JP2016511505A - 透明導電膜のための腐食防止剤 - Google Patents
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Abstract
特定のトリハロ芳香族化合物が、銀ナノワイヤを含有する膜に組み込まれると、腐食防止特性を提供することが見出された。このような化合物の有効性は、銀ナノワイヤを含有する層に隣接して配置される層へのそれらの導入によって高めることができる。
Description
本発明は、透明導電膜のための腐食防止剤に関する。
透明導電膜(TCF)は、タッチパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ、電界発光照明、有機発光ダイオード装置、光起電力太陽電池のような用途において近年広く使用されている。酸化インジウムスズ(ITO)系透明導電膜は、その高い導電性、透明性、および比較的良好な安定性に因り透明導電体のほとんどの用途のための選択肢となっている。しかし、酸化インジウムスズ系の透明導電膜は、インジウムの原価高、複雑で高価な真空蒸着装置および方法の必要性、特に可撓性基板に配置される場合の酸化インジウムスズの固有の脆性および亀裂傾向に因り限界がある。
透明導電膜の特性の計測をする上で最も重要なパラメータの2つは、総光透過率(透過%)と膜表面の導電率である。高い光透過率により、ディスプレイ用途のための鮮明な画像品質、照明および太陽エネルギー変換用途の高効率が可能となる。低い抵抗率は、消費電力を最小化されることが可能な透明導電膜のほとんどの用途にとって最も望ましい。したがって、透明導電膜の窒化率が高いほど、より良好な透明導電膜である。
米国特許出願公開第2006/0257638A1号は、カーボンナノチューブ(CNT)と塩化ビニル樹脂のポリマ結合剤を含む透明導電膜を記載する。
米国特許第8,049,333号および米国特許出願公開第2008/0286447A1号は、銀ナノワイヤが基板上に配置され素のナノワイヤネットワークを形成し、続いてポリマ基質材料を含む銀ナノワイヤネットワークを上にコーティングし透明導電膜を形成する、透明導電膜を記載する。ポリアクリレートおよびカルボキシルアルキルセルロースエーテルポリマなどのポリマ材料が基質に有用な材料として提案された。
米国特許出願公開第2008/0286447A1号は、銀ナノワイヤ系透明導電体のための腐食防止剤として芳香族トリアゾールおよび他の窒素含有化合物の使用を提案する。長鎖アルキルチオ化合物もまた、有用な腐食防止剤として提案されている。
米国特許出願公開第2008/0292979A1号は、銀ナノワイヤ、または銀ナノワイヤおよびカーボンナノチューブの混合物を含む透明導電膜を記載する。透明導電ネットワークは、ポリマ結合剤の不使用、または光画像形成性組成物のいずれかで形成されている。透明導電膜は、ガラスおよびポリエチレンテレフタレート(PET)支持体のいずれの上にもコーティングされた。
米国特許第8,052,773号は、銀ナノワイヤをコーティングしてネットワークを形成し、続いてウレタンアクリレートポリマの層を上にオーバーコーティングすることによって形成された、透明導電膜を記載する。
米国特許出願公開第2011/0024159A1号は、透明導電膜のオーバーコート層における腐食防止剤の使用を開示する。
国際公開第2011/115603A1号は、透明導電膜に使用するための1、2−ジアジン化合物を含む腐食防止剤を開示する。
透明導電膜のコーティングおよび形成において、沈殿物を形成して、続いて銀ナノワイヤ分散液を塗布する前にハロゲン塩を含有する脱離液からこのような沈殿物の分離をするが、米国公開第2010/0307792A1号は、このような沈殿物を形成するための銀ナノワイヤ水分散液を含む追加の配位リガンドを開示する。
欧州特許出願第EP2251389A1号は、様々な水性銀錯イオンが、銀ナノワイヤ(AgNW)に対し1:64(w:w)を超えない比率で、銀ナノワイヤ系インクに添加された、AgNW系インク製剤を開示する。
特定のトリハロ芳香族化合物、硫化水素などの腐食防止剤と導電膜の望ましくない反応に対して、銀ナノワイヤ系透明導電膜のネットワークの安定性のための腐食防止剤として特に有用である。
このようなトリハロ芳香族化合物の有効性が、銀ナノワイヤを含む少なくとも1つの層に隣接して配置される少なくとも1つの層に対し、少なくとも1つのコーティング混合物において、それらの導入により高めることができることを見出した。このような層は、銀ナノワイヤを含む少なくとも1つの層の上に配置される場合、オーバーコート層またはトップコート層の可能性がある。このようなオーバーコート層またはトップコート層は、例えば、熱硬化または紫外線硬化されてもよい。あるいは、このような層は、銀ナノワイヤを含む少なくとも1つの層と透明支持体との間に配置される場合、下地層または下塗層の可能性がある。または、トリハロ芳香族化合物は、銀ナノワイヤを含む少なくとも1つの層の上下いずれの層にも含まれる可能性がある。これらいずれの場合においても、トリハロ芳香族化合物はまた、必要に応じて、銀ナノワイヤを含む層のうちの少なくとも1つに添加されてもよい。
少なくとも第1の実施形態は、透明支持体と、透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、ポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第1の層と、少なくとも1つの第1の層の上に配置される少なくとも1つの第2の層であって、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品を提供する。
少なくともいくつかのこのような実施形態において、少なくとも1つの第1の層が、上述されるように、1つ以上のトリハロ芳香族化合物をさらに含んでもよい。
少なくとも第2の実施形態において、透明支持体と、透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第1の層と、少なくとも1つの第1の層の上に配置される少なくとも1つの第2の層であって、ポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品を提供する。
少なくともいくつかのこのような実施形態において、少なくとも1つの第2の層が、上述されるように、1つまたはトリハロ芳香族化合物をさらに含んでもよい。
少なくとも第3の実施形態において、透明支持体と、透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層と、少なくとも1つの第1の層の上に配置される少なくとも1つの第2の層であって、ポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第2の層と、少なくとも1つの第2の層の上に配置される少なくとも1つの第3の層であって、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第3の層と、を含む、透明導電性物品を提供する。
少なくともいくつかのこのような実施形態において、少なくとも1つの第2の層が、上述されるように、1つ以上のトリハロ芳香族化合物をさらに含んでもよい。
少なくとも第4の実施形態は、透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、第1のコーティングされた層を形成することと、少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第2のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第2のコーティング混合物が、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、第2のコーティングされた層を形成することと、を含む、方法を提供する。
少なくともいくつかのこのような実施形態において、少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、上述されるように、1つ以上のトリハロ芳香族化合物をさらに含んでもよい。
少なくとも第5の実施形態は、透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、形成することと、少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することであって、少なくとも1つの第1の層が、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物をさらに含む、塗布することと、を含む、方法を提供する。
少なくともいくつかのこのような実施形態において、少なくとも1つの第2のコーティング混合物が、上述されるように、1つ以上のトリハロ芳香族化合物をさらに含んでもよい。
本明細書において参照される全ての刊行物、特許、および特許文献は、その全体が、参照することにより個別に組み込まれるのと同様に、参照することにより組み込まれる。
ANTICORROSION AGENTS FOR TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMと題する、2013年1月15日出願の米国仮出願第61/752,531号は、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
<定義>
用語「導電層」または「導電膜」は、ポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤを含むネットワーク層を指す。
用語「導電層」または「導電膜」は、ポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤを含むネットワーク層を指す。
用語「導電性(conductive)」は、導電性(electrical conductivity)を指す。
用語「物品」は、支持体上の「導電層」または「導電膜」のコーティングを指す。
用語「コーティング重量」、「コート重量」、および「被覆範囲」は、同義語であり、通常、g/m2またはmol/m2などの重量または一面積当たりで表される。
用語「透明」は、さほどの散乱または吸収無しに可視光が透過できることを意味する。
「混濁」は、全方向において光を均一放散する広角拡散である。その光透過率は、平均2.5度以上入射光線から偏向する。混濁は、乳白色または濁った外観中の差異を低減し、乳白色または濁った外観の発生を低減する。低い混濁率を有する材料は、高い混濁率を有するものよりも濁りが低度であるように見える。
用語「有機溶媒」は、「化学式が1つ以上の炭素原子を含む使用温度で液体である材料」を意味する。
用語「水性溶媒」は、均質溶液中の組成物が最大の割合で水を含む(すなわち、少なくとも50重量パーセントが水分)、使用温度で液体である材料を意味する。
用語「水溶性」は、溶質が水、または水が主成分である溶媒混合物と均質な溶液を形成することを意味する。
用語「a」または「an」は、成分(例えば、本明細書に記載される腐食防止剤、ナノワイヤ、およびポリマ)のうちの「少なくとも1つ」を指す。
さらに、本明細書において参照されるすべての刊行物、特許、および特許文献は、その全体が、参照することにより個別に組み込まれるのと同様に、参照することにより組み込まれる。
<概要>
銀系透明導電体が実用的な用途を有するためには、銀系透明導電体が環境条件に供されるとき、長期間安定であることが重要である。
銀系透明導電体が実用的な用途を有するためには、銀系透明導電体が環境条件に供されるとき、長期間安定であることが重要である。
空気中の低レベルの化学物質の反応に因る任意の大気腐食によって、金属ナノワイヤの表面において望ましくない化学反応が誘発され、金属ナノワイヤ系透明導電体の導電性および能力が影響を受ける。銀金属が大気に晒されると、腐食または「変色」が銀金属表面に容易に起こることは既知である。理論に束縛されることを望むものではないが、このような変色機構の1つの例は、銀と硫化水素との反応による銀表面の硫化である。
2Ag+H2S→Ag2S+H2
2Ag+H2S→Ag2S+H2
硫化銀などの銀化合物の導電性は、銀金属よりもはるかに低いため、銀ナノワイヤ系導電体が大気に晒されると導電性を徐々に失うことがある。
空気中に晒される素金属ワイヤと対照的に、ポリマの存在によって、銀ナノワイヤ表面への硫化水素(または他の腐食剤)の拡散が遅くなるため、ポリマ基質中の銀ナノワイヤは、より安定する。それにもかかわらず、ナノワイヤがポリマ基質中に組み込まれる場合でも、硫化処理を防止するために銀ナノワイヤ表面を安定させることが重要である。
一般的なコーティング技術を使用して、水性溶媒または有機溶媒からコーティングされ得るポリマ結合剤中に銀ナノワイヤネットワークを含む透明導電膜のための腐食防止剤を見出すことは、有用であろう。
<銀ナノワイヤ>
銀ナノワイヤは、導電膜に、および導電膜を使用して調製される物品に導電性を付与するために必須の成分である。銀ナノワイヤ系透明導電膜の導電性は、a)単一のナノワイヤの導電性、b)末端間のナノワイヤの数、ならびにc)ナノワイヤ間の接続の数および接触抵抗によって、主に制御される。特定のナノワイヤ濃度(またパーコレーション閾値と呼ばれる)を下回ると、ナノワイヤが遠く離れて離間することが原因で連続的な電流経路が提供されないため、末端間の導電性はゼロである。この濃度を超えると、少なくとも1つの電流経路が利用可能となる。電流経路が多く提供される程、層全体の抵抗は低下する。しかし、電流経路が多く提供される程、ナノワイヤによる光吸収および後方散乱が原因で導電膜の透明性(すなわち、光透過率)が低下する。また、導電膜中の銀ナノワイヤの量が増加すると、銀ナノワイヤによる光の散乱が原因で透明フィルムの混濁が高まる。同様の効果が、導電膜を用いて調製される透明な物品において発生するであろう。
銀ナノワイヤは、導電膜に、および導電膜を使用して調製される物品に導電性を付与するために必須の成分である。銀ナノワイヤ系透明導電膜の導電性は、a)単一のナノワイヤの導電性、b)末端間のナノワイヤの数、ならびにc)ナノワイヤ間の接続の数および接触抵抗によって、主に制御される。特定のナノワイヤ濃度(またパーコレーション閾値と呼ばれる)を下回ると、ナノワイヤが遠く離れて離間することが原因で連続的な電流経路が提供されないため、末端間の導電性はゼロである。この濃度を超えると、少なくとも1つの電流経路が利用可能となる。電流経路が多く提供される程、層全体の抵抗は低下する。しかし、電流経路が多く提供される程、ナノワイヤによる光吸収および後方散乱が原因で導電膜の透明性(すなわち、光透過率)が低下する。また、導電膜中の銀ナノワイヤの量が増加すると、銀ナノワイヤによる光の散乱が原因で透明フィルムの混濁が高まる。同様の効果が、導電膜を用いて調製される透明な物品において発生するであろう。
一実施形態において、銀ナノワイヤは、約20〜約3300の縦横比(長さ/幅)を有する。別の実施形態において、銀ナノワイヤは、約500〜1000の縦横比(長さ/幅)を有する。長さ約5μm〜約100μm(マイクロメートル)および幅約10nm〜約200nmを有する銀ナノワイヤが、有用である。幅約20nm〜約100nmおよび長さ約10μm〜約50μmを有する銀ナノワイヤはまた、透明導電ネットワーク膜の構築のために特に有用である。
銀ナノワイヤは、当技術分野において既知の方法により調製することができる。特に、銀ナノワイヤは、ポリオール(例、エチレングリコールまたはプロピレングリコール)およびポリ(ビニルピロリドン)の存在下で、銀塩(例えば、硝酸銀)の溶液相還元を通じて合成されることができる。均一な大きさの銀ナノワイヤの大量生産は、Ducamp−Sanguesa,C.et al,J.of Solid State Chemistry,(1992),100,272−280、Sun,Y.et al,Chem.Mater.(2002),14,4736−4745、Sun,Y.et al,Nano Letters,(2003),3(7),955−960、2012年3月15日公開の米国特許出願公開第2012/0063948号、2012年5月24日公開の米国特許出願公開第2012/0126181号、2012年6月14日公開の米国特許出願公開第2012/0148436号、2012年8月16日公開の米国特許出願公開第2012/0207644号、および「NANOWIRE PREPARATION METHODS,COMPOSITIONS,AND ARTICLES」と題される2012年4月5日出願の米国特許出願第13/439,983号、に記載される方法によって調製されてもよく、これらの各々は、その全体が参照することにより組み込まれる。
<ポリマ結合剤>
透明導電膜の実用的な製造工程のために、銀ナノワイヤのような導電性成分と、コーティング溶液中のポリマ結合剤の両方を有することが重要である。ポリマ結合剤溶液は、コーティング処理中、銀ナノワイヤの沈殿が最小限に抑えられるように銀ナノワイヤの分散を促進するための分散剤、および銀ナノワイヤコーティングの分散を安定させる増粘剤の、2つの役割を果たす。単一のコーティング分散液において銀ナノワイヤおよびポリマ結合剤を有することもまた望ましい。これが、コーティング処理を簡素化し、ワンパスコーティングを可能にし、後に透明導電膜を形成するためにポリマを用いてオーバーコーティングされる膜が弱く、脆弱に形成されるような第1のコーティング素銀ナノワイヤの方法を回避する。
透明導電膜の実用的な製造工程のために、銀ナノワイヤのような導電性成分と、コーティング溶液中のポリマ結合剤の両方を有することが重要である。ポリマ結合剤溶液は、コーティング処理中、銀ナノワイヤの沈殿が最小限に抑えられるように銀ナノワイヤの分散を促進するための分散剤、および銀ナノワイヤコーティングの分散を安定させる増粘剤の、2つの役割を果たす。単一のコーティング分散液において銀ナノワイヤおよびポリマ結合剤を有することもまた望ましい。これが、コーティング処理を簡素化し、ワンパスコーティングを可能にし、後に透明導電膜を形成するためにポリマを用いてオーバーコーティングされる膜が弱く、脆弱に形成されるような第1のコーティング素銀ナノワイヤの方法を回避する。
透明導電膜が様々な装置用途に有用であるために、透明導電膜のポリマ結合剤が光学的に透明で可撓性があり、しかも高い機械的強度、良好な硬度、高熱安定性、および光安定性を有することもまた重要である。これは、概して、ポリマ結合剤が透明導電膜のために使用されるにあたり、透明導電膜の使用温度を超えるTg(ガラス転移温度)を有することを必要とする。
透明な、光学的に透明なポリマ結合剤は、当技術分野において既知である。好適なポリマ結合剤の例は、ポリメタクリレート(例、ポリ(メタクリル酸メチル))、ポリアクリレートおよびポリアクリロニトリルなどのポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリエステル(例、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、およびポリエチレンナフタレート)、フェノールまたはクレゾールホルムアルデヒド(ノボラック(登録商標)などの高度の芳香族性ポリマ、ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルアミド、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリフェニレン、およびポリフェニルエーテル、ポリウレタン(PU)、ポリカーボネート、エポキシ、ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、および環状オレフィン)、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体(ABS)、セルロース、シリコンおよび他シリコン含有ポリマ(例えば、ポリシルセスキオキサンおよびポリシラン)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ酢酸ビニル、ポリノルボルネン、合成ゴム(例えば、EPR、SBR、EPDM)、およびフルオロポリマ(例えば、フッ化ポリビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン(TFE)または6フッ化ポリプロピレン)、フルオロオレフィンコポリマおよび炭化水素オレフィンコポリマ(例えば、LUMIFLON(登録商標))、およびアモルファスフッ化炭素ポリマまたはコポリマ(例えば、Asahi Glass CoのCYTOP(登録商標)、Du PontのTeflon(登録商標)AF)、ポリビニルブトリアル、ポリビニルアセタール、ゼラチン、多糖類、ならびに澱粉を含むが、これらに限られない。
特定の実施形態において、ポリマコーティング溶液中の銀ナノワイヤを分散させ、安定させるために、酸素含有量が高いポリマバインダーを使用することが有利である。ヒドロキシル基およびカルボキシル基などの酸素含有基は、銀ナノワイヤ表面に結合するための強い親和性を有し、分散および安定化を促進する。酸素が豊富な任意のポリマはまた、有機溶媒にコーティングされた材料を調製するために一般的に使用される極性有機溶媒において良好な溶解性を有するが、酸素が豊富な他のポリマは、水性溶媒にコーティングされた材料を調製するために一般的に使用される水または水性溶媒の混合物において良好な溶解性を有する。
特定の実施形態において、セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテート(CA)、またはセルロースアセテートプロピオネート(CAP)などのセルロースエステルポリマは、2−ブタノン(メチルエチルケトン、MEK)、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、2−プロパノール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、またはそれらの混合物などの有機溶媒にコーティングされた銀ナノワイヤ系透明導電膜を調製するために使用される場合、他の酸素が豊富なポリマ結合剤よりも優れている。これらの使用により、透明導電膜において、コーティングされた膜の光学光透過率および導電性の両方が大幅に改善される。加えて、これらのセルロースエステルポリマは、少なくとも100℃のガラス転移温度を有し、高い機械的強度、良好な硬度、高熱安定性、および光安定性を有する透明で、可撓性のある膜を提供する。
セルロースエステルポリマは、乾燥した透明導電膜の約40〜約90重量%で存在することがある。好ましくは、それらは、乾燥した膜の約60〜約85重量%で存在する。いくつかの構成において、セルロースエステルポリマおよび1つ以上の追加のポリマ混合物は、使用されてもよい。これらのポリマは、セルロースポリマと互換性がある。互換性により、少なくとも1つのセルロースエステルポリマおよび1つ以上の追加のポリマの混合物が、乾燥時、透明な単相組成物を形成することを意味する。追加の1つまたは複数のポリマは、支持体への粘着力の促進ならびに硬度および耐擦傷性の改善などのさらなる利点を提供することができる。上記のように、全てのポリマの総重量%は、乾燥した透明導電膜の約40〜約95重量%である。好ましくは、全てのポリマの総重量は、乾燥した膜の約60〜約85重量%である。ポリエステルポリマ、ウレタン、およびポリアクリルは、セルロースエステルポリマと混合させるために有用である追加のポリマの例である。
他の実施形態では、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリアクリレート酸、ポリイミドなどの水溶性ポリマ結合剤もまた使用されることができる。メチルアクリル酸を含有するポリアクリレートおよびポリメタクリレートなどの他の水分酸性ラテックスポリマもまた、使用されることができる。水性溶液によるコーティングは、環境に利点をもたらし、製造中の揮発性有機化合物の排出量を低減する。
ポリビニルアルコールまたはゼラチンなどの水溶性ポリマを銀ナノワイヤ系透明導電体のための結合剤として使用することは、膜の透過率および導電率の両方が大幅に改善された優れた透明導電膜の生成につながる。ポリビニルアルコールまたはゼラチンのいずれかのポリマ結合剤を用いて調製される透明導電膜はまた、ポリマの架橋剤をポリマ溶液に添加した場合、優れた透明性、耐擦傷性、および硬度を示す。本発明に従って調製される透明導電膜は、約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも80%の透過率、および500オーム/平方以下の表面抵抗率を提供する。
銀ナノワイヤおよび水溶性ポリマ結合剤を含む透明導電性物品もまた、優れた透明性、高い耐擦傷性、および硬度を示す。加えて、これらのポリマ結合剤を用いて調製される透明導電膜は、好適な下塗り層が、支持体と導電層との間に適用される場合、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリ(メチルメタクリル酸)、ポリカーボネートなどを含む支持体への良好な粘着力を有する。
水溶性ポリマ結合剤は、乾燥した透明導電膜の約40〜約95重量%で存在する。好ましくは、それらは、乾燥した膜の約60〜約85重量%で存在する。
いくつかの構成において、ゼラチンまたはポリビニルアルコールポリマ結合剤の最高50重量%は、1つ以上の追加のポリマに置き換えられることができる。これらのポリマは、ゼラチンまたはポリビニルアルコールポリマ結合剤と互換性があるべきである。互換性により、全てのポリマが、乾燥時、透明な単相の混合物を形成することを意味する。追加の1つまたは複数のポリマ、支持体への粘着力の促進、ならびに硬度および耐擦傷性の改善などのさらなる利点を提供することができる。水溶性アクリルポリマは、追加のポリマとして特に好ましい。このようなポリマの例は、ポリアクリル酸およびポリアクリルアミド、ならびにそれらのコポリマである。上記のように、全てのポリマの総重量%は、乾燥した透明導電膜の約50〜約95重量%である。好ましくは、全てのポリマの総重量は、乾燥した膜の約70〜約85重量%である。
所望であれば、支持体へのポリマ結合剤を含む透明導電膜の耐擦傷性や硬度は、ポリマ結合剤に架橋するための架橋剤を使用することによって改善することが可能である。イソシアネート、アルコキシシラン、およびメラミンは、遊離ヒドロキシル基を含有するセルロースエステルポリマのための典型的な架橋剤の例である。ビニルスルホンおよびアルデヒドは、ゼラチン結合剤のための典型的な架橋剤の例である。
<腐食防止剤>
腐食防止剤は、透明導電膜に添加されると、膜内の1つ以上の成分と大気中の酸素または1つ以上の他の化学物質との反応によって引き起こされる大気腐食に関して構造の安定性を改善する化学化合物である。この反応は、膜の導電性、光学特性、および/または物理的一体性の低下をもたらすことがある。腐食防止剤は、透明導電膜に用いた場合、無色無臭であるべきであり、透明導電膜が使用される環境での熱、光、および湿度の条件に対して安定であるべきである。
腐食防止剤は、透明導電膜に添加されると、膜内の1つ以上の成分と大気中の酸素または1つ以上の他の化学物質との反応によって引き起こされる大気腐食に関して構造の安定性を改善する化学化合物である。この反応は、膜の導電性、光学特性、および/または物理的一体性の低下をもたらすことがある。腐食防止剤は、透明導電膜に用いた場合、無色無臭であるべきであり、透明導電膜が使用される環境での熱、光、および湿度の条件に対して安定であるべきである。
しかし、実際には、多くのそのような化合物は、銀ナノワイヤ表面に結合した場合、得られる導電膜の導電率を大幅に減少させる。理論に束縛されることを望むものではないが、これらの化合物の断熱効果は、ナノワイヤ接触点において、電子「流」を防止するように見える。したがって、導電率の重大な減少および他の負の効果を引き起こすことなく、透明導電膜に腐食防止保護を提供する化合物の部類を同定することが重要である。有利には、その形成後まで導電性ナノワイヤネットワークへの腐食防止剤の導入を遅らせることは、ネットワーク内の導電経路の破壊を最小限に抑えることができる。
トリハロ芳香族化合物が、銀ナノワイヤを含有する膜に組み込まれた場合、腐食防止性および安定化効果を有することが見出された。理論に束縛されることを望まないが、通常の室内光の照射下で、トリハロ化合物が、より安定したAgハロゲン化物錯体を形成するために、ナノワイヤ表面において銀ナノワイヤ(AgNW)に素早く反応する強力な酸化体であるハロゲンイオンを放出するために光分解を耐える、と考えられる。ナノワイヤ表面において銀ハロゲン化物錯体の存在は、H2SおよびSO2などの大気中に存在する腐食性の硫黄を含有する化学物質とのナノワイヤのさらなる反応を防止すると考えられる。
少なくとも1つの実施形態において、トリハロ芳香族化合物は、任意の置換芳香族化合物において1つ以上の芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、同じ炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物を含む。
特定の実施形態において、トリハロ芳香族化合物は、以下のうちの1つ以上を含む。
2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)、その構造を以下に示す。
トリス−トリクロロメチルトリアゼン(TTT)、その構造を以下に示す。
ビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン(BTT)、その構造を以下に示す。
2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)、その構造を以下に示す。
トリス−トリクロロメチルトリアゼン(TTT)、その構造を以下に示す。
ビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン(BTT)、その構造を以下に示す。
<導電膜のコーティング>
透明銀ナノワイヤ膜のための有機溶媒系コーティング製剤は、トルエン、2ブタノン(メチルエチルケトン、MEK)、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、2−プロパノール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル、テトラヒドロフラン、またはそれらの混合物などの1つ以上の溶媒を通常含む好適な有機溶媒系において1つ以上のポリマ結合剤と様々な成分とを混合することによって調製することが可能である。透明銀ナノワイヤ膜のための水性系コーティング製剤は、水または、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、2−プロパノール、またはテトラヒドロフラン、もしくはそれらの混合物などの水混和性溶剤と水の混合物中で、1つ以上のポリマ結合剤と様々な成分とを混合することによって調製することが可能である。銀ナノワイヤを含有する透明膜は、巻線棒コーティング、ディップコーティング、ナイフまたはブレードコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティング、またはグラビアコーティングなど様々なコーティング手順を使用する製剤をコーティングすることによって調製することができる。界面活性剤および他のコーティング助剤は、コーティング製剤に組み込むことができる。
透明銀ナノワイヤ膜のための有機溶媒系コーティング製剤は、トルエン、2ブタノン(メチルエチルケトン、MEK)、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、2−プロパノール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル、テトラヒドロフラン、またはそれらの混合物などの1つ以上の溶媒を通常含む好適な有機溶媒系において1つ以上のポリマ結合剤と様々な成分とを混合することによって調製することが可能である。透明銀ナノワイヤ膜のための水性系コーティング製剤は、水または、アセトン、アセトニトリル、メタノール、エタノール、2−プロパノール、またはテトラヒドロフラン、もしくはそれらの混合物などの水混和性溶剤と水の混合物中で、1つ以上のポリマ結合剤と様々な成分とを混合することによって調製することが可能である。銀ナノワイヤを含有する透明膜は、巻線棒コーティング、ディップコーティング、ナイフまたはブレードコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティング、またはグラビアコーティングなど様々なコーティング手順を使用する製剤をコーティングすることによって調製することができる。界面活性剤および他のコーティング助剤は、コーティング製剤に組み込むことができる。
一実施形態において、銀ナノワイヤのコーティング重量は、約10mg/m2〜約500mg/m2である。別の実施形態において、銀ナノワイヤのコーティング重量は、約20mg/m2〜約200mg/m2である。さらなる実施形態において、銀ナノワイヤのコーティング重量は、約30mg/m2〜約120mg/m2である。透明導電性コーティングの有用なコーティングの乾燥厚さは、約0.05μm〜約2.0μm、および好ましくは約0.1μm〜約0.5μmである。
透明導電膜は、コーティングおよび乾燥すると、1,000オーム/平方より小さい、および好ましくは500オーム/平方より小さい表面抵抗率を有する。
コーティングおよび乾燥すると、透明導電膜は、可能な限り高い透過率を有する。少なくとも70%の透過率が有用である。少なくとも80%、さらに少なくとも90%の透過率が、さらにより有用である。
特に有用であるのは、少なくとも70%の透過率、および500オーム/平方より小さい表面抵抗率を備える膜である。
このような透明導電膜は、約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも80%の透過率、および500オーム/平方より小さい表面抵抗率を提供する。
<透明支持体>
一実施形態において、導電材料は、支持体上にコーティングされる。支持体は、剛性または可撓性を有してもよい。
一実施形態において、導電材料は、支持体上にコーティングされる。支持体は、剛性または可撓性を有してもよい。
好適な剛性基板は、例えば、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂などを含む。
導電材料が、可撓性のある支持体上にコーティングされるとき、支持体は、好ましくは可撓性があり、任意の望ましい厚さを有し、1つ以上のポリマ材料で構成される透明なポリマ膜である。支持体は、導電層のコーティングおよび乾燥中、寸法安定性を示すこと、および上の層との好適な接着特性を有することを必要とされる。このような支持体を作製するための有用なポリマ材料は、ポリエステル[ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)およびポリ(エチレンナフタレート)(PEN)など]、セルロースアセテートおよび他のセルロースエステル、ポリビニルアセタール、ポリオレフィン、ポリカーボネート、およびポリスチレン、を含む。好ましい支持体は、ポリエステルおよびポリカーボネートなどの良好な熱安定性を有するポリマで構成される。支持体の材料はまた、収縮を低減し、寸法安定性を促進するために処理または焼き鈍しされてもよい。透明な多層支持体もまた、使用されることができる。
<支持体上への導電膜のコーティング>
透明導電性物品は、巻線棒コーティング、ディップコーティング、ナイフコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、または押し出しコーティングなどの様々なコーティング手順を使用する透明支持体上に上述の製剤をコーティングすることによって調製することができる。
透明導電性物品は、巻線棒コーティング、ディップコーティング、ナイフコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、または押し出しコーティングなどの様々なコーティング手順を使用する透明支持体上に上述の製剤をコーティングすることによって調製することができる。
あるいは、透明導電性物品は、透明支持体上に、上述のように調製される透明導電膜を薄層することにより調製することができる。
いくつかの実施形態において、2つ以上のポリマの単相混合物を含む「担体」層の製剤は、支持体に直接的に適用されてもよく、それによって、支持体と銀ナノワイヤ層との間に位置されてもよい。担体層は、銀ナノワイヤを含有する透明なポリマ層への支持体の粘着力を促進する役割を果たす。担体層の製剤は、透明導電銀ナノワイヤ層の製剤の用途と連続的にまたは同時に適用される。全てのコーティングを支持体上に同時に適用することが好ましい。担体層は、「粘着力促進層」、「中間層(interlayers)」、または「中間層(intermediate layers)」を指すことが多い。
一実施形態において、銀ナノワイヤのコーティング重量は、上述のように、約20mg/m2〜約500mg/m2である。他の実施形態において、銀ナノワイヤのコーティング重量は、約10mg/m2〜約200mg/m2である。銀ナノワイヤが、約10mg/m2から約120mg/m2でコーティングされる一実施形態もまた、企図される。
透明導電性物品は、コーティングおよび乾燥すると、1,000オーム/平方より小さい、好ましくは500オーム/平方より小さい表面抵抗率を有する。
同様に、透明導電性物品は、透明支持体上でコーティングおよび乾燥すると、可能な限り高い光学透過率を有する。少なくとも70%の透過率が有用である。少なくとも80%、さらに少なくとも90%の透過率がさらにより有用である。
特に好ましいのは、少なくとも80%の透過率および500オーム/平方より小さい表面抵抗率を有する物品である。
<例示的な実施形態>
ANTICORROSION AGENTS FOR TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMと題する、2013年1月15日出願の米国仮出願第61/752,531号は、以下の62の非限定的な例示の実施形態を開示し、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
ANTICORROSION AGENTS FOR TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMと題する、2013年1月15日出願の米国仮出願第61/752,531号は、以下の62の非限定的な例示の実施形態を開示し、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
A.透明支持体と、
透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、少なくとも1つのポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第1の層と、
少なくとも1つの第1の層に配置される少なくとも1つの第2の層であって、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品。
B.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼンのうち少なくとも1つを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
C.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
D.前記少なくとも1つの第2の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
E.前記少なくとも1つの第2の層が、−3.5〜約3のpKaを有する少なくとも1つの有機酸さらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
F.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
G.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含み、前記トリハロ芳香族化合物が2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンである、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
H.透明支持体が、可撓性がある透明なポリマ膜である、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
J.銀ナノワイヤが、約1000オーム/平方より小さい表面抵抗率を提供するために十分な量で存在する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
K.銀ナノワイヤが、約20〜約3300の縦横比を有する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
L.銀ナノワイヤが、約10mg/m2〜約500mg/m2の量で存在する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
M.約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも約80%の透過率、および500オーム/平方以下の表面抵抗率を有する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
N.少なくとも1つのポリマ結合剤が、少なくとも1つの水溶性ポリマを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
P.少なくとも1つの水溶性ポリマが、ゼラチン、ポリビニルアルコール、またはそれらの混合物を含む、実施形態Nに記載の透明導電性物品。
Q.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の水溶性ポリマをさらに含む、実施形態Pに記載の透明導電性物品。
R.1つ以上の追加の水溶性ポリマが、ポリアクリルポリマである、実施形態Qに記載の透明導電性物品。
S.少なくとも1つのポリマ結合剤が、有機溶媒に可溶なポリマを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
T.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、少なくとも1つのセルロースエステルポリマを含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
U.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネート、またはそれらの混合物を含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
V.少なくとも1つのセルロースエステルポリマが、少なくとも約100℃のガラス転移温度を有する、実施形態Tに記載の透明導電性物品。
W.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマをさらに含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
X.1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマが、ポリエステルポリマである、実施形態Wに記載の透明導電性物品。
Y.透明支持体と、
透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、銀ナノワイヤネットワークおよびポリマ結合剤ならびに少なくとも1つの第1の層と、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第1の層と、
透明なポリマからなる少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品。
Z.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼンのうち少なくとも1つを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、少なくとも1つのポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第1の層と、
少なくとも1つの第1の層に配置される少なくとも1つの第2の層であって、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品。
B.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼンのうち少なくとも1つを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
C.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
D.前記少なくとも1つの第2の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
E.前記少なくとも1つの第2の層が、−3.5〜約3のpKaを有する少なくとも1つの有機酸さらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
F.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
G.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含み、前記トリハロ芳香族化合物が2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンである、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
H.透明支持体が、可撓性がある透明なポリマ膜である、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
J.銀ナノワイヤが、約1000オーム/平方より小さい表面抵抗率を提供するために十分な量で存在する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
K.銀ナノワイヤが、約20〜約3300の縦横比を有する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
L.銀ナノワイヤが、約10mg/m2〜約500mg/m2の量で存在する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
M.約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも約80%の透過率、および500オーム/平方以下の表面抵抗率を有する、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
N.少なくとも1つのポリマ結合剤が、少なくとも1つの水溶性ポリマを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
P.少なくとも1つの水溶性ポリマが、ゼラチン、ポリビニルアルコール、またはそれらの混合物を含む、実施形態Nに記載の透明導電性物品。
Q.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の水溶性ポリマをさらに含む、実施形態Pに記載の透明導電性物品。
R.1つ以上の追加の水溶性ポリマが、ポリアクリルポリマである、実施形態Qに記載の透明導電性物品。
S.少なくとも1つのポリマ結合剤が、有機溶媒に可溶なポリマを含む、実施形態Aに記載の透明導電性物品。
T.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、少なくとも1つのセルロースエステルポリマを含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
U.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネート、またはそれらの混合物を含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
V.少なくとも1つのセルロースエステルポリマが、少なくとも約100℃のガラス転移温度を有する、実施形態Tに記載の透明導電性物品。
W.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマをさらに含む、実施形態Sに記載の透明導電性物品。
X.1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマが、ポリエステルポリマである、実施形態Wに記載の透明導電性物品。
Y.透明支持体と、
透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、銀ナノワイヤネットワークおよびポリマ結合剤ならびに少なくとも1つの第1の層と、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第1の層と、
透明なポリマからなる少なくとも1つの第2の層と、を含む、透明導電性物品。
Z.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼンのうち少なくとも1つを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AA.少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AB.前記少なくとも1つの第1の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AC.前記少なくとも1つの第1の層が、−3.5〜3.0のpKaを有する少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AD.前記少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AE.前記少なくとも少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含み、少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AF.透明支持体が、可撓性がある透明なポリマ膜である、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AG.銀ナノワイヤが、約1000オーム/平方より小さい表面抵抗率を提供するために十分な量で存在する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AH.銀ナノワイヤが、約20〜約3300の縦横比を有する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AJ.銀ナノワイヤが、約10mg/m2〜約500mg/m2の量で存在する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AK.約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも約80%の透過率、および500オーム/平方以下の表面抵抗率を有する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AL.少なくとも1つのポリマ結合剤が、少なくとも1つの水溶性ポリマを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AM.少なくとも1つの水溶性ポリマが、ゼラチン、ポリビニルアルコール、またはそれらの混合物を含む、実施形態ALに記載の透明導電性物品。
AN.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の水溶性ポリマをさらに含む、実施形態AMに記載の透明導電性物品。
AP.1つ以上の追加の水溶性ポリマが、ポリアクリルポリマである、実施形態ANに記載の透明導電性物品。
AQ.少なくとも1つのポリマ結合剤が、有機溶媒に可溶なポリマを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AR.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、少なくとも1つのセルロースエステルポリマを含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AS.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネート、またはそれらの混合物を含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AT.少なくとも1つのセルロースエステルポリマが、少なくとも約100℃のガラス転移温度を有する、実施形態ARに記載の透明導電性物品。
AU.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高50重量%の1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマをさらに含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AV.1つ以上の有機溶剤に可溶なポリマが、ポリエステルポリマである、実施形態AUに記載の透明導電性物品。
AW.透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第1のコーティング混合物が銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、第1のコーティングされた層を形成することと、
少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第2のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第2のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、第2のコーティングされた層を形成することと、を含む、方法。
AX.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン、のうち少なくとも1つを含む、実施形態AWに記載の方法。
AY.少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態AWに記載の方法。
AZ.前記少なくとも1つの第2の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
AB.前記少なくとも1つの第1の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AC.前記少なくとも1つの第1の層が、−3.5〜3.0のpKaを有する少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AD.前記少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AE.前記少なくとも少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含み、少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AF.透明支持体が、可撓性がある透明なポリマ膜である、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AG.銀ナノワイヤが、約1000オーム/平方より小さい表面抵抗率を提供するために十分な量で存在する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AH.銀ナノワイヤが、約20〜約3300の縦横比を有する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AJ.銀ナノワイヤが、約10mg/m2〜約500mg/m2の量で存在する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AK.約350nm〜約1100nmの全スペクトル範囲にわたって少なくとも約80%の透過率、および500オーム/平方以下の表面抵抗率を有する、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AL.少なくとも1つのポリマ結合剤が、少なくとも1つの水溶性ポリマを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AM.少なくとも1つの水溶性ポリマが、ゼラチン、ポリビニルアルコール、またはそれらの混合物を含む、実施形態ALに記載の透明導電性物品。
AN.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高約50重量%の1つ以上の追加の水溶性ポリマをさらに含む、実施形態AMに記載の透明導電性物品。
AP.1つ以上の追加の水溶性ポリマが、ポリアクリルポリマである、実施形態ANに記載の透明導電性物品。
AQ.少なくとも1つのポリマ結合剤が、有機溶媒に可溶なポリマを含む、実施形態Yに記載の透明導電性物品。
AR.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、少なくとも1つのセルロースエステルポリマを含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AS.有機溶媒に可溶なポリマ結合剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネート、またはそれらの混合物を含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AT.少なくとも1つのセルロースエステルポリマが、少なくとも約100℃のガラス転移温度を有する、実施形態ARに記載の透明導電性物品。
AU.少なくとも1つのポリマ結合剤が、最高50重量%の1つ以上の追加の有機溶媒に可溶なポリマをさらに含む、実施形態AQに記載の透明導電性物品。
AV.1つ以上の有機溶剤に可溶なポリマが、ポリエステルポリマである、実施形態AUに記載の透明導電性物品。
AW.透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第1のコーティング混合物が銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、第1のコーティングされた層を形成することと、
少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第2のコーティングされた層を形成することであって、少なくとも1つの第2のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、第2のコーティングされた層を形成することと、を含む、方法。
AX.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン、のうち少なくとも1つを含む、実施形態AWに記載の方法。
AY.少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態AWに記載の方法。
AZ.前記少なくとも1つの第2の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BA.前記少なくとも1つの第2の層が−3.5と約3の間のpKaを有する少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BB.前記少なくとも1つの第2の層は、マレイン酸をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BC.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含み、前記トリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態AWに記載の方法。
BD.少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布すること、および少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することが、同時に発生する、実施形態AWに記載の方法。
BE.少なくとも1つの第1の層もしくは少なくとも1つの第2の層、またはそれらの両方を乾燥させる工程をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BF.透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、形成することと、
前記少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、塗布することと、を含む、方法。
BG.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン、のうち少なくとも1つを含む、実施形態BFに記載の方法。
BH.少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態BFに記載の方法。
BJ.前記少なくとも1つの第1の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BK.前記少なくとも1つの第1の層が、−3.5〜3.0のpKaを有する少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BL.前記少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BM.前記少なくとも少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含み、少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BN.少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布すること、および少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することが、同時に発生する、実施形態BFに記載の方法。
BP.少なくとも1つの第1の層もしくは少なくとも1つの第2の層、またはそれらの両方を乾燥させる工程をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BB.前記少なくとも1つの第2の層は、マレイン酸をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BC.前記少なくとも1つの第2の層が、マレイン酸をさらに含み、前記トリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態AWに記載の方法。
BD.少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布すること、および少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することが、同時に発生する、実施形態AWに記載の方法。
BE.少なくとも1つの第1の層もしくは少なくとも1つの第2の層、またはそれらの両方を乾燥させる工程をさらに含む、実施形態AWに記載の方法。
BF.透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、形成することと、
前記少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、塗布することと、を含む、方法。
BG.前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン、のうち少なくとも1つを含む、実施形態BFに記載の方法。
BH.少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、実施形態BFに記載の方法。
BJ.前記少なくとも1つの第1の層が、少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BK.前記少なくとも1つの第1の層が、−3.5〜3.0のpKaを有する少なくとも1つの有機酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BL.前記少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BM.前記少なくとも少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含み、少なくとも1つの第1の層が、マレイン酸をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
BN.少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布すること、および少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することが、同時に発生する、実施形態BFに記載の方法。
BP.少なくとも1つの第1の層もしくは少なくとも1つの第2の層、またはそれらの両方を乾燥させる工程をさらに含む、実施形態BFに記載の方法。
<材料および方法>
以下の実施例で使用される全ての材料は、別途指定がない限り、Aldrich Chemical Co.(Milwaukee,Wisconsin)などの標準的な商業供給源から、容易に入手可能である。別途示されない限り、全てのパーセンテージは重量による。以下の追加の方法および材料を使用した。
以下の実施例で使用される全ての材料は、別途指定がない限り、Aldrich Chemical Co.(Milwaukee,Wisconsin)などの標準的な商業供給源から、容易に入手可能である。別途示されない限り、全てのパーセンテージは重量による。以下の追加の方法および材料を使用した。
CAB381−20は、Eastman Chemical Co.(Kingsport,TN)から入手可能な酢酸酪酸セルロース樹脂である。これは、141℃のガラス転移温度を有する。
CAB553−0.4は、Eastman Chemical Co.(Kingsport,TN)から入手可能な酢酸酪酸セルロース樹脂である。これは、136℃のガラス転移温度を有する。
CYMEL303(ヘキサメトキシメチルメラミン)は、液体架橋剤(Cytec Industries,West Paterson,NJ)である。
DAROCUR1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、Ciba)は、164.2g/molの分子量を有する光開始剤である。
Mayer Barsは、直径1/2インチの303型ステンレス鋼のコーティング棒であり、R.D.Specialties,Inc.(Webster,NY)から入手可能である。
SLIP−AYD(登録商標)FS444(ジプロピレングリコール中のポリシロキサン、Elementis)は、水性および極性溶媒性コーティングの表面のスリップおよび耐擦傷性を増加させるための液体添加剤である。
X−CURE184は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェノン系光開始剤である。
<銀ナノワイヤの作製>
2つの手順に従って銀ナノワイヤを調製した。実施例1において、「NANOWIRE PREPARATION METHODS,COMPOSITIONS,AND ARTICLES」と題する、2012年4月5日出願の米国特許出願第13/439,983号の実施例13と同様の手順に従い、45分間、160℃の反応温度を用いた。調製された銀ナノワイヤは平均の直径54±29nm、および平均の長さ18±14μmを示した。実施例2、3、および4において、「NANOWIRE PREPARATION METHODS,COMPOSITIONS,AND ARTICLES」と題する、2013年10月2日出願の米国特許出願第14/043,966号に記載される手順に従って銀ナノワイヤを調製し、この出願は、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。典型的な銀ナノワイヤは、直径38nm〜44nmの範囲、および長さ17〜25μmの範囲を有する。
2つの手順に従って銀ナノワイヤを調製した。実施例1において、「NANOWIRE PREPARATION METHODS,COMPOSITIONS,AND ARTICLES」と題する、2012年4月5日出願の米国特許出願第13/439,983号の実施例13と同様の手順に従い、45分間、160℃の反応温度を用いた。調製された銀ナノワイヤは平均の直径54±29nm、および平均の長さ18±14μmを示した。実施例2、3、および4において、「NANOWIRE PREPARATION METHODS,COMPOSITIONS,AND ARTICLES」と題する、2013年10月2日出願の米国特許出願第14/043,966号に記載される手順に従って銀ナノワイヤを調製し、この出願は、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。典型的な銀ナノワイヤは、直径38nm〜44nmの範囲、および長さ17〜25μmの範囲を有する。
[実施例1]
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液をCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部および酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液をCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部および酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液17.32重量部を、乳酸エチル(99.8%より高い純度)18.18重量部、イソプロパノール中の1.85%固形分の銀ナノワイヤ分散液56.16重量部、および酢酸n−プロピル(Oxea)8.34重量部と組み合わせ、3.64%固形分の銀ナノワイヤコーティング分散液を形成した。
完成した銀溶液を、表Iに示すように、マスターバッチ溶液の分割量に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)の様々な負荷を加えることによって調製した。完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり350ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、280°Fで2分間乾燥させた。
<トップコート溶液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
トップコートのマスターバッチ溶液を、CABポリマプレミックス溶液5000重量部、変性エタノール1405重量部、変性エタノール中33重量%のSR399(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、Sartomer)2250重量部、変性エタノール中10重量%のSLIP−AYD FS−444(ジプロピレングリコールエーテル中のポリシロキサン、Elementis)150重量部、変性エタノール中31重量%のDarocur1173(Ciba)435重量部、およびn−ブタノール(98%より高い純度)1027重量部に添加することにより調製した。トップコートのマスターバッチ溶液は16.0%の固形分を有した。
<コーティング膜の調製>
上記トップコート溶液を450LPI板で銀ナノワイヤ含有層の上にオーバーコートした。次にコーティングを220°Fのオーブン内で2分間乾燥させ、続いて、Fusion300UV−Hランプを用いて、20フィート/分の速度で2回紫外線硬化を行った。
上記トップコート溶液を450LPI板で銀ナノワイヤ含有層の上にオーバーコートした。次にコーティングを220°Fのオーブン内で2分間乾燥させ、続いて、Fusion300UV−Hランプを用いて、20フィート/分の速度で2回紫外線硬化を行った。
<コーティング膜の評価>
下記のように、透明導電膜(TCF)の表面抵抗率、光透過率、混濁を80℃および実験室の机上で評価した。
下記のように、透明導電膜(TCF)の表面抵抗率、光透過率、混濁を80℃および実験室の机上で評価した。
<80℃のTCF、安定性試験>
コーティングの表面抵抗率を、コーティング直後(初期値)にRCHEK RC3175−4点抵抗率測定器またはDELCOM707非接触導電率監視装置のいずれかを用いて測定した。これらのTCF試料を次に、10日間80℃で遊離空気流量とともにBlue−Mオーブン内に配置した。試験期間の後、TCF試料を次に、膜抵抗率の変化を記録するために再度確認した。
コーティングの表面抵抗率を、コーティング直後(初期値)にRCHEK RC3175−4点抵抗率測定器またはDELCOM707非接触導電率監視装置のいずれかを用いて測定した。これらのTCF試料を次に、10日間80℃で遊離空気流量とともにBlue−Mオーブン内に配置した。試験期間の後、TCF試料を次に、膜抵抗率の変化を記録するために再度確認した。
<机上のTCF、安定性試験>
コーティングの表面抵抗率を、コーティング直後(初期値)にRC3175−4点抵抗率測定器またはDELCOM707非接触導電率監視装置のいずれかを用いて測定した。これらのTCF試料を、その後1ヶ月および2ヶ月間、実験室の机上の1500〜2000ルクスの蛍光灯下にTCF側を光に向けて配置した。試験期間の後、TCF試料を次に、膜抵抗率の変化を記録するために再度確認した。
コーティングの表面抵抗率を、コーティング直後(初期値)にRC3175−4点抵抗率測定器またはDELCOM707非接触導電率監視装置のいずれかを用いて測定した。これらのTCF試料を、その後1ヶ月および2ヶ月間、実験室の机上の1500〜2000ルクスの蛍光灯下にTCF側を光に向けて配置した。試験期間の後、TCF試料を次に、膜抵抗率の変化を記録するために再度確認した。
表I中の安定性試験の結果は、80℃の安定性と机上の安定性の両方が、銀ナノワイヤコーティング分散液に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)を直接添加することにより改善されたことを示す。
[実施例2]
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液19.52重量部を、乳酸エチル(99.8%より高い純度)9.25重量部、イソプロパノール中の1.85%固形分の銀ナノワイヤ分散液42.52重量部、および酢酸n−プロピル(Oxea)28.71重量部を組み合わせ、3.71%の固形分の銀ナノワイヤコーティング分散液を形成した。
完成した銀溶液を、表IIに示すように、マスターバッチ溶液の分割量にトリス−トリクロロメチルトリアゼン(TTT)およびビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン(BTT)の様々な負荷を加えることによって調製した。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり320ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、225°Fで3分間乾燥させた。
<トップコート溶液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量および42.50重量メタノール(99%より高い純度)にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量および42.50重量メタノール(99%より高い純度)にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
トップコートのマスターバッチ溶液を、CABポリマプレミックス溶液5000重量部、2−ブタノン(MEK)39737重量部、SR399(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、Sartomer)6767重量部、2−ブタノン(MEK)中10重量%のSLIP−AYD FS−444(ジプロピレングリコールエーテル中のポリシロキサン、Elementis)1316重量部、および2−ブタノン(MEK)中10重量%のXCURE184(Dalian)3008重量部に添加することにより調製した。トップコートのマスターバッチ溶液は14.0%の固形分を有した。
<コーティング膜の作製>
上記トップコート溶液を450LPI板で銀ナノワイヤ含有層の上にオーバーコートした。次にコーティングを185°Fのオーブン内で2分間乾燥させ、続いて、Fusion300UV−Hランプを用いて、6フィート/分の速度で紫外線硬化を行った。
上記トップコート溶液を450LPI板で銀ナノワイヤ含有層の上にオーバーコートした。次にコーティングを185°Fのオーブン内で2分間乾燥させ、続いて、Fusion300UV−Hランプを用いて、6フィート/分の速度で紫外線硬化を行った。
<コーティング膜の評価>
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表II中の安定性試験の結果は、机上の安定性が銀ナノワイヤコーティング分散液にトリス−トリクロロメチルトリアゼン(TTT)およびビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン(BTT)を直接添加することにより改善されたことを示す。
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表II中の安定性試験の結果は、机上の安定性が銀ナノワイヤコーティング分散液にトリス−トリクロロメチルトリアゼン(TTT)およびビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼン(BTT)を直接添加することにより改善されたことを示す。
[実施例3]
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液15.00重量を、乳酸エチル(99.8%より高い純度)10.00重量部、イソプロパノール中の1.85%固形分の銀ナノワイヤ分散液40.55重量部、および酢酸n−プロピル(Oxea)34.44重量部と組み合わせ、3.00%の固形分の銀ナノワイヤコーティング分散液を形成した。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり380ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで2分間乾燥させた。
<トップコート溶液1(12%固形分のTC−1)の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部および42.50重量メタノール(99%より高い純度)にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部および42.50重量メタノール(99%より高い純度)にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
トップコートマスターバッチ溶液を、CABポリマプレミックス溶液5000重量部、変性エタノール7450重量部、変性エタノール中の33重量%のCYMEL303(ヘキサメトキシメチルメラミン、Cytec)4500重量部、変性エタノール中の10重量%のSLIP−AYD FS−444(ジプロピレングリコールエーテル中のポリシロキサン、Elementis)150重量部、変性エタノール中の20重量%のp−トルエンスルホン酸(PTSA、Fisher/Univar)375重量部、およびn−ブタノール(98%より高い純度)1940重量部に添加することにより調製した。トップコートのマスターバッチ溶液は12.0%の固形分を有した。
完成したトップコート溶液を、表Vに示すように、マスターバッチ溶液の分割量(TC−1)に、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)の様々な負荷を加えることによって調製した。
<コーティング膜の調製>
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
<トップコート溶液2(17%固形分のTC−2)の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
トップコートのマスターバッチ溶液を、CABポリマプレミックス溶液5000重量部、変性エタノール2335重量部、変性エタノール中の33重量%のCYMEL303(ヘキサメトキシメチルメラミン、Cytec)4500重量部、変性エタノール中の10重量%のSLIP−AYD FS−444(ジプロピレングリコールエーテル中のポリシロキサン、Elementis)150重量部、変性エタノール中の20重量%のp−トルエンスルホン酸(PTSA、Fisher/Univar)375重量部、およびn−ブタノール(98%より高い純度)1374重量部に添加することにより調製した。トップコートのマスターバッチ溶液は17.0%の固形分を有した。
完成した溶液を、表IIIに示すように、マスターバッチ溶液の分割量(TC−2)に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)の様々な負荷を加えることにより調製した。
<コーティング膜の調製>
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
<コーティング膜の評価>
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表III中の安定性試験の結果は、80℃での安定性と机上での安定性の両方が、トップコート溶液に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)を添加することにより改善されたことを示す。
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表III中の安定性試験の結果は、80℃での安定性と机上での安定性の両方が、トップコート溶液に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)を添加することにより改善されたことを示す。
[実施例4]
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
<銀ナノワイヤコーティング分散液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、酢酸n−プロピル(Oxea)85重量部とCAB381−20(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液15.00重量部を、乳酸エチル(99.8%より高い純度)10.00重量部、イソプロパノール中の1.85%固形分の銀ナノワイヤ分散液40.55重量部、および酢酸n−プロピル(Oxea)34.44重量部と組み合わせ、3.00%の固形分の銀ナノワイヤコーティング分散液を形成した。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり380ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで2分間乾燥させた。
<トップコート溶液の調製>
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
CABポリマプレミックス溶液を、変性エタノール42.50重量部およびメタノール(99%より高い純度)42.50重量部にCAB553−0.4(セルロースアセテートブチレートポリマ、Eastman Chemical)15重量部を混合することにより調製した。得られたCABポリマプレミックス溶液を使用前に濾過した。
トップコートのマスターバッチ溶液を、CABポリマプレミックス溶液5000重量部、変性エタノール10080重量部、変性エタノール中33重量%のCYMEL303(ヘキサメトキシメチルメラミン、Cytec社)4500重量部、変性エタノール中10重量%のSLIP−AYD FS−444(ジプロピレングリコールエーテル中のポリシロキサン、Elementis)150重量部、変性エタノール中20重量%のマレイン酸(Univar)1125重量部および変性エタノール中20重量%のp−トルエンスルホン酸(PTSA、Fisher/Univar)250重量部に添加することにより調製した。トップコートのマスターバッチ溶液は12.0%の固形分を有した。
完成したトップコート溶液を、表IVに示すように、マスターバッチ溶液の分割量に、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)の様々な負荷を加えることによって調製した。
<コーティング膜の調製>
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
完成した銀ナノワイヤコーティング分散液を1インチ当たり450ライン(LPI)プレートを有する実験室プルーファ上で、5ミルESTAR LSポリエステル支持体の上にコーティングし、275°Fで3分間乾燥させた。
<コーティング膜の評価>
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表IV中の安定性試験の結果は、80℃での安定性と机上での安定性の両方が、トップコート溶液に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)を添加することにより改善されたことを示す。この実施例では、BSPがマレイン酸の効果を高める。
コーティング膜を、実施例1の方法を用いて評価した。表IV中の安定性試験の結果は、80℃での安定性と机上での安定性の両方が、トップコート溶液に2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン(BSP)を添加することにより改善されたことを示す。この実施例では、BSPがマレイン酸の効果を高める。
本発明は、現時点において好ましい実施形態を特に参照して詳細に説明してきたが、変形および修正が本発明の趣旨および範囲内で実施可能であることが理解されよう。現時点で開示された実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって示され、それの均等範囲に属する変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
Claims (9)
- 透明支持体と、
前記透明支持体上に配置される少なくとも1つの第1の層であって、少なくとも1つのポリマ結合剤中に分散される銀ナノワイヤネットワークを含む、少なくとも1つの第1の層と、
前記少なくとも1つの第1の層に隣接して配置される少なくとも1つの第2の層であって、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、少なくとも1つの第2の層と、
を含む、透明導電性物品。 - 前記少なくとも1つの第2の層が、前記少なくとも1つの第1の層の上に配置される、請求項1に記載の透明導電膜。
- 前記少なくとも1つの第2の層が、前記透明支持体と前記少なくとも1つの第1の層との間に配置される、請求項1に記載の透明導電膜。
- 前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジン、トリス−トリクロロメチルトリアゼン、またはビス(トリクロロメチル)−チオメチルトリアゼンのうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載の透明導電性物品。
- 前記少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物が、2−(トリブロモメチルスルホニル)ピリジンを含む、請求項1に記載の透明導電性物品。
- 前記少なくとも1つのポリマ結合剤が、ゼラチン、ポリビニルアルコール、またはそれらの混合物を含む、請求項1に記載の透明導電性物品。
- 前記少なくとも1つのポリマ結合剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、またはそれらの混合物を含む、請求項1に記載の透明導電性物品。
- 透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、第1のコーティングされた層を形成することと、
前記少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第2のコーティングされた層を形成することであって、前記少なくとも1つの第2のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する1つ以上のトリハロ芳香族化合物を含む、第2のコーティングされた層を形成することと、
を含む、方法。 - 透明支持体上に少なくとも1つの第1のコーティング混合物を塗布して、少なくとも1つの第1のコーティングされた層を形成することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、少なくとも1つの芳香環上で置換される1つまたは複数の官能基が、炭素原子と共有結合した3つのハロゲン原子を含有する任意の官能基を含む、任意の置換芳香族化合物の一般構造を有する少なくとも1つのトリハロ芳香族化合物を含む、形成することと、
前記少なくとも1つの第1のコーティングされた層の上に少なくとも1つの第2のコーティング混合物を塗布することであって、前記少なくとも1つの第1のコーティング混合物が、銀ナノワイヤおよび少なくとも1つのポリマ結合剤を含む、塗布することと、
を含む、方法。
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