JP4918790B2 - 透明導電膜の製造方法、透明導電膜および塗布液 - Google Patents
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[(a)含フッ素有機溶剤A]
本発明で用いられる含フッ素有機溶剤Aは、比誘電率が3〜15であり、沸点が40〜120℃であり、水と混和しない。
[(b)有機溶剤B]
本発明で用いられる有機溶剤Bは、表面張力が25mN/m以上であり、沸点が50〜250℃の範囲であって含フッ素有機溶剤Aの沸点よりも高く、水と混和しない。
[(c)水]
塗布液中における水の含有量は5〜50質量%の範囲である。水の含有量が上記の範囲であると、網目状構造において導電性粒子が存在しない領域(水滴に相当する領域)が適度な面積割合で形成され、良好な透過率が得られる。水の含有量は10〜40質量%の範囲がより好ましい。
[(d)導電性粒子]
導電性粒子としては、メディアン径が5μm以下のものが用いられる。
[(e)増粘剤および/または界面活性剤]
本発明における塗布液には(e1)増粘剤と(e2)界面活性剤の一方または両方が添加されている。
(e1)増粘剤
(e1)増粘剤は増粘効果を有するものであり、これを塗布液に含有させることにより、W/O型エマルジョンの安定性が向上する。また塗布液に揺変性を付与して液だれを防止できるため、塗布液の塗布性を向上できる。(e1)増粘剤としては、変性尿素、変性ポリアクリルアミド、変性セルロース、水添ひまし油、脂肪酸アマイド、酸化ポリエチレン、12−ヒドロキシステアリン酸等が好適に用いられる。(e1)増粘剤は1種類を用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。増粘剤として、界面活性剤としての作用を有するものを用いてもよく、変性尿素または変性ポリアクリルアミドが特に好ましい。
(e2)界面活性剤
(e2)界面活性剤とは分子内に親水性基と疎水性基の両方を有する化合物であり、これを塗布液に含有させることにより、W/O型エマルジョンの安定性が向上する。
[その他の成分]
本発明における塗布液には、上記(a)〜(e)の各成分のほかに、水と混和する有機溶剤(以下、水混和性有機溶剤という)が含有されていてもよい。
[塗布液]
本発明における塗布液は、上記(a)〜(e)の各成分および必要に応じてその他の成分を混合し、撹拌してW/O型エマルジョンとすることによって得られる。
[基材]
透明導電膜を形成する基材の材質としては、ガラス、樹脂、セラミックス等任意のものを適宜用いることができる。塗布液が塗布される面(塗布面)は平坦面であることが好ましい。
[透明導電膜の製造方法]
本発明の方法により透明導電膜を製造するには、まず塗布液を基材上に塗布する。
[基材の調製]
以下の方法で基材に表面処理を施して3種の基材A〜Cを用意した。いずれの基材も、表面処理を施した面を塗布面とする。なお、基材の接触角の測定は、水の場合および1−ブロモナフタレンの場合のいずれも、接触角計(協和界面科学株式会社製、CA−X150型)を用いて静滴法で行った。接触角測定を行う際の液量は1μLとした。
(基材A)
エタノール10gに3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.25g、テトラエトキシシラン1.1gおよび1質量%硝酸水溶液2.1gを加えて2時間撹拌した。この液をガラス板上にスピンコートして、150℃で30分間の加熱処理を行い、シリカ膜を形成し、基材Aとした。なお、シリカ膜の塗工量は、固形分換算で0.2g/m2であった。
(基材B)
ポリエチレンテレフタラートフィルムの片面にポリウレタンからなるプライマー層を形成した積層フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、商品名ダイアホイル、型番O301E188U42)の、プライマー層が形成されている面の表面に光表面処理装置(セン特殊光源株式会社製、型番PL7−200)にて低圧水銀灯を光源とする紫外線を9分間照射して基材Bとした。
(基材C)
基材Bと同じ積層フィルムの、プライマー層が形成されていない面の表面に、光表面処理装置にて紫外線を3分間照射して基材Cとした。
透明導電膜の透過率測定には分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジー製、型番U−4100)を用いた。測定は波長600nmで行った。透明導電膜を形成する前に基材のみで測定した時の透過率を透過率100%とした。
[実施例1]
下記表1に示す配合で塗布液を調製した。各成分は以下のものを用いた。
(a)含フッ素有機溶剤A:HCFC−225caとHCFC−225cbの混合物(商品名AK−225、旭硝子株式会社製)(共沸点54℃、比誘電率4.5)、6.1g。
(b)有機溶剤B:極性基を有する有機溶剤B1として1−ブトキシ−2−プロパノール(沸点170℃、表面張力26.4mN/m)、0.14g、および極性基を持たない有機溶剤B2としてトルエン(沸点111℃、表面張力28.3mN/m)、0.75g。
(c)水:蒸留水1.8g。
(d)導電性粒子:メディアン径1.0μmの粒状銀粉(商品名AgC156I、福田金属箔粉株式会社製)、0.38g。
(e1)増粘剤:変性尿素のN−メチルピロリドン溶液(商品名BYK−410、固形分含有量52質量%、ビックケミージャパン株式会社製)、14.6mg。このうち約7.6mgが変性尿素で、約7mgがN−メチルピロリドン(水混和性有機溶剤)。
(e2)界面活性剤:ソルビタンモノオレート(HLB値4.3)、6.4mg。
[実施例2]
導電性粒子を、メディアン径2.3μmのフレーク状銀粉(商品名AgC239、福田金属箔粉株式会社製)0.38gに変更した他は実施例1と同様にして透明導電膜を製造した。
[実施例3]
基材として基材Bを用い、乾燥後の熱処理を蟻酸蒸気を含む雰囲気中で70℃30分の熱処理に変更した他は実施例1と同様にして透明導電膜を製造した。
[実施例4]
基材として基材Cを用いた以外は実施例3と同様にして透明導電膜を製造した。
[実施例5]
塗布液の組成を以下の通りに変更した以外は実施例1と同様にして透明導電膜を製造した。
(a)含フッ素有機溶剤A:実施例1と同じ混合物、8.0g。
(b)有機溶剤B:極性基を有する有機溶剤B1としてシクロヘキサノール(沸点161℃、表面張力33.4mN/m)、0.14g、および極性基を持たない有機溶剤B2としてキシレン(沸点140℃、表面張力29.0mN/m)、0.6g。
(c)水:蒸留水1.9g。
(d)導電性粒子:実施例1と同じ粒状銀粉、0.40g。
(e1)増粘剤:実施例1と同じ変性尿素のN−メチルピロリドン溶液、15.5mg。このうち約8.1mgが変性尿素で、約7.4mgがN−メチルピロリドン(水混和性有機溶剤)。
(e2)界面活性剤:実施例1と同じソルビタンモノオレート、6.6mg。
[比較例1]
塗布液の組成を、表1に示すように含フッ素有機溶剤Aを含有しない組成に変更した他は実施例1と同様にして、基材A上に透明導電膜を形成した。各成分は実施例1と同じものを用いた。なお組成の変更に際しては、(a)成分と(b)成分の合計の体積%、および(c)〜(e)の各成分の体積%がそれぞれ実施例1とほぼ同様となるように配合量を調整した。
[比較例2]
塗布液の組成を、表1に示すように有機溶剤Bを含有しない組成に変更した他は実施例1と同様にして、基材A上に透明導電膜を形成した。各成分は実施例1と同じものを用いた。なお組成の変更に際しては、(a)成分と(b)成分の合計の体積%、および(c)〜(e)の各成分の体積%がそれぞれ実施例1とほぼ同様となるように配合量を調整した。
[比較例3]
導電性粒子を、メディアン径7.1μmの粒状銀粉(商品名AgC132、福田金属箔粉株式会社製)0.38gに変更した他は実施例1と同様にして透明導電膜を製造した。
Claims (8)
- 塗布液を基材上に塗布し、乾燥させた後、加熱処理する工程を有する透明導電膜の製造方法であって、
前記塗布液が、(a)比誘電率が3〜15であり、かつ、気圧0.1MPaの状態での沸点が40〜120℃である、水と混和しない含フッ素有機溶剤A、(b)表面張力が25mN/m以上であり、気圧0.1MPaの状態での沸点が50〜250℃の範囲で、かつ、含フッ素有機溶剤Aの沸点よりも高い、水と混和しない有機溶剤B、(c)水、(d)メディアン径が5μm以下である導電性粒子および(e)増粘剤および/または界面活性剤を含有しており、前記(a)含フッ素有機溶剤Aの含有量が20〜90質量%、(b)有機溶剤Bの含有量が3〜60質量%、(c)水の含有量が5〜50質量%、(d)導電性粒子の含有量が1〜12質量%であるW/O型エマルジョンからなることを特徴とする透明導電膜の製造方法。 - 前記(d)導電性粒子が金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウムおよびルテニウムからなる群より選ばれる1種以上を含む請求項1に記載の透明導電膜の製造方法。
- 前記(d)導電性粒子の表面が疎水化処理されている請求項1または2に記載の透明導電膜の製造方法。
- 前記(a)含フッ素有機溶剤Aが、3,3−ジクロロ−1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロヘキサン、1,1,2,2−テトラフルオロ−1−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロ−4−メトキシブタン、2−(ジフルオロメトキシメチル)−1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、1−エトキシ−1,1,2,2,3,3,4,4,4−ノナフルオロブタンおよび2−(エトキシジフルオロメチル)−1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンからなる群より選ばれる1種以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の透明導電膜の製造方法。
- 前記基材の塗布面における、静滴法による水の接触角が20〜60°である請求項1〜4のいずれか一項に記載の透明導電膜の製造方法。
- 前記基材の塗布面における、静滴法による1−ブロモナフタレンの接触角が8〜45°である請求項1〜5のいずれか一項に記載の透明導電膜の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の透明導電膜の製造方法によって得られる透明導電膜。
- 塗布液を基材上に塗布し、乾燥させた後、加熱処理する工程を有する透明導電膜の製造方法に用いられる塗布液であって、
(a)比誘電率が3〜15であり、かつ、気圧0.1MPaの状態での沸点が40〜120℃である、水と混和しない含フッ素有機溶剤A、(b)表面張力が25mN/m以上であり、気圧0.1MPaの状態での沸点が50〜250℃の範囲で、かつ、含フッ素有機溶剤Aの沸点よりも高い、水と混和しない有機溶剤B、(c)水、(d)メディアン径が5μm以下である導電性粒子および(e)増粘剤および/または界面活性剤を含有しており、前記(a)含フッ素有機溶剤Aの含有量が20〜90質量%、(b)有機溶剤Bの含有量が3〜60質量%、(c)水の含有量が5〜50質量%、(d)導電性粒子の含有量が1〜12質量%であるW/O型エマルジョンからなることを特徴とする塗布液。
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