との離型性を高めるために、離型層を形成してもよい。

【0030】

保護層１２は、転写層１０をシュリンク基材２上に転写し、基体シート１１を取り除いた後、導電回路付シュリンクフィルム３の最表面となる層である。保護層１２を形成することによって、絵柄層１３や導電回路層１４に耐水性や耐久性を付与できる。保護層１２の材質としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂などの他、塩化ビニル―酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体系樹脂などのコポリマーを用いるとよい。保護層１２に硬度が必要な場合には、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などを選定して用いるとよい。保護層１２の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。

【0031】

絵柄層１３は、保護層１２上に全面的に形成してもよく、部分的に形成してもよい。絵柄層１３の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド系樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。絵柄層１３の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。

【0032】

導電回路層１４は、上述のインキを用いて形成する。導電回路層１４の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。

【0033】

接着層１５はシュリンク基材２上に上記の各層を接着するために形成する。接着層１５としては、シュリンク基材２の材質に適した感熱性または感圧性の樹脂を適宜選択して用いるとよい。たとえば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン‐酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体系樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂などを挙げることができる。接着層１５の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法を用いるとよい。

【0034】

なお、上記の各層を形成する際の乾燥温度は、たとえば５０℃〜２００℃にすることができる。

【0035】

以上のようにして、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成した転写シートを得ることができる。

【0036】

次に、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く。

【0037】

具体的には、図２に示すように転写シート１とシュリンク基材２を積層し、積層物を加熱した互いに逆方向に回転しているローラー４の間に通して、積層物に熱と圧力を加える。熱と圧力によって転写層がシュリンク基材２に転写される。転写後、基体シート１１を積層物から剥離する。

【0038】

シュリンク基材２の材質は特に限定されるものではなく、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素系樹脂、塩酸ゴム、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴムなどの樹脂またはゴムを挙げることができる。これらをフィルム状に成形し、一軸または二軸方向に延伸して熱セット処理をすることでシュリンク基材が得られる。

【0039】

転写時の温度は１７０℃〜２１０℃、好ましくは１８０℃〜２００℃である。この範囲にあれば、接着層１５の樹脂の溶融が十分であり、転写層１０とシュリンク基材２が密着し、転写層１０をシュリンク基材２に確実に転写することができる。

【0040】

転写時の圧力は０．３ＭＰａ〜１．２ＭＰａ、好ましくは０．４ＭＰａ〜０．８ＭＰａである。この範囲にあれば、熱の伝導が良く、接着層１５の樹脂が適度に溶融して、転写層１０とシュリンク基材２が密着し、転写層１０をシュリンク基材２に確実に転写することができる。

【0041】

上記の温度と圧力の付加時間は、積層物とローラー４の相対移動速度により表すことができ、好ましくは０．５ｍ／分〜４．０ｍ／分である。速度が０．５ｍ／分未満の場合、熱の伝導が高く、シュリンク基材２が製造過程において収縮してしまう。４．０ｍ／分より速い場合は、熱の伝導が低く、接着層１５の樹脂の溶融が不十分なため、転写層１０がシュリンク基材２と密着しない。

【0042】

導電回路層１４を含む各層をシュリンク基材２に転写することによって、シュリンク基材２が収縮することなく、シュリンク基材２上に容易に導電回路層１４を設置することができる。

【0043】

本発明の導電回路付シュリンクフィルム３は、熱収縮させて成形品などに装着することができる。装着箇所は、導電回路付シュリンクフィルム３を熱収縮させたときに収縮率が大きい箇所であってよく、小さい箇所であってもよい。成形品が、たとえばボトルの場合は、収縮率が大きい箇所として口部・くびれ部・底部などを挙げることができ、収縮率が小さい箇所として胴部（直径の大きい部分）などを挙げることができる。導電回路層１４は、上述したインキを用いて形成するため、伸縮性を有する。したがって、導電回路付シュリンクフィルム３を熱収縮させて、３次曲面を有する成形品などに装着しても、導電回路が３次曲面に追従できる。

【0044】

本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、導電回路層１４と導通するように、導電回路付シュリンクフィルム３上に電子部品を装着する工程をさらに有することができる。電子部品としては、たとえば、ＩＣチップが挙げられる。この場合、基体シート１１上の導電回路層１４は、ＩＣチップ５と導通する形状にパターニングされたアンテナ６として形成する（図４参照）。アンテナ６はリーダー／ライターから発生している磁束がアンテナ６を通過したときに生じる電流が流れる部分である。この電流がアンテナ６からＩＣチップ５に供給されてＩＣチップ５が起動し、リーダー／ライターとの間で情報のやり取りができるようになる。

【0045】

導電回路付シュリンクフィルム３に保護層１２や絵柄層１３が形成されていない場合は、たとえばアンテナ６上に塗布した導電性接着剤を介してＩＣチップ５を装着することで、アンテナ６とＩＣチップ５を導通接続することができる。導電回路付シュリンクフィルム３に保護層１２や絵柄層１３が形成されている場合は、たとえば、次のような方法でアンテナ６とＩＣチップ５を導通接続することができる。（１）保護層１２と絵柄層１３を貫通してアンテナ６に到達する穴を設け、（２）穴に導電ペーストを充填し、（３）導電ペースト上に塗布した導電性接着剤を介してＩＣチップ５を装着する。

【0046】

電子部品は、導電回路付シュリンクフィルム３を得る前に装着することもできる。この場合、ＩＣチップ５を転写シート１またはシュリンク基材２上に装着する。

【0047】

ＩＣチップ５を転写シート１上に装着する場合は、導電回路層１４はＩＣチップ５と導通する形状にパターニングしたアンテナ６として形成する。次に、アンテナ６とＩＣチップ５の回路とを、導電性接着剤などによって電気的に導通接続して、転写シート１を得る。この転写シート１をシュリンク基材２に転写することで、導電回路付シュリンクフィルム３を得ることができる。

【0048】

ＩＣチップ５をシュリンク基材２上に装着する場合は、ＩＣチップ５の回路と接する接着層１５上には導電性接着剤を塗布するとよい。このようにすると、転写時の熱と圧力によって導電性接着剤が融着し、ＩＣチップ５の回路とアンテナ６とを導通接続することができる。

【0049】

導電回路付シュリンクフィルム３を得る前にＩＣチップ５を装着する場合は、基体シート１１、転写層１０の各層、シュリンク基材２の厚みや材質を適切に選定することによって、転写時の熱と圧力からＩＣチップ５を保護することができる。

【0050】

なお、電子部品としてはＩＣチップの他に、ディスプレイモジュール、タッチパネル、太陽電池、各種センサー（ガスセンサー、熱センサー、圧力センサー）などを利用することもできる。

【0051】

以上のようにして、本発明の導電回路付シュリンクフィルムを得ることができる。

【符号の説明】

【0052】

１ ：転写シート
１０ ：転写層
１１ ：基体シート
１２ ：保護層
１３ ：絵柄層
１４ ：導電回路層
１５ ：接着層
２ ：シュリンク基材
３ ：導電回路付シュリンクフィルム
４ ：ローラー
５ ：ＩＣチップ
６ ：アンテナ

【要約】

【課題】シュリンクフィルムを収縮させても導電回路が３次曲面に追従できる導電回路付シュリンクフィルムと、製造過程でシュリンクフィルムが収縮することがない導電回路付シュリンクフィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の導電回路付シュリンクフィルムの製造方法は、基体シート上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層を含む転写層を形成して転写シートを得る工程と、転写シートとシュリンク基材を積層し、積層物に熱と圧力を加えてシュリンク基材に転写層を転写し、積層物から基体シートを取り除く工程とを含むように構成した。また、本発明の導電回路付シュリンクフィルムは、シュリンク基材と、シュリンク基材上に、伸縮性を有するインキを用いて形成された導電回路層とを含むように構成した。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】