JP2017192938A - 焼結添加剤を用いて透明伝導性コーティングを形成する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】以下の工程を含む、透明伝導性コーティングを基材に形成する方法:
(1)次の(a)及び(b)を共に混合することによってエマルションを形成する工程:
(a)金属ナノ粒子が分散されている、水と混和しない溶媒を含む油相、及び
(b)水又は水と混和する溶媒と、前記ナノ粒子を遅延焼結させるための添加剤とを含む水相、ここで、前記添加剤は、前記ナノ粒子を形成する金属の金属イオンの標準還元電位を、0.1V超であるが前記金属イオンの全還元電位未満の値だけ低下させる;
(2)前記エマルションを基材に適用して、ウェットコーティングを形成する工程;及び
(3)前記コーティングから液体を気化して、光に透明な不規則形状のセルを画定する導電性配線のネットワークを含むドライコーティングを形成する工程。
【選択図】なし
Description
比較例として、酸、ハロゲン化物又はハロゲン化化合物を水性相に添加していない、以下の配合を有するエマルションを調製した。
例1と同じ有機層を有するエマルションを調製した。塩酸(HCl)を水に0.008Mの濃度で添加することで、水性相を例1から変えた。
ロールツーロールのコーティング装置を用いた産業規模のパイロットランにおいて、上記の例2の配合物は、縦方向(MD:machine direction)及び横方向(TD:transverse direction)でそれぞれ3.6Ω/□及び3.5Ω/□の平均シート抵抗を有するフィルムを与えた。このプロセスでは、6m/分の速度で動く入手したままのSH34 PET基材に、コーティングダイから62ml/分の割合でエマルション配合物を供給した。コーティングしたフィルム中の有機溶媒を気化させる5mのゾーンにさらした後、コーティングしたフィルムを、共に4.5mの2つの連続した加熱ゾーンを有する直結式の連続オーブンに自動的に供給した。第一の加熱ゾーンの温度を130℃に調整し、第二の加熱ゾーンの温度を140℃に調整した。同じ直結プロセスの一部として、得られるフィルムをロールに自動的に捲回した。
酸がHClの代わりにH2SO4であったこと、及び添加した酸の量が、水と酸との溶液のpHが2.25となるような量であったことを除いて、例2と同様にエマルションを調製した。最終の水性相のpHは、9.2であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、33Ω/□であった。
酸がHClの代わりにH3PO4であったこと、及び添加した酸の量が、水と酸との溶液のpHが2.25となるような量であったことを除いて、例2と同様にエマルションを調製した。最終の水性相のpHは、8.3であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、23Ω/□であった。
添加した酸の量が、水と酸との溶液のpHが2.0となるような量であったことを除いて、HClを水相に含有させて例2と同様にエマルションを調製した。最終の水性相のpHは、8.9であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、9〜12Ω/□であり、透過率は73%であった。
HClの代わりに、NaClハロゲン化物塩を0.008Mの水準で水相に添加したことを除いて、例2と同様にエマルションを調製した。水性相の最終のpHは、10.0であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、25Ω/□であり、透過率は69%であった。エマルションを0.01Mの水中のNaCl濃度で調製した場合、例1及び2と同様に行った乾燥処理及び熱処理によって得られるフィルムの抵抗は、3.5〜4Ω/□であり、透過率は67%であった。
HClの代わりに、NH4Clハロゲン化物塩を0.008Mの水準で水相に添加したことを除いて、例2と同様にエマルションを調製した。水性相の最終のpHは、9.6であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、2.5Ω/□であり、透過率は70%であった。
HClの代わりに、KClハロゲン化物塩を0.008Mの水準で水相に添加したことを除いて、例2と同様にエマルションを調製した。水性相の最終のpHは、9.5であった。上述の例1及び2と同じコーティング処理、乾燥処理、及び熱処理の後に、コーティングしたフィルムの抵抗は、5Ω/□であり、透過率は67%であった。
本発明の態様としては、以下の態様を挙げることができる:
《態様1》
以下の工程を含む、透明伝導性コーティングを基材に形成する方法:
(1)次の(a)及び(b)を共に混合することによってエマルションを形成する工程:
(a)金属ナノ粒子が分散されている、水と混和しない溶媒を含む油相、及び
(b)水又は水と混和する溶媒と、前記ナノ粒子を遅延焼結させるための添加剤とを含む水相、ここで、前記添加剤は、前記ナノ粒子を形成する金属の金属イオンの標準還元電位を、0.1V超であるが前記金属イオンの全還元電位未満の値だけ低下させる;
(2)前記エマルションを基材に適用して、ウェットコーティングを形成する工程;及び
(3)前記コーティングから液体を気化して、光に透明な不規則形状のセルを画定する導電性配線のネットワークを含むドライコーティングを形成する工程。
《態様2》
前記ドライコーティングが、100Ω/□未満のシート抵抗を有する、態様1に記載の方法。
《態様3》
前記ドライコーティングが、10Ω/□未満のシート抵抗を有する、態様2に記載の方法。
《態様4》
前記添加剤が、酸、ハロゲン化物、又は他のハロゲン化化合物である、態様1に記載の方法。
《態様5》
前記添加剤を、0.001M〜0.1Mの濃度で前記水相に存在させる、態様4に記載の方法。
《態様6》
前記添加剤が、酸である、態様4に記載の方法。
《態様7》
前記酸が、塩酸、硫酸、酢酸、ギ酸、又はホスホン酸を含む、態様6に記載の方法。
《態様8》
前記添加剤が、ハロゲン化物である、態様4に記載の方法。
《態様9》
前記ハロゲン化物が、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、又は塩化カリウムを含む、態様8に記載の方法。
《態様10》
前記水相のpHが、前記酸の添加後に3.0未満であり、かつ前記水相の全ての他の構成成分を添加した後に8.0超である、態様6に記載の方法。
《態様11》
以下を含有する、基材に透明伝導性コーティングを形成するための、エマルションの形態である液体コーティング組成物:
(a)金属ナノ粒子が分散されている、水と混和しない溶媒を含む油相、及び
(b)水又は水と混和する溶媒と、前記ナノ粒子を遅延焼結させるための添加剤とを含む水相、ここで、前記添加剤は、前記ナノ粒子を形成する金属の金属イオンの標準還元電位を、0.1V超であるが前記金属イオンの全還元電位未満の値だけ低下させる。
《態様12》
前記添加剤が、酸、ハロゲン化物、又は他のハロゲン化化合物である、態様11に記載の組成物。
《態様13》
前記添加剤が、0.001M〜0.1Mの濃度で前記水相に存在している、態様11に記載の組成物。
《態様14》
前記添加剤が、酸である、態様12に記載の組成物。
《態様15》
前記酸が、塩酸、硫酸、ホスホン酸、酢酸、又はギ酸を含む、態様14に記載の組成物。
《態様16》
前記添加剤が、ハロゲン化物である、態様12に記載の組成物。
《態様17》
前記ハロゲン化物が、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、又は塩化カリウムを含む、態様16に記載の組成物。
《態様18》
前記ハロゲン化化合物が、第4級アンモニウム塩である、態様12に記載の組成物。
Claims (12)
- 以下の工程を含む、透明伝導性コーティングを基材に形成する方法:
(1)次の(a)及び(b)を共に混合することによってエマルションを形成する工程:
(a)金属ナノ粒子が分散されている、水と混和しない溶媒を含む油相、及び
(b)水又は水と混和する溶媒と、前記ナノ粒子を遅延焼結させるための添加剤とを含む水相、ここで、前記添加剤は、塩酸、硫酸、ホスホン酸及びハロゲン化物からなる群より選択される;
(2)前記エマルションを基材に適用して、ウェットコーティングを形成する工程;及び
(3)前記コーティングから液体を気化して、ナノ粒子を自己組織化し、かつ光に透明な不規則形状のセルを画定する導電性配線のネットワークを含むドライコーティングを形成する工程。 - 前記ドライコーティングが、100Ω/□未満のシート抵抗を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ドライコーティングが、10Ω/□未満のシート抵抗を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記添加剤を、0.001M〜0.1Mの濃度で前記水相に存在させる、請求項1に記載の方法。
- 前記添加剤が、ハロゲン化物である、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロゲン化物が、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、又は塩化カリウムを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記水相のpHが、前記添加剤の添加後に3.0未満であり、かつ前記水相の全ての他の構成成分を添加した後に8.0超である、請求項1に記載の方法。
- 以下を含有する、基材に透明伝導性コーティングを形成するための、エマルションの形態である液体コーティング組成物:
(a)金属ナノ粒子が分散されている、水と混和しない溶媒を含む油相、及び
(b)水又は水と混和する溶媒と、前記ナノ粒子を遅延焼結させるための添加剤とを含む水相、ここで、前記添加剤は、塩酸、硫酸、ホスホン酸及びハロゲン化物からなる群より選択される。 - 前記添加剤が、0.001M〜0.1Mの濃度で前記水相に存在している、請求項8に記載の組成物。
- 前記添加剤が、ハロゲン化物である、請求項8に記載の組成物。
- 前記ハロゲン化物が、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、又は塩化カリウムを含む、請求項10に記載の組成物。
- 前記ハロゲン化物が、第4級アンモニウム塩である、請求項10に記載の組成物。
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