CN104008819A - 一种纳米银线透明导电膜的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米银线透明导电膜的生产方法，它选用PC膜、PET膜或由三层共挤工艺制成的三层复合膜作为透明基材，再调制纳米银线涂布液，通过涂布机的涂布机构在透明基材的表面均匀涂布纳米银线涂布液，最后经过干燥和收卷得到成品，本发明的工艺易于实施和控制导电膜的品质，生产出来的纳米银线透明导电膜透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq。
Description
技术领域
本发明涉及透明导电膜的技术领域，尤其是涉及一种纳米银线透明导电膜的生产方法。
背景技术
现有技术中，纳米银线透明导电膜的生产方法非常复杂，如中国发明专利申请号为“201110394764.X”、专利名称为“一种纳米银透明电极材料及其制备方法”的中国发明专利申请所示，还有中国发明专利申请号为“201210190604.8”、专利名称为“柔性透明导电膜及其制造方法”的中国发明专利申请所示。上述两个专利所揭示的纳米银线透明导电膜的工艺要求非常高，它要先分别配制透明油墨和纳米银线分散液，再将纳米银线分散液等附着于离型膜或中间转印膜形成一纳米银线层，还需要在透明膜基材上涂布增粘层或透明油墨层，还需要分别干燥后再进行热压转印，现有技术的生产工艺存在多个方面缺点，第一，生产难度非常较大，生产成本较高，它无法很好地控制纳米银线的均匀度和平整度，第二，通过转印和热压工艺将纳米银线层粘固在透明膜基材，纳米银线层易分离和剥落，纳米银线层和透明膜基材之间易分层，第三，通过转印和热压工艺将纳米银线层粘固在透明膜基材，其结合面形成一个光学界面，它会大幅度降低导电膜的透光率，纳米银线透明导电膜的导电率也很难以控制和实现，成品良品率较低。
其中，涂布于离型膜上纳米银线分散液在干燥后，露出在上表面的纳米银线远多于露出在底面的纳米银线，但是，在经过转印后，原来露出在上表面的纳米银线贴附在透明膜基材的增粘层或透明油墨层，透明膜基材上露出在最外表面的纳米银线反而变得更少，因此其导电率难以控制和实现，因此有必要予以改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种纳米银线透明导电膜的生产方法，它工艺简单，易于实施，容易控制导电膜的品质，生产出来的纳米银线透明导电膜透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是。
一种纳米银线透明导电膜的生产方法，包括以下步骤：
透明基材，透明基材选用PC膜、PET膜或由三层共挤工艺制成的PMMA-PC-PMMA三层复合膜；
调制纳米银线涂布液，将纳米银线均匀搅拌于固体含量为1～30％的胶水中，制得纳米银线涂布液，其中，
胶水的平均粒径为1～25nm，
胶水的粘度为2～50cps，
纳米银线的直径小于等于30nm，
纳米银线的长度为5～100μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～10g纳米银线；
放卷，通过涂布机放卷出透明基材；
涂布，通过涂布机的涂布机构在透明基材的表面均匀涂布纳米银线涂布液；
干燥，基材通过涂布机的烘干箱，在烘干箱内完成烘干和干燥，纳米银线涂布液固化后形成一牢固粘覆在透明基材的表面的纳米银线层，纳米银线均匀分布于纳米银线层中，各纳米银线相互搭接而电性导通；纳米银线涂布液在固化过程中表面下降，顶层的纳米银线则凸显在纳米银线层的表面；
收卷，通过涂布机的收卷机构收卷；
成品，制成透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq的纳米银线透明导电膜。
进一步的技术方案中，所述透明基材的总厚度为81～500μm，纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
进一步的技术方案中，所述PET膜选用单面经过硬化处理或双面经过硬化处理的PET膜。
进一步的技术方案中，所述PMMA-PC-PMMA三层复合膜的上层和下层均为PMMA层，中间层为PC层，PC层与两个PMMA层通过三层共挤工艺成型为一体。
于优选的技术方案中，所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～5g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
于另一优选的技术方案中，所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有5～10g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
于另一优选的技术方案中，所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为2～6％，
胶水的平均粒径为1～5nm，
胶水的粘度为2～20cps，
纳米银线的直径小于等于20nm，
纳米银线的长度为15～30μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有2～4g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
于另一优选的技术方案中，所述胶水选用热塑性聚氨酯、有机硅胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛中的一种或一种以上的混合物，其固体含量为1～10wt％。
于另一优选的技术方案中，所述调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的1～45％；
辅助剂包括固体含量为1～10wt％的分散剂、固体含量为1～10wt％的固化剂和固体含量为1～10wt％的溶剂中的一种或一种以上的混合物。
于另一优选的技术方案中，所述辅助剂包括分散剂、固化剂和溶剂，分散剂、固化剂和溶剂在纳米银线涂布液中重量比分别为，
固体含量为1～10wt％的分散剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的固化剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的溶剂 1～15％。
采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明选用PC膜、PET膜或由三层共挤工艺制成的PMMA-PC-PMMA三层复合膜作为透明基材，再调制纳米银线涂布液，通过涂布机的涂布机构在透明基材的表面均匀涂布纳米银线涂布液，最后经过干燥和收卷得到成品，本发明工艺简单，易于实施，产品良品率高，由本发明的工艺生产出来的纳米银线透明导电膜质量更好，其透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
实施例一
一种纳米银线透明导电膜的生产方法，包括以下步骤：
透明基材，透明基材选用PC膜，透明基材的总厚度为81～500μm。
调制纳米银线涂布液，将纳米银线均匀搅拌于固体含量为1～30％的胶水中，制得纳米银线涂布液，其中，
胶水选用热塑性聚氨酯、有机硅胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛中的一种或一种以上的混合物，于较佳实施方式中，胶水的固体含量为1～10wt％；
胶水的平均粒径为1～25nm，
胶水的粘度为2～50cps，
纳米银线的直径小于等于30nm，
纳米银线的长度为5～100μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～10g纳米银线；
放卷，通过涂布机放卷出透明基材；
涂布，通过涂布机的涂布机构在透明基材的表面均匀涂布纳米银线涂布液；
干燥，基材通过涂布机的烘干箱，在烘干箱内完成烘干和干燥，纳米银线涂布液固化后形成一牢固粘覆在透明基材的表面的纳米银线层，纳米银线层的厚度为10nm～50μm；
纳米银线均匀分布于纳米银线层中，各纳米银线相互搭接而电性导通；胶水的平均粒径小于纳米银线的直径和长度，胶水填充在各纳米银线之间的空隙中，在纳米银线涂布液在固化过程中表面下降，纳米银线涂布液中的水剂等挥发，纳米银线涂布液的体积变小而使液面下降，顶层的纳米银线则凸显在纳米银线层的表面，在透明基材的表面形成一导电层面；不需要通过转印和热压工序，纳米银线与透明基材融合度高，粘合牢固，其透光率达到87％以上；
收卷，通过涂布机的收卷机构收卷；
成品，制成透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq的纳米银线透明导电膜。
本发明的纳米银线涂布液在固化前性能指标，如下表1所示。
表1纳米银线涂布液的性能指标
本发明生产出来的透明导电膜的性能指标，如下表2所示，
表2透明导电膜的性能指标
实施例二
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于透明基材：
透明基材选用PET膜，PET膜选用单面经过硬化处理或双面经过硬化处理的PET膜，PET膜的总厚度为81～500μm，胶水的固体含量为1～10wt％，经过硬化处理的PET膜具有更高的透光率，同时与纳米银线层之间具有更好的融合性和粘合性，生产出来的纳米银线透明导电膜的透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq。
实施例三
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于透明基材：透明基材选用由三层共挤工艺制成的PMMA-PC-PMMA三层复合膜，选用胶水的固体含量为1～10wt％，PMMA-PC-PMMA三层复合膜的上层和下层均为PMMA层，中间层为PC层，PC层与两个PMMA层通过三层共挤工艺成型为一体。三层复合膜具有更高的透光率，同时与纳米银线层之间具有更好的融合性和粘合性，生产出来的纳米银线透明导电膜的透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq。
实施例四
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～5g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
实施例五
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有5～10g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
实施例六
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为2～6％，
胶水的平均粒径为1～5nm，
胶水的粘度为2～20cps，
纳米银线的直径小于等于20nm，
纳米银线的长度为15～30μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有2～4g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
实施例七
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的1～45％；
辅助剂包括固体含量为1～10wt％的分散剂、固体含量为1～10wt％的固化剂和固体含量为1～10wt％的溶剂中的一种或一种以上的混合物。
实施例八
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的3～45％；
辅助剂包括分散剂、固化剂和溶剂，分散剂、固化剂和溶剂在纳米银线涂布液中重量比分别为，
固体含量为1～10wt％的分散剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的固化剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的溶剂 1～15％。
实施例九
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的3～30％；
辅助剂包括分散剂、固化剂和溶剂，分散剂、固化剂和溶剂在纳米银线涂布液中重量比分别为，
固体含量为1～10wt％的分散剂 1～10％，
固体含量为1～10wt％的固化剂 1～10％，
固体含量为1～10wt％的溶剂 1～10％。
实施例十
本实施例的主要步骤和方法与实施例一相同，这里不再赘述，其不同之处在于调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的3～15％；
辅助剂包括分散剂、固化剂和溶剂，分散剂、固化剂和溶剂在纳米银线涂布液中重量比分别为，
固体含量为1～10wt％的分散剂 1～5％，
固体含量为1～10wt％的固化剂 1～5％，
固体含量为1～10wt％的溶剂 1～5％。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
透明基材，透明基材选用PC膜、PET膜或由三层共挤工艺制成的PMMA-PC-PMMA三层复合膜；
调制纳米银线涂布液，将纳米银线均匀搅拌于固体含量为1～30％的胶水中，制得纳米银线涂布液，其中，
胶水的平均粒径为1～25nm，
胶水的粘度为2～50cps，
纳米银线的直径小于等于30nm，
纳米银线的长度为5～100μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～10g纳米银线；
放卷，通过涂布机放卷出透明基材；
涂布，通过涂布机的涂布机构在透明基材的表面均匀涂布纳米银线涂布液；
干燥，基材通过涂布机的烘干箱，在烘干箱内完成烘干和干燥，纳米银线涂布液固化后形成一牢固粘覆在透明基材的表面的纳米银线层，纳米银线均匀分布于纳米银线层中，各纳米银线相互搭接而电性导通；纳米银线涂布液在固化过程中表面下降，顶层的纳米银线则凸显在纳米银线层的表面；
收卷，通过涂布机的收卷机构收卷；
成品，制成透光率为85～92％、雾度小于等于2％，表面电阻率为50～500ohm/sq的纳米银线透明导电膜。
2.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述透明基材的总厚度为81～500μm，纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述PET膜选用单面经过硬化处理或双面经过硬化处理的PET膜。
4.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述PMMA-PC-PMMA三层复合膜的上层和下层均为PMMA层，中间层为PC层，PC层与两个PMMA层通过三层共挤工艺成型为一体。
5.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有1～5g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
6.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为1～10％，
胶水的平均粒径为1～15nm，
胶水的粘度为2～40cps，
纳米银线的直径小于等于25nm，
纳米银线的长度为10～50μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有5～10g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
7.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述调制纳米银线涂布液步骤，
胶水的固体含量为2～6％，
胶水的平均粒径为1～5nm，
胶水的粘度为2～20cps，
纳米银线的直径小于等于20nm，
纳米银线的长度为15～30μm，
1Kg纳米银线涂布液中含有2～4g纳米银线，
纳米银线层的厚度为10nm～50μm。
8.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述胶水选用热塑性聚氨酯、有机硅胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛中的一种或一种以上的混合物，其固体含量为1～10wt％。
9.根据权利要求1所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述调制纳米银线涂布液步骤，
纳米银线涂布液中加入有辅助剂，辅助剂均匀混合在纳米银线涂布液中，辅助剂在纳米银线涂布液的重量比的1～45％；
辅助剂包括固体含量为1～10wt％的分散剂、固体含量为1～10wt％的固化剂和固体含量为1～10wt％的溶剂中的一种或一种以上的混合物。
10.根据权利要求9所述的一种纳米银线透明导电膜的生产方法，其特征在于：所述辅助剂包括分散剂、固化剂和溶剂，分散剂、固化剂和溶剂在纳米银线涂布液中重量比分别为，
固体含量为1～10wt％的分散剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的固化剂 1～15％，
固体含量为1～10wt％的溶剂 1～15％。
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