PL235481B1 - Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny - Google Patents
Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny Download PDFInfo
- Publication number
- PL235481B1 PL235481B1 PL406130A PL40613013A PL235481B1 PL 235481 B1 PL235481 B1 PL 235481B1 PL 406130 A PL406130 A PL 406130A PL 40613013 A PL40613013 A PL 40613013A PL 235481 B1 PL235481 B1 PL 235481B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- aniline
- ethylene glycol
- isopropyl alcohol
- aqueous solution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 69
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 title claims description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 title description 19
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 111
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 111
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 107
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 58
- MMCPOSDMTGQNKG-UHFFFAOYSA-N anilinium chloride Chemical compound Cl.NC1=CC=CC=C1 MMCPOSDMTGQNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 33
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 21
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 17
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 14
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 8
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 4
- MMCPOSDMTGQNKG-UJZMCJRSSA-N aniline;hydrochloride Chemical compound Cl.N[14C]1=[14CH][14CH]=[14CH][14CH]=[14CH]1 MMCPOSDMTGQNKG-UJZMCJRSSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 27
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 7
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000004160 Ammonium persulphate Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 perfluoroethylene sulfonic acid Chemical compound 0.000 description 2
- 229920001798 poly[2-(acrylamido)-2-methyl-1-propanesulfonic acid] polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004159 Potassium persulphate Substances 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N dodecylbenzene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- APVPOHHVBBYQAV-UHFFFAOYSA-N n-(4-aminophenyl)sulfonyloctadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 APVPOHHVBBYQAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011088 parchment paper Substances 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom z tworzyw sztucznych, foliom z tworzyw sztucznych pokrytym tlenkiem indowo-cynowym (ITO) lub srebrem, płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu, szkłu pokrytemu ITO, papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny (PANI), z wykorzystaniem techniki druku cyfrowego.
W opisie patentowym nr US 6,569,706 B2 ujawniono metodę wytwarzania organicznych diod emitujących światło (OLED), zgodnie z którą na powierzchnię wyświetlacza nanosi się warstwę polimeru elektroprzewodzącego, jak PANI, poli(3,4-etyleno-1,4-dioksytiofenu) (PEDOT) lub warstwę PANI/PEDOT. Warstwę polimeru elektroprzewodzącego nakłada się selektywnie w taki sposób, aby polimer elektroprzewodzący był z dala od obszarów, gdzie jego obecność jest niepożądana dla wytwarzanej struktury lub byłby trudny do usunięcia za pomocą zwykłych technik. Inne warstwy polimeru mogą być nakładane równomiernie na powierzchnię wyświetlacza za pomocą powlekania wirowego (spin-coating) lub innych metod: druku filmowego, cyfrowego, elektrostatycznego, transferowego.
Z opisu patentowego nr US 7,371,336 B2 znany jest sposób wytwarzania dyspersji wodnych cząstek PANI oraz PEDOT w obecności rozpuszczalnego w wodzie polimeru kwasowego - kwasu poli(styrenosulfonowego) (PSSA), otrzymanych w wyniku utleniającej polimeryzacji odpowiednich monomerów za pomocą wodnego roztworu utleniacza w postaci nadsiarczanu amonowego, w obecności wo dnej dyspersji kwasu perfluoroetylenosulfonowego (Nafion®). Ujawniono, iż ww dyspersje mogą znaleźć zastosowanie do wytwarzania warstw przewodzących, między innymi, w urządzeniach elektrycznych.
W opisie patentowym nr US 7,785,496 B1 ujawniono sposób tworzenia koloidalnych atramentów elektrochromowych, zawierających przewodzące polimerowe nanokompozyty, które stanowi polimer przewodzący polimeryzowany w matrycy nanocząstek krzemionki (PANI-krzemionka, PEDOT-krzemionka). Atramenty takie stanowią dyspersję koloidalnych nanokompozytów w polarnym rozpuszczalniku organicznym i mogą być stosowane w procesie druku cyfrowego na różnych substratach za pomocą komercyjnych biurowych drukarek cyfrowych.
W opisie patentowym nr US 8,338,512 B2 ujawniono sposób wytwarzania wodnych dyspersji elektroprzewodzących polimerów organicznych, jak PANI, politiofen (PEDT) czy PEDOT, w obecności kwasu poli(2-akrylamido-2-metylo-1-propanosulfonowego) (PAAMPSA) czy kwasu poli(styrenosulfonowego) (PSSA). Filmy wytwarzane z tych dyspersji mogą służyć jako warstwy buforowe w organicznych urządzeniach elektrycznych, jak organiczne diody emitujące światło (OLED) czy elektrody w cienkowarstwowych tranzystorach polowych (OFET).
Z czasopisma Langmuir 2007,23, 8569-8574 jest znana metoda otrzymywania nanodyspersji PANI domieszkowanej kwasem dodecylobenzenosulfonowym, w obecności nadsiarczanu amonowego jako czynnika utleniającego. W artykule tym wykazano możliwość druku cyfrowego za pomocą syntezowanych wodnych dyspersji nanocząstek polianiliny.
W publikacji zamieszczonej w materiałach 14th International Meeting on Chemical Sensors (DOI 10.5162/IMCS2012/P1.8.3) opisano sposób otrzymywania wodnej dyspersji nanocząstek PANI w drodze typowej polimeryzacji za pomocą nadsiarczanu amonowego w obecności organicznych kwasów sulfonowych. W publikacji tej stwierdza się, że wodną dyspersję nanocząstek polianiliny stosuje się jako atrament do druku cyfrowego sensora wilgotności na folii poliestrowej (PET), za pomocą drukarki atra mentowej HP oraz że atramenty polianiliny mogą być wykorzystane również do wytwarzania innych urządzeń elektronicznych.
W doniesieniach prezentowanych na konferencjach międzynarodowych: Proceedings of the International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals, Kyoto, Japan, July 4-9, 2010, 43 IUPAC World Polymer Congress: Polymer Science In the Service of Society, Glasgow, UK, July 11-16, 2010 przedstawiono możliwości drukowania cyfrowego na różnych podłożach, jak szkło, filmy polimerowe oraz tkaniny wykonane z włókien syntetycznych za pomocą atramentów uzyskanych w wyniku syntezy polimerów przewodzących w obecności kwasu dodecylobenzenosulfonowego oraz możliwość tworzenia dyspersji.
Dotychczasowe sposoby nadawania właściwości elektroprzewodzących foliom z tworzyw sztucznych, szkłu, papierom, oraz wyrobom włókienniczym przy użyciu dyspersji nanocząstek PANI polegają na wytwarzaniu nanodyspersji cząstek PANI, samych, bądź z udziałem odpowiednich związków domieszkujących, a następnie ich aplikacji za pomocą druku cyfrowego na foliach, wykonanych z tworzyw sztucznych, bądź płaskich wyrobach włókienniczych.
PL 235 481 B1
Mimo istniejących już rozwiązań dotyczących nadawania właściwości elektroprzewodzących foliom z tworzyw sztucznych, szkłu oraz wyrobom włókienniczym przy użyciu dyspersji nanocząstek PANI, istnieje ciągle potrzeba znajdowania jeszcze bardziej skutecznych i przede wszystkim wielkopowierzchniowych sposobów nadawania właściwości elektroprzewodzących tym wyrobom, wykorzystujących nanocząstki PANI, zapewniających równomierność nanoszenia PANI i jej silną adhezję do powlekanych powierzchni.
Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom z tworzyw sztucznych, foliom z tworzyw sztucznych pokrytym tlenkiem indowo-cynowym lub srebrem, płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu, szkłu pokrytemu tlenkiem indowo-cynowym i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, polegający na aplikacji na tych wyrobach wodnej dyspersji nanocząstek polianiliny otrzymanej w drodze utlenienia aniliny lub chlorowodorku aniliny za pomocą środka utleniającego w postaci nadsiarczanu amonowego, nadsiarczanu sodowego lub nadsiarczanu potasowego, ewentualnie zawierającej dodatek substancji domieszkujących, przy użyciu druku cyfrowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wodną dyspersję nanocząstek polianiliny wytwarza się bezpośrednio na powierzchni powlekanych wyrobów, z roztworu aniliny lub chlorowodorku aniliny w wodzie destylowanej, o stężeniu co najwyżej 1,2 M, ewentualnie zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz substancje domieszkujące, jak kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, nanoszonego na powierzchnię wyrobu w drodze natryskania lub nadrukowania, oraz z roztworu środka utleniającego w wodzie destylowanej, o stężeniu 0,05-2,4 M, zawierającego ewentualnie także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, nanoszonego na powierzchnię wyrobu w drodze natryskiwania lub nadrukowania w takiej ilości, aby stosunek molowy tego środka do aniliny bądź chlorowodorku aniliny był równy od 1:1 do 2:1, w temperaturze pokojowej i po naniesieniu obu roztworów wodnych wyrób suszy się w temperaturze pokojowej. Stosuje się technikę druku cyfrowego typu druk cyfrowy ciągły lub druk cyfrowy „kropla na żądanie” (ang. Drop on Demand). Na wyrób nanosi się wpierw, w drodze natryskiwania lub druku cyfrowego, wodny roztwór środka utleniającego i następnie zadrukowuje się go wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny zawierającym alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz ewentualnie kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe rzędu 40 mN/m, gęstość nie większą niż 0,9855 g/dm3. Wyrób nadrukowuje się, w dowolnej kolejności, wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny zawierającym nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz ewentualnie kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa s, napięcie powierzchniowe rzędu 35 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3 oraz wodnym roztworem środka utleniającego zawierającym nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m, gęstość nie większą niż 0,9855 g/dm3. Wyrób natryskuje się, w dowolnej kolejności, wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny, zawierającym nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz ewentualnie kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,008 Pa^s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m i gęstość nie większą niż 1,12 g/dm3 oraz wodnym roztworem środka utleniającego, zawierającym alkohol izopropylowy, glikol etylenowy oraz niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,008 Pa^s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m, gęstość nie większą niż 1,112 g/dm3. Wyrób najpierw nadrukowuje się wpierw wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny, a następnie wodnym roztworem środka utleniającego.
Nanocząstki polianiliny wytworzone sposobem według wynalazku i aplikowane na płaskich wyrobach z tworzyw sztucznych, szkle, metalach oraz papierach powodują małą rezystancją powierzchniową podłoży już przy zastosowaniu ich w bardzo niskich stężeniach. Podłoża wykończone sposobem według wynalazku, dzięki obecności na ich powierzchni nanocząstek polianiliny charakteryzują się właściwościami przewodnictwa elektrycznego, które są rezultatem reakcji polimeryzacji in-situ nanocząstek polianiliny na powierzchni powlekanego podłoża. Podłoża wykończone sposobem według wynalazku, stanowiące elastyczne wyroby przewodzące prąd elektryczny, w zależności od stężenia użytych komponentów - częściowo przepuszczające światło komponenty, mogą znaleźć zastosowanie w elektronice do wytwarzania sensorów oparów, gazów i wilgoci, wielkopowierzchniowych ogniw fotowoltaicznych,
PL 235 481 B1 siłowników elektromechanicznych, czujników ruchu na przykład w zastosowaniach medycznych, ogrzewaczy opornościowych, opakowań i tworzyw antystatycznych, urządzeń emitujących światło (OLED), urządzeń elektrochromowych, biosensorów, urządzeń elektroluminescencyjnych.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I
Do wykończenia elektroprzewodzącego przeznaczono 0,1 m2 folii z poliestru (PET), o masie powierzchniowej 145 g/m2 i grubości 0,1 mm oraz folię polietylenową (PE) o masie powierzchniowej 111 g/m2 i grubości 0,08 mm. Najpierw przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,2 M chlorowodorku aniliny w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu amonowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,25 M nadsiarczanu amonowego w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami drukowano w dowolnej kolejności folię PET oraz folię PE metodą „mokro na mokro” używając do tego celu drukarki cyfrowej o pojedynczej głowicy firmy Xaar, stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”. Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu amonowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania obu rodzajów folii, był równy 1:1,25. Proces drukowania wykonywano w temperaturze pokojowej. Po zakończeniu procesu drukowania folie poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia folie, o barwie jasnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej za pomocą tzw. metody czteropunktowej, opisanej w czasopiśmie The Bell System Technical Journal w 1958 r. Zgodnie z tą metodą zastosowano cztery elektrody ułożone w linii prostej w jednakowej odległości. Prąd elektryczny I ze źródła prądowego, płynął pomiędzy dwoma zewnętrznymi elektrodami przez badane podłoże, wywołując spadek napięcia U pomiędzy dwoma wewnętrznymi elektrodami. Na podstawie pomiaru napięcia U oraz prądu I, rezystencję powierzchniową obliczono z zależności:
π U Rp = 1727
W badaniach zastosowano kołowe elektrody o średnicy 2 mm. Odległość pomiędzy elektrodami wynosiła 7 mm, a siła nacisku elektrody do powierzchni próbki 1 N. Jako źródło prądowe zastosowano przyrząd Agilent 34410A, napięcie mierzono przyrządem PICOTEST M3500A.
Rezystancja powierzchniowa folii PET po obróbce wynosiła 5,348 kQ/sq ± 0,548, natomiast folii PE 6,542 kQ/sq ± 0,625. Pomiary wykonywano w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d II
Do wykończenia elektroprzewodzącego przeznaczono 0,1 m2 folii PET, o masie powierzchniowej 145 g/m2 i grubości 0,1 mm. Przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 1 M chlorowodorku aniliny w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu amonowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 1,25 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonano stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, w temperaturze pokojowej aplikując najpierw na folię roztwór nadsiarczanu amonowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu amonowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii, był równy 1:1,25. Po zakończeniu procesu drukowania folię poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej . Następnego dnia folię, o barwie ciemnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej postępując jak w przykładzie I.
Rezystancja powierzchniowa folii po obróbce była równa 0,306 k Q/sq. ± 0,006, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
PL 235 481 B1
P r z y k ł a d III
Do wykończenia elektroprzewodzącego przeznaczono 0,1 m2 folii PET, o masie powierzchniowej 145 g/m2 i grubości 0,1 mm. Folię poddawano obróbce wstępnej za pomocą 50% roztworu wodnego Appretanu N 9211, anionowej żywicy akrylowej, firmy Clariant, zapewniając hydrofilowość i silny ładunek elektroujemny na powierzchni folii, natryskując dwukrotnie i równomiernie roztwór na powierzchnię folii za pomocą pistoletu natryskowego. Tak przygotowaną folię poddano suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,6 M chlorowodorku w 1 dm3. Lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,001 Pa^s, napięcie powierzchniowe 70 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowano również 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,78 M nadsiarczanu w 1 dm3. Lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,001 Pa^s, napięcie powierzchniowe 68 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonano w temperaturze pokojowej stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na powierzchnię folii wykończonej wstępnie za pomocą roztworu wodnego Appretanu N 9211 roztwór wodny chlorowodorku aniliny, a następnie nadsiarczanu sodowego („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii, był równy 1:1,3. Po zakończeniu procesu drukowania folię poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia folię, o barwie ciemnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej postępując jak w przykładzie I.
Rezystancja powierzchniowa folii po obróbce była równa 0,403 kQ/sq. ± 0,018, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d IV
Do obróbki przeznaczono 0,1 m2 folii PET pokrytej tlenkiem indowo-cynowym (ITO), o masie powierzchniowej 150 g/m2, grubości 0,1 mm i rezystancji powierzchniowej warstwy ITO 80 Q/sq, oraz 0,15 m2 płytki szklanej pokrytej ITO, o masie powierzchniowej 2700 g/m2 , grubości 1,1 mm i rezystancji powierzchniowej warstwy ITO 80 Q/sq. Przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,8 M chlorowodorku w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowano również 100 cm3 roztworu nadsiarczanu amonowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 1,12 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonywano w temperaturze pokojowej, stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na folię i szkło roztwór nadsiarczanu amonowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu amonowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii i szkła, był równy 1:1,4. Po zakończeniu procesu drukowania folię lub szkło poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia podłoża z warstwą nadruku o barwie ciemnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej postępując jak w przykładzie I. Rezystancja powierzchniowa folii po obróbce była równa 0,229 kQ/sq. ± 0,005, natomiast podłoża szklanego 0,235 kQ/sq. ± 0,006. Pomiary przeprowadzono w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d V
Do wykończenia elektroprzewodzącego przeznaczono 0,1 m2 folii PET, o masie powierzchniowej 145 g/m2 i grubości 0,1 mm. Powierzchnię foli pokryto równomiernie, w drodze druku cyfrowego warstwą srebra, stosując handlową dyspersję nanocząstek srebra o zawartości srebra 40% wagowych, firmy UT Dots USA. Następnie folię z naniesioną cienką warstwą srebra wygrzewano w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 140°C przez 1 godzinę, zapewniając jej przewodnictwo elektryczne. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,6 M chlorowodorku aniliny w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowano także 100 cm3 roztworu nadsiarczanu amonowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,84 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek
PL 235 481 B1 powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonano w temperaturze pokojowej stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na folię z naniesioną warstwą srebra roztwór nadsiarczanu amonowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu amonowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii, był równy 1:1,40. Po zakończeniu procesu drukowania folię poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia folię, o barwie ciemnozielonej, poddano oc enie rezystancji powierzchniowej postępując jak w przykładzie I.
Rezystancja powierzchniowa folii po obróbce była równa 0,423 k Q/sq. ± 0,014, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d VI
Do obróbki przeznaczono 0,2 m2 przezroczystej płytki, wykonanej z polistyrenu, o masie powierzchniowej 1040 g/m2 i grubości 1,0 mm. Przygotowano 100 cm3 roztworu aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,2 M aniliny w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowano również 100 cm3 roztworu nadsiarczanu potasowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,3 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonywano w temperaturze pokojowej, stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na płytkę polistyrenową roztwór nadsiarczanu potasowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy aniliny do nadsiarczanu potasowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii, był równy 1:1,5. Po zakończeniu procesu drukowania płytkę polistyrenową poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia wydruk na powierzchni płytki, o barwie jasnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej metodą van der Pauwa. Zgodnie z tą metodą zastosowano cztery elektrody ułożone w narożnikach kwadratu. Prąd elektryczny Ii ze źródła prądowego płynął pomiędzy dwoma elektrodami ułożonymi wzdłuż jednego boku kwadratu przez badane podłoże, wywołując spadek napięcia Ui pomiędzy dwoma elektrodami ułożonymi wzdłuż przeciwległego boku. Po obróceniu układu elektrod o 90 stopni w ten sam sposób wyznaczono prąd I2 i napięcie U2. Na podstawie pomiarów prądów i napięć, rezystancję powierzchniową Rp wyznaczono poprzez numeryczne rozwiązanie równania:
n\ εχο[-π7;Γρ) + εχ^[-π72Γρ)
-1 = 0
W badaniach zastosowano kołowe elektrody o średnicy 2 mm. Odległość pomiędzy elektrodami wynosiła 25 mm, a siła nacisku elektrody do powierzchni próbki 0,25 N. Jako źródło prądowe zastosowano przyrząd Agilent 34410A, napięcie mierzono przyrządem PICOTEST M3500A.
Rezystancja powierzchniowa płytki po obróbce była równa 2,898 kQ/sq. ± 0,507, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d VII
Do obróbki przeznaczono 0,2 m2 przezroczystej płytki, wykonanej z polimetakrylanu metylu (PLEXI), o masie powierzchniowej 4760 g/m2 i grubości 4 mm. Przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,5 M chlorowodorku w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 0,8 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, i gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki dru
PL 235 481 B1 karki cyfrowej z dwoma głowicami firmy Xaar. Proces drukowania wykonywano w temperaturze pokojowej, stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na płytkę roztwór nadsiarczanu sodowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania płytki, był równy 1:1,6. Po zakończeniu procesu drukowania płytkę PLEXI poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia wydruk na powierzchni płytki, o barwie ciemnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej metodą van der Pauwa jak w przykładzie VI.
Rezystancja powierzchniowa płytki po obróbce była równa 0,547 kQ/sq. ± 0,015, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d VIII
Do obróbki przeznaczono 0,2 m2 przezroczystej płytki szklanej, o masie powierzchniowej 7500 g/m2 i grubości 3 mm. Przygotowano 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 1,0 M chlorowodorku w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Następnie przygotowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, zawierającego 1,6 M nadsiarczanu w 1 dm3, zawierającego nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach dobranych tak, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,005 Pa s, napięcie powierzchniowe 40 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3. Przygotowanymi roztworami napełniono pojemniki drukarki cyfrowej z dwoma głowicami firmy REA Jet. Proces drukowania wykonywano w temperaturze pokojowej, stosując druk cyfrowy „kropla na żądanie”, aplikując najpierw na płytkę szklaną roztwór nadsiarczanu sodowego, a następnie roztwór chlorowodorku aniliny („mokro na mokro”). Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania płytki, był równy 1:1,6. Po zakończeniu procesu drukowania płytkę szklaną poddano leżakowaniu i suszeniu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnego dnia wydruk na powierzchni płytki, o barwie ciemnozielonej, poddano ocenie rezystancji powierzchniowej metodą van der Pauwa jak w przykładzie VI.
Rezystancja powierzchniowa płytki po obróbce była równa 0,221 kQ/sq. ± 0,001, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d IX
Do obróbki przeznaczono 0,15 m2 folii poliimidowej (KAPTON HN), o masie powierzchniowej 178 g/m2 i grubości 0,125 mm. Za pomocą drukarki zawierającej dwie głowice firmy ReaJet (Niemcy), wykonane w technologii valve-jet, folię zadrukowano w ten sposób, że jedna struga natryskiwała folię roztworem wodnym chlorowodorku aniliny, zaś druga dysza wodnym roztworem nadsiarczanu sodowego lub w odwrotnej kolejności. Zastosowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,66 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3, 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, a także substancję domieszkującą w postaci kwasu octowego (roztwór wodny o stężeniu 1M), w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3 oraz 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, a także substancję domieszkującą w postaci kwasu dodecylobenzenosulfonowego (roztwór wodny o stężeniu 0,1M) w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa^s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3. Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania folii, był równy 1:1,1. Druk cyfrowy wykonano w temperaturze pokojowej przy wydatku obydwu strug roztworów 0,1 dm3/godzinę. Następnego dnia po wysuszeniu w temperaturze pokojowej transparentną folię o barwie ciemnozielonej poddano ocenie rezystancji powierzchniowej jak w przykładzie I.
Rezystancja powierzchniowa folii była równa 0,3565 kQ/sq. ± 0,014 dla kwasu octowego jako substancji domieszkującej oraz 0,7382 kQ/sq. ± 0,096 dla kwasu dodecylobenzenosulfonowego jako substancji domieszkującej, w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
PL 235 481 B1
P r z y k ł a d X
Do obróbki przeznaczono 0,15 m2 papieru pergaminowego, o masie powierzchniowej 120 g/m2 i grubości 0,1 mm, cechujący się dodatkowo neutralnym pH. Za pomocą drukarki zawierającej dwie głowice firmy ReaJet (Niemcy), wykonane w technologii valve-jet, papier zadrukowano w ten sposób, że jedna struga natryskiwała papier roztworem wodnym chlorowodorku aniliny, zaś druga dysza wodnym roztworem nadsiarczanu sodowego lub w odwrotnej kolejności. Stosowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,66 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa^s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3, 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, a także substancję domieszkującą, jak kwas octowy (roztwór wodny o stężeniu 1M), w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3 oraz 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, a także substancję domieszkującą w postaci kwasu dodecylobenzenosulfonowego (roztwór wodny o stężeniu 0,1M), w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa^s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3. Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania papieru był równy 1:1,1. Druk cyfrowy wykonano w temperaturze pokojowej przy wydatku obydwu strug roztworów 0,1 dm3/godzinę. Następnego dnia po wysuszeniu w temperaturze pokojowej papier o barwie ciemnozielonej poddawano ocenie rezystancji powierzchniowej jak w przykładzie I.
Rezystancja powierzchniowa wytworzonej warstwy była równa 8,905 kQ/sq. ± 0,525 w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
P r z y k ł a d XI
Do obróbki przeznaczono 0,4 m2 płytki szklanej, o masie powierzchniowej 2500 g/m2 i grubości 1 mm. Na czterech różnych płytkach szklanych naniesiono metaliczne warstwy srebra (Ag), złota (Au), platyny (Pt), palladu (Pd) o wymiarach 3x3 cm za pomocą napylarki próżniowej Classic 250 firmy Pfeiffer Vacuum. Grubość naniesionych warstw wynosiła około 300 nm. W procesie nanoszenia warstw stosowano metale o dużej czystości: Ag - 99,99%, Au - 99,99%, Pt - 99,99%, Pd - 99,95%. W dalszej kolejności tak przygotowane podłoża metaliczne (Ag, Au, Pt, Pd), zadrukowywano za pomocą drukarki cyfrowej zawierającej dwie głowice firmy ReaJet (Niemcy), wykonane w technologii valve-jet w ten sposób, że jedna struga natryskiwała podłoże metaliczne roztworem wodnym chlorowodorku aniliny, zaś druga dysza wodnym roztworem nadsiarczanu sodowego lub w odwrotnej kolejności. Stosowano 100 cm3 roztworu nadsiarczanu sodowego w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,66 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3,100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, a także substancję domieszkującą w postaci kwasu octowego (roztwór wodny o stężeniu 1M) lub kwasu dodecylobenzenosulfonowego (roztwór wodny o stężeniu 0,1M), w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3 oraz 100 cm3 roztworu chlorowodorku aniliny w wodzie podwójnie destylowanej, o stężeniu 0,6 M, zawierającego alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny a także substancję domieszkującą w postaci kwasu dodecylobenzenosulfonowego (roztwór wodny o stężeniu 0,1M), w ilościach tak dobranych, że lepkość sporządzonego roztworu była równa 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe 35 mN/m i gęstość 1,112 g/dm3. Stosunek molowy chlorowodorku aniliny do nadsiarczanu sodowego, zawartych w roztworach wprowadzonych w procesie drukowania płytek był równy 1:1,1. Druk cyfrowy wykonano w temperaturze pokojowej przy wydatku obydwu strug roztworów 0,1 dm3/godzinę. Następnego dnia po wysuszeniu w temperaturze pokojowej podłoża metaliczne o barwie ciemnozielonej poddano ocenie rezystancji powierzchniowej jak w przykładzie VI.
Rezystancja powierzchniowa wytworzonych warstw PANI była równa 0,438 k Q/sq. ± 0,016 dla podłoża wykonanego ze srebra, 0,456 kQ/sq. ± 0,018 dla podłoża wykonanego ze złota, 0,427 kQ/sq. ± 0,015 dla podłoża wykonanego z platyny i 0,417 kQ/sq. ± 0,014 dla podłoża wykonanego z palladu. Pomiary przeprowadzono w warunkach wilgotności względnej powietrza 60%.
Claims (6)
1. Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom z tworzyw sztucznych, foliom z tworzyw sztucznych pokrytym tlenkiem indowo-cynowym lub srebrem, płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu, szkłu pokrytemu tlenkiem indowo-cynowym i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, polegający na aplikacji na tych wyrobach wodnej dyspersji nanocząstek polianiliny otrzymanej w drodze utlenienia aniliny lub chlorowodorku aniliny za pomocą środka utleniającego w postaci nadsiarczanu amonowego, nadsiarczanu sodowego lub nadsiarczanu potasowego, ewentualnie zawierającej dodatek substancji domieszkujących, przy użyciu druku cyfrowego, znamienny tym, że wodną dyspersję nanocząstek polianiliny wytwarza się bezpośrednio na powierzchni włókien wyrobów tekstylnych, z roztworu aniliny lub chlorowodorku aniliny w wodzie destylowanej, o stężeniu co najwyżej 1,2 M, ewentualnie zawierającego także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz substancje domieszkujące, jak kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, nanoszonego na powierzchnię wyrobu w drodze natryskania lub nadrukowania, oraz z roztworu środka utleniającego w wodzie destylowanej, o stężeniu 0,05-2,4 M, zawierającego ewentualnie także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, nanoszonego na powierzchnię wyrobu w drodze natryskiwania lub nadrukowania, w takiej ilości aby stosunek molowy tego środka do aniliny bądź chlorowodorku aniliny był równy od 1:1 do 2:1, w temperaturze pokojowej i po naniesieniu obu roztworów wodnych wyrób suszy się w temperaturze pokojowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na wyrób nanosi się wpierw, w drodze natryskiwania czy drukowania, wodny roztwór środka utleniającego, a następnie zadrukowuje się go wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny zawierającym także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe rzędu 40 mN/m, gęstość nie większą niż 0,9855 g/dm3.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób nadrukowuje się, w dowolnej kolejności, wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny zawierającym także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz ewentualnie kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe rzędu 35 mN/m, gęstość 0,9855 g/dm3 oraz wodnym roztworem środka utleniającego zawierającym nadto alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,005 Pa^s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m, gęstość nie większą niż 0,9855 g/dm3.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób natryskuje się, w dowolnej kolejności, wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny zawierającym także alkohol izopropylowy, glikol etylenowy, niejonowy związek powierzchniowo czynny oraz ewentualnie kwas octowy lub kwas dodecylobenzenosulfonowy, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m i gęstość nie większą niż 1,12 g/dm3 oraz wodnym roztworem środka utleniającego, zawierającym alkohol izopropylowy, glikol etylenowy oraz niejonowy związek powierzchniowo czynny, w ilościach tak dobranych, aby zapewnić lepkość roztworu nie większą niż 0,008 Pa s, napięcie powierzchniowe co najmniej 35 mN/m, gęstość nie większą niż 1,112 g/dm3.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób najpierw nadrukowuje się wpierw wodnym roztworem aniliny bądź chlorowodorku aniliny, a następnie wodnym roztworem środka utleniającego.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się technikę druku cyfrowego typu druk cyfrowy ciągły lub druk cyfrowy „kropla na żądanie”.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406130A PL235481B1 (pl) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406130A PL235481B1 (pl) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL406130A1 PL406130A1 (pl) | 2015-05-25 |
| PL235481B1 true PL235481B1 (pl) | 2020-08-24 |
Family
ID=53176049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL406130A PL235481B1 (pl) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235481B1 (pl) |
-
2013
- 2013-11-19 PL PL406130A patent/PL235481B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL406130A1 (pl) | 2015-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wen et al. | Scientific importance of water‐processable PEDOT–PSS and preparation, challenge and new application in sensors of its film electrode: a review | |
| Zhao et al. | Polyaniline electrochromic devices with transparent graphene electrodes | |
| Bhattacharyya et al. | Vapor phase oxidative synthesis of conjugated polymers and applications | |
| Hu et al. | Core/shell structured halloysite/polyaniline nanotubes with enhanced electrochromic properties | |
| EP3516104A1 (en) | Flexible electronic components and methods for their production | |
| Brooke et al. | Inkjet printing and vapor phase polymerization: patterned conductive PEDOT for electronic applications | |
| JP5987843B2 (ja) | 透明電極形成用組成物、透明電極、有機電子素子および透明電極の製造方法 | |
| Li et al. | A facile process to produce highly conductive poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) films for ITO-free flexible OLED devices | |
| KR101113590B1 (ko) | 그래핀-ｐｅｄｏｔ 복합필름 및 프리스탠딩 그래핀-ｐｅｄｏｔ 복합필름 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 그래핀-ｐｅｄｏｔ 복합필름, 프리스탠딩 그래핀-ｐｅｄｏｔ 복합필름 | |
| Kye et al. | “Drop-on-textile” patternable aqueous PEDOT composite ink providing highly stretchable and wash-resistant electrodes for electronic textiles | |
| Morais et al. | Roughness influence on the sheet resistance of the PEDOT: PSS printed on paper | |
| Wang et al. | Electrochemical sensing application of poly (acrylic acid modified EDOT-co-EDOT): PSS and its inorganic nanocomposite with high soaking stability, adhesion ability and flexibility | |
| JP5888084B2 (ja) | 有機電子素子用透明電極、有機電子素子用透明電極の製造方法、及び有機電子素子 | |
| Jurin et al. | Preparation of conductive PDDA/(PEDOT: PSS) multilayer thin film: Influence of polyelectrolyte solution composition | |
| Panhuis | Carbon nanotubes: enhancing the polymer building blocks for intelligent materials | |
| Robinson et al. | Graphene electrodes for organic metal-free light-emitting devices | |
| CN103649832A (zh) | 制备层状体的方法和可由其获得的层状体 | |
| JP2013152928A (ja) | 透明導電膜 | |
| PL235481B1 (pl) | Sposób nadawania właściwości elektroprzewodzących i antystatycznych foliom i płaskim wyrobom z tworzyw sztucznych, szkłu i papierom oraz wytwarzania warstw elektroprzewodzących na powierzchni metali, przy użyciu polianiliny | |
| Travas-Sejdic et al. | Self-assembled polyaniline thin films: Comparison of poly (styrene sulphonate) and oligonucleotide as a polyanion | |
| US20140242350A1 (en) | Process For The Production Of A Layered Body And Layered Bodies Without Masking Obtainable Therefrom | |
| KR101066019B1 (ko) | 전도성 고분자 및 컴포지트 박막으로 구성된 투명 전극필름또는 유기태양전지의 활성층 및, 이의 제조방법 | |
| US20130092878A1 (en) | Thermoplastic based electronic conductive inks and method of making the same | |
| Sharma et al. | Polymeric materials for printed electronics application | |
| Foroutani et al. | Conducting Polymer-Based Coatings and Thin Films: A Review on Film Processing and Deposition Techniques |