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Surface modification on flexible substrates for their electroless deposition

Research Project

Project/Area Number 19K05608
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 35020:Polymer materials-related
Research InstitutionOsaka Research Institute of Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Tamai Toshiyuki  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究フェロー (50416335)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 充  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究室長 (70416337)
懸橋 理枝  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 総括研究員 (70294874)
小畠 淳平  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (00566424)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords高分子表面 / 紫外光照射 / プラズマ処理 / 高分子電解質多層膜 / 交互積層法 / 無電解めっき / ポリエチレンナフタレート / ポリエチレンテレフタレート / 高分子電解質多層 / 高分子薄膜・表面 / ナノ表面・界面
Outline of Research at the Start

フレキシブルフィルム基板表面での金属薄膜形成を、(i) 真空紫外光照射もしくはプラズマ処理によるフィルム表面の改質、(ii) 交互積層による高分子電解質多層膜の形成とその膜表面へのPdナノ粒子触媒付与、(iii) 無電解めっき、の3段階を経て行う。得られる、フィルム/多層膜/金属薄膜の積層構造において、層間界面のナノスケール構造制御により、“層間界面での物質間相互作用”を高める。そして、金属薄膜の特性向上、次いでパターン形成を検討する。

Outline of Final Research Achievements

Optimization of the interactions at interfaces between different materials is feasible to form high performance composites. In this study, the surfaces of polymer substrates were modified by UV-irradiation and LbL-assembly of polyelectrolyte multilayer thin films, and then metal films were electrolessly deposited to form the stratified structure, polymer-substrate/multilayer/metal-film. We found that enhancing the compatibility of the components at the interfaces in the stratified structure plays an important role in increasing the performance of the metal films.  In addition, a weak boundary layer should not be formed in the stratified structure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子‐金属界面での“物質間の物理・化学的相互作用”に関する研究は、高分子‐金属複合体開発および両者の接着・接合技術開発において、界面のナノスケール構造の設計指針を示す点で学術的意義を持つ。その成果は産業界における高分子‐金属複合化技術の発展や、フレキシブル基板作製技術への応用による5G/Beyond 5G移動通信システムの普及促進などの波及効果が期待される。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Properties of surface layers of polyethylene naphthalate substrates modified by ultraviolet light irradiation for their electroless deposition2024

    • Author(s)
      Toshiyuki Tamai, Mitsuru Watanabe, Rie Kakehashi, Yoshio Nakahara and Setsuko Yajima
    • Journal Title

      Colloid Polym. Sci.

      Volume: 302 Issue: 3 Pages: 433-448

    • DOI

      10.1007/s00396-023-05210-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room-temperature coalescence of Pd nanoparticles with sacrificial templates and sintering agents, and their catalytic activities in the Suzuki coupling reaction2022

    • Author(s)
      Soichiro Okada, Yoshio Nakahara, Mitsuru Watanabe, Toshiyuki Tamai, Yasuyuki Kobayashi and Setsuko Yajima
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 12 Issue: 23 Pages: 14535-14543

    • DOI

      10.1039/d2ra00660j

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Surface Modification and Electroless Deposition of Flexible Polymer Substrates:2021

    • Author(s)
      玉井聡行
    • Journal Title

      Journal of The Surface Finishing Society of Japan

      Volume: 72 Issue: 7 Pages: 386-390

    • DOI

      10.4139/sfj.72.386

    • NAID

      130008138674

    • ISSN
      0915-1869, 1884-3409
    • Year and Date
      2021-07-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Room-Temperature Coalescence of Tri-n-Octylphosphine-Oxide-Capped Cu-Ag Core-Shell Nanoparticles: Effect of Sintering Agent and/or Reducing Agent2021

    • Author(s)
      Okada Soichiro、Nakahara Yoshio、Watanabe Mitsuru、Tamai Toshiyuki、Kobayashi Yasuyuki、Yajima Setsuko
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1616-1624

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210011

    • NAID

      130008053927

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  • [Journal Article] Surface modification of polyethylene naphthalate substrates by ultraviolet light-irradiation and assembling multilayers and their application in electroless deposition: The chemical and physical properties of the stratified structure2019

    • Author(s)
      Tamai T.、Watanabe M.、Kobayashi Y.、Kobata J.、Nakahara Y.、Yajima S.
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      Volume: 575 Pages: 230-236

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.05.017

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  • [Journal Article] Room-Temperature Sintering of Tri-n-Octylphosphine-Oxide-Capped Silver Nanoparticle Paste by Dipping into an Organic Solvent Containing a Sintering Agent2019

    • Author(s)
      Okada Soichiro、Nakahara Yoshio、Watanabe Mitsuru、Tamai Toshiyuki、Kobayashi Yasuyuki、Yajima Setsuko
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 123 Issue: 23 Pages: 14118-14125

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b03378

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  • [Presentation] UV照射により形成されるPENフィルム表面改質層の構造解明とその無電解めっきへの応用2023

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、懸橋理枝、中原佳夫、矢嶋 摂子
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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、懸橋理枝、中原佳夫、矢嶋 摂子
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  • [Presentation] プラズマおよびUV処理によるPENフィルムの表面改質における表面層の特性解明とその無電解めっきへの応用2022

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、懸橋理枝、中原佳夫、矢嶋 摂子
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      第71回高分子学会年次大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] UV処理で形成されるフレキシブル基板表面改質層の特性解明とその無電解めっきへの応用2022

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、懸橋理枝、中原佳夫、矢嶋 摂子
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      第71回高分子討論会
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  • [Presentation] トリ-n-オクチルホスフィンオキシドとの配位子交換に続く焼結促進剤を含む有機溶媒への浸漬による金属ナノ粒子の室温融合2022

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      岡田 宗一郎、中原 佳夫、渡辺 充、玉井 聡行、小林 靖之、矢嶋 摂子
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      日本化学会第102春季年会
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  • [Presentation] フレキシブル基板のプラズマおよびUV処理により形成される表面改質層の特性解明とその無電解めっきへの応用2021

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、中原佳夫、矢嶋 摂子
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      第70回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] Pdナノ粒子と犠牲鋳型から室温融合により作製した多孔性Pd構造体の触媒性能の評価2021

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      岡田宗一郎、中原佳夫、渡辺 充、玉井聡行、矢嶋摂子
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      日本分析化学会
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  • [Presentation] Room-temperature sintering of tri-n-octylphosphine-oxide-capped silver nanoparticle paste by dipping into methanol containing a chloride salt as a sintering agent2021

    • Author(s)
      岡田 宗一郎、中原 佳夫、渡辺 充、玉井 聡行、小林 靖之、矢嶋 摂子
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      Pacifichem2021
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  • [Presentation] Pdナノ粒子の室温融合による多孔性Pd構造体の作製と触媒性能の評価2021

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      岡田 宗一郎、中原 佳夫、渡辺 充、玉井 聡行、矢嶋 摂子
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  • [Presentation] プラズマ処理およびUV照射によるフレキシブル基板の表面改質とその無電解めっきへの応用2020

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、中原佳夫、矢嶋 摂子
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  • [Presentation] フレキシブル基板の無電解めっきにおける高分子/金属界面の構造解明とその制御2020

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      玉井 聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、中原佳夫、矢嶋 摂子
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      第69回高分子討論会
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  • [Presentation] 焼結促進剤によるトリ-n-オクチルホスフィンオキシド修飾Cu@Agコア-シェルナノ粒子の室温融合の検討2020

    • Author(s)
      岡田 宗一郎、中原 佳夫、 渡辺 充、玉井 聡行、小林 靖之、矢嶋 摂子
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      日本分析化学会第69年会
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  • [Presentation] プラズマ処理およびUV照射を経由するPENフィルムの表面修飾とその無電解めっきへの応用2019

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      玉井聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、中原 佳夫、矢嶋 摂子
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      第68回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 有機溶媒中における焼結促進剤を用いたトリ-n-オクチルホスフィンオキシド修飾銀ナノ粒子の室温焼結2019

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      岡田 宗一郎、中原 佳夫、渡辺 充、玉井 聡行、小林 靖之、矢嶋 摂子
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      日本分析化学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] UV照射と高分子電解質多層膜形成を経由するPENフィルムの表面修飾とその無電解めっきへの応用2019

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      玉井聡行、渡辺充、小林靖之、小畠淳平、中原 佳夫、矢嶋 摂子
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      第68回高分子討論会
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  • [Presentation] Coalescence of Tri-n-octylphosphine-oxide-Capped Silver Nanoparticles by the Addition of Chloride Salt in Organic Solvent at Room Temperature2019

    • Author(s)
      S. Okada, Y. Nakahara, M. Watanabe, T. Tamai, S. Yajima
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      Okinawa colloids 2019
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    • Int'l Joint Research
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    • Author(s)
      家永隆史、原田 光、遠藤 聡人、渡辺充、玉井聡行
    • Organizer
      第26回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術シンポジウム
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  • [Book] ”高速・高周波対応部材の最新開発動向”、第3章7節 フレキシブル基板の表面修飾技術と無電解めっき技術(担当章)2021

    • Author(s)
      玉井聡行(共同執筆)
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048289
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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