TWI714585B - 銀奈米粒子墨水 - Google Patents

銀奈米粒子墨水 Download PDF

Info

Publication number
TWI714585B
TWI714585B TW105115743A TW105115743A TWI714585B TW I714585 B TWI714585 B TW I714585B TW 105115743 A TW105115743 A TW 105115743A TW 105115743 A TW105115743 A TW 105115743A TW I714585 B TWI714585 B TW I714585B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
compound
ink
weight
amount
dispersion
Prior art date
Application number
TW105115743A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201704379A (zh
Inventor
尼可拉斯 迪龐特
史蒂芬尼 利馬吉
維吉尼 艾奎米
格列高爾 斯泰倫
路易斯 多明尼克 凱夫曼
Original Assignee
法商吉尼斯油墨股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 法商吉尼斯油墨股份有限公司 filed Critical 法商吉尼斯油墨股份有限公司
Publication of TW201704379A publication Critical patent/TW201704379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI714585B publication Critical patent/TWI714585B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/033—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/107—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing organic material comprising solvents, e.g. for slip casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322—Pigment inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/36—Inkjet printing inks based on non-aqueous solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/38—Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0545—Dispersions or suspensions of nanosized particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0242—Shape of an individual particle
    • H05K2201/0257—Nanoparticles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

此發明的目標係基於銀奈米粒子分散液之墨水調配物。特別是，此發明係有關於具有高濃度的銀奈米粒子之穩定的墨水。

Description

銀奈米粒子墨水 發明領域
此發明的目標係銀奈米粒子墨水調配物，以及更特別為基於銀奈米粒子分散液之墨水調配物。特別是，此發明係有關於具有高濃度的銀奈米粒子之穩定的墨水。
本發明人於其之2014年11月24日提申之專利申請案PCT/EP2014/075416中描述類似的墨水。
更特別地，此發明係有關於基於銀奈米粒子的墨水調配物，該墨水係特徵在於一套改良的性質，提供該等性質中的一些作為實例：-改良的可噴射性(jetability)(這舉例而言，係由液滴形狀的"液滴監看員(drop watcher)"類型之照片所證實，及/或由印刷試驗來比較獲得的解析度而證實)，及/或-改良的均勻性(此係舉例而言，藉著表面測平儀型的測量法而證實)，及/或-增高的導電性(此係舉例而言，藉著"旋轉塗佈機"及藉由比較方塊電阻(square-resistance)值來證實)，及/或-降低的揮發性及/或改良的可噴射性(此係舉例而言，藉著印刷試驗來證實)。
更特別地，此發明係有關於適用於眾多印刷方法之基於導電奈米粒子的墨水領域。可以提及的非限制性實例，舉例而言下列的印刷方法：噴墨、噴灑、網版印刷、凹版印刷、柔版印刷、刮刀(doctor blade)、旋轉塗布法與狹縫式(slot die)塗布；噴墨應用係特別適合於所請求的墨水類型。
依據本發明之基於導電奈米粒子的墨水可被印刷於任何的介質上。舉例而言，可以提及下列介質：聚合物以及聚合物之衍生物、複合物材料、有機材料、無機材料。
依據此發明之基於導電奈米粒子的墨水有許多優點，吾人列舉下列作為非限制性實例：-優於現今墨水之長期穩定性；-於其等應用領域的通用性；-無毒性的溶劑及奈米粒子；-保留奈米粒子之固有性質；及特別是，-保留電子的性質；以及-對於低於200℃之退火溫度及更特別是對於低於或等於150℃之退火溫度，改良的導電性。此改良的導電性通常藉由測量該材料之方塊電阻(square resistance)來展現。
此發明亦有關於一種用於製備該墨水之改良的方法；最後，本發明亦有關於該墨水在印刷電子學(舉例而言，RFID介質(無線射頻識別))、光電伏打、LEDs(有機發光二極體)、感測器(舉例而言，氣體感測器)、觸控面板、 生物感測器，以及無觸點技術("無觸點技術")之領域中的用途。
發明背景
就近年來的文獻觀之，許多注意力已經放在膠態奈米晶體導體，因為其等新的光電子、光電伏打及催化性質。此使得其等關於未來應用於奈米電子、太陽能電池、感應器及生物醫學方面為特別引起興趣的。
導電奈米粒子之發展使得可以使用新的實施方案並且表明了多種新的應用。奈米粒子具有非常顯著的表面/體積比，且以界面活性劑取代其等之表面意味著某些性質的改變，尤其是光學性質，及使其等分散的能力。
其等之小尺寸於一些情況中可以導致量子侷限效應。奈米粒子係其等之至少一個維度小於100nm的化合物。當其等不具有預先界定之形狀時，其等可具有不同的形狀：珠粒(自1至100nm)、桿狀物(L<200至300nm)、線狀物(數百奈米級至數微米)、棒狀物、星狀物、錐狀物、菱形塊、方塊或是晶體。
業已發展出幾種方法來合成導電奈米粒子。其中包括，但不限於：-物理方法：￭化學蒸氣沉積(又名為「化學氣相沉積-CVD」)，當一種基材被暴露至會於其表面進行反應或分解的可揮發性化學前驅物時。此方法一般會導致奈米粒子的形成，奈米粒 子的形態依所使用之條件而定；￭熱蒸發；￭分子束磊晶術(molecular beam epitaxy)(又名為「分子束磊晶術(Molecular Beam Epitaxy)」)，當使呈氣流形式、能形成奈米粒子的高速原子撞擊於基材上(其等能被固定於基材上)時；-化學或物理化學方法：￭微乳化作用；￭溶液內之雷射脈衝，當一種包含前驅物之溶液係以一雷射光束照射時。奈米粒子係沿該光束而於該溶液內形成；￭藉由微波輻射而合成；￭靶定的界面活性劑輔助之合成；￭超音波之合成；￭電化學合成；￭有機金屬合成；￭醇合成；￭溶體-膠體化學作用；￭氧化還原合成。
物理合成消耗更多的原料，且引起顯著的損失。其等通常需要時間及高溫，此使得其等對於轉換至工業等級之生產不具吸引力。此使得其等不適合某些基材，例如可撓性基材。另外，該等合成係於具有降低維度的框架中、在基材上直接執行。此等生產方法為相對剛性的，且無法於大的基材上生產。
化學合成其等之部份有許多的優點。第一是工作係於溶液中執行。以這種方式，獲得的導電奈米粒子已經充分地分散於一種溶劑中，此協助了儲存及使用。在大多的情況中，奈米粒子並未固定於一基材，此導致其等之用途較大的靈活性。此等方法亦允許較好的控制所涉及的原料，且限制了損失。配合良好的合成參數會導致導電奈米粒子之合成及生長動力學之良好控制。此可以確保批次之間的良好再現性以及良好控制奈米粒子之最終形態。難處理的部分在於要獲得經時膠體性穩定的溶液而無奈米粒子之沉澱或聚集。藉由選擇穩定化個體(entities)，諸如配位子，而客製化奈米粒子的表面，可以有效地對抗此現象。此等配位子預防聚集及沉降的風險。其等提供第二個優點，其亦影響以此等導電奈米粒子調配的墨水性質。因此，依據所欲的應用而調整配位子的本質是可能的。於生物醫學應用的場合，諸如胜肽的配位子因此是較佳的，其等增加奈米粒子於該生物環境中的生物相容性。於印刷電子學工業的情況中，此開啟了使用不同類型的不同尺寸之基材的方式。最後，此等合成方法可以在相對短的時間內製造品質穩定的奈米粒子溶液。所有這些要點都強調了化學合成方法在考慮奈米粒子之工業等級製造方面之益處以及靈活度。
發明概要
此發明之目標為改善先前技藝之一個或是多個 缺點，其係藉由提供一種基於銀奈米粒子之穩定且高濃度的墨水調配物，該墨水於其等之可噴射性及/或均勻性及/或其等之導電性領域，呈現出顯著的改善，以及降低的揮發性。
依據本發明的一個具體例，此目標係經由一種基於銀奈米粒子之墨水而達成，其組成包含A.一銀奈米粒子之分散液，及介於5和60重量%之間含量，該分散液包含a.一化合物「a」，其係由銀奈米粒子所組成，b.一化合物「b」，其係由環辛烷溶劑所組成，c.一化合物「c」，其係由一分散劑所組成，以及d.一化合物「d」，其係由與化合物「c」不同之分散劑所組成，B.一化合物「e」，其係由與化合物「b」不同之溶劑所組成，其量大於10重量%且低於80重量%，C.一可選擇性化合物「f」，其係由少於20重量%的量之流變修飾劑所組成，D.一可選擇性化合物「g」，其係由低於10重量%的量之抗氧化劑所組成，以及E.一化合物「X」，其係由0.5和60重量%之間的量之溶劑所組成，該墨水組成物係特徵在於-化合物「X」為一環辛烷溶劑，以及-化合物「e」為 ○萜烯醇(terpene alcohol)或是○萜烯醇及脂肪族一元醇之混合物，或是○萜烯醇及二醇及/或二醇醚之混合物，或是○萜烯醇及脂肪族一元醇及二醇及/或二醇醚之混合物。
圖1及2為DLS光譜(動態光散射)之一般實例之代表圖，其等係根據此發明、分別以合成溶劑(圖1)及使用分散劑作為合成溶劑時(圖2)予以合成奈米粒子所獲得者。可以看見以銀奈米粒子之尺寸數目(nm)的粒徑譜。
圖1-D50：5.6nm
圖2-D50：8.0nm
圖3提供三種墨水之穩定性及濺斑直徑測試(splat diameter test)的視覺代表圖。可以看到於比較調配物與依據本發明之墨水調配物F1之間，可噴射性改善了，因為液滴的排列比較佳(目視檢查)。同樣地，墨水調配物F2之穩定性是更好的，因為液滴的排列比較佳。
圖4中提供三種墨水之旋轉塗布沉積試驗的視覺代表圖。比起比較實施例，實施例F1以及F2之旋轉塗布沉積具有較佳的品質(更均勻的沉積，更亮的，鏡像效應)。
較佳實施例之詳細說明
申請人出人意外地發現，依據此發明的墨水組分之特定組合使得可以獲得高濃度且具有改良的穩定性之基 於銀奈米粒子分散液之墨水。
依據此發明之墨水的黏度較佳介於1及10,000毫帕秒(mPa.s)之間，更佳介於1及1,000mPa.s之間，舉例而言介於2及20mPa.s之間。
這使得此墨水在印刷電子學(舉例而言，RFID介質(無線射頻識別))、光電伏打、LEDs(有機發光二極體)、感測器(舉例而言，氣體感測器)、觸控面板、生物感測器，以及無觸點技術("無觸點技術")之領域中的用途特別有吸引力；噴墨應用係特別適合於所請求的墨水類型。
依據此發明之化合物「a」係由銀奈米粒子所組成。
根據本發明之任擇的具體例，當化合物「a」由尺寸落在介於1及50nm之間，較佳介於2及20nm之間的銀奈米粒子所製成時，特別良好地滿足本發明之目標。奈米粒子的大小被界定為排除穩定劑之含銀粒子的平均直徑，如藉由穿透電子顯微術所判定者。
根據本發明之任擇的具體例，該等奈米粒子為球狀(spheroidal)及/或球型(spherical)形狀。對於此發明及隨後的申請專利範圍而言，術語「球狀形狀」應該意指形狀類似一球體的形狀但並非完美的圓形(「準球型」)，譬如橢球形狀。該等奈米粒子的形狀一般係藉著以顯微鏡拍攝的照片來辨認。因而，根據此發明之任擇的具體例，該等奈米粒子的直徑範圍落在介於1及50nm之間，較佳為介於2及20nm之間。
根據此發明之一特定的具體例，該等銀奈米粒子業已藉由化學合成法事先合成。任何化學合成法可優選地使用於本發明之內容。於根據此發明之較佳的具體例中，該等銀奈米粒子係藉由使用一種有機或無機銀鹽類作為前驅物之化學合成法來獲得。作為非限制性的實例，其等可包括醋酸銀、硝酸銀、碳酸銀、磷酸銀、三氟酸銀、氯化銀、過氯化銀，單獨或是混合。於此發明較佳的具體例中，前驅物係醋酸銀。
根據此發明之較佳的具體例，該等銀奈米粒子因此係藉由化學合成而合成，其係透過用一種還原劑、在此發明稱為化合物「c」之分散劑的存在下、將該銀前驅物還原；此還原作用之進行可以在沒有溶劑或是存在一種溶劑下；此後稱為「合成溶劑」。當該合成係於沒有溶劑之下進行時，該分散劑通常作用為分散劑及作為銀前驅物之溶劑兩者；為了說明的目的，以下敘述根據本發明於沒有溶劑的介質內合成奈米粒子及分散液製備的特定實例。
於溶劑「b」內製備奈米粒子分散液：該合成分散劑(化合物「c」；舉例而言十二胺)被過量添加於一種包含醋酸銀的反應器中，且攪拌混合物。聯胺還原劑接著被快速添加至該混合物且整體攪拌大概60分鐘。該混合物係藉由添加甲醇(或任何其他適當的溶劑，舉例而言一種具有2至3個碳原子的一元醇，例如，乙醇)予以加工，且上清液在數個依序的清洗作用中被移除(因此形成的銀奈米粒子維持於分散液的狀態且與液體接觸)。添加溶劑，環辛烷(化 合物「b」)且使剩餘的甲醇蒸發。接著添加化合物「d」(與使用的化合物「b」不同的分散劑；舉例而言辛胺)且混合物係於室溫下攪拌歷時15分鐘。由此獲得的銀奈米粒子分散液直接用於導電墨水的調配。
一般而言，當於溶劑的存在下進行合成時，該銀前驅物係溶解於該合成溶劑中；此合成溶劑較佳係與化合物「b」(此後亦稱為該「分散溶劑」)是不同的。
該合成溶劑較佳係一種選自於下列烴類名單之有機溶劑：
-具有5至20個碳原子之烷烴類(alcanes)，其包括下列用作說明：戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)、庚烷(C7H16)、辛烷(C8H18)、壬烷(C9H20)、癸烷(C10H22)、十一烷(C11H24)、十二烷(C12H26)、十三烷(C13H28)、十四烷(C14H30)、十五烷(C15H32)、十六烷(C16H34)、十七烷(C17H36)、十八烷(C18H38)、十九烷(C19H40)、二十烷(C20H42)、環戊烷(C5H10)、環己烷(C6H12)、甲基環己烷(C7H14)；環庚烷(C7H14)、環壬烷(C9H18)、環癸烷(C10H20)
-具有7至18個碳原子之芳族烴類，可以提及下列用作說明：甲苯、二甲苯、乙苯、乙基甲苯；以及
-其等之混合物。
根據此發明之一個基本具體例，除了該銀前驅物(及該合成溶劑，當被使用時)，亦存在至少一分散劑(化合物「c」)。
此分散劑，吾人將其稱為合成分散劑、對應至上 述的化合物「c」，較佳係選自於本說明以下所敘述的分散劑。
根據此發明之較佳的具體例，該等銀奈米粒子因此係藉由化學合成予以合成，其係在該合成分散劑(化合物「c」)的存在下、藉著一還原劑來還原該銀前驅物，全部較佳於該合成溶劑中發生。此合成較佳係於舉例而言，本說明以下敘述所定義的該等非約束性壓力及溫度條件下進行。
該還原劑可選自於廣大範圍的化合物，該等化合物允許該銀前驅物之還原。可以給予下列化合物用作說明：氫；氫化物，其包括下列作為實例：NaBH4、LiBH4、KBH4，及四丁胺硼氫化物；肼類，在這些之中吾人提及下列作為實例：聯胺(H2N-NH2)、經取代之聯胺(甲基聯胺、苯基聯胺、對甲氧基苯基聯胺、二甲基聯胺、二苯基聯胺等等)、聯胺鹽類(經取代)等；胺類，在這些之中吾人提及下列作為實例：三甲基胺、三乙基胺等等；以及其等之混合物。
一般而言，在還原步驟後，該等奈米粒子接著接受清洗/純化步驟，其會消除所有並非與該等奈米粒子化學或物理結合者。
根據此發明之一個特定具體例，在該銀前驅物的還原步驟，以及所有接續的添加化合物「b」(環辛烷)之步驟(例如，上述清洗及純化的步驟)二者的期間，液相一直存在。換言之，根據此發明之一較佳的特徵在於該等銀奈米 粒子從未被單離及乾燥；因此其等較佳總是與一液相(例如，一溶劑)接觸，銀奈米粒子係分散於該液相內。如以上於本說明中顯示者，此特徵使得有可能大幅改良該等銀奈米粒子的某些性質(單分散性、均勻性、穩定性，以及於非常低的溫度下退火)。此方法可以消除該等奈米粒子單離的步驟，並且在製造成本以及人的健康與安全方面有正面的影響。
根據此發明化合物「b」因此係由環辛烷溶劑所組成。
根據此發明之化合物「c」(合成分散劑)及「d」(分散劑)，因而由分散劑所組成，其中該分散劑「d」與被使用的試劑「c」不同。此差異係係通過不同的化學作用來顯現；為了說明的目的吾人提供下列：不同長度的碳鏈(舉例而言，該鏈內至少兩個碳原子的差異)，及/或一化合物包含一直鏈碳鏈而另一者不含，及/或一化合物包含一芳族碳鏈而另一者不含。根據此發明之較佳的具體例，化合物「c」之碳鏈的分子量及/或長度比化合物「d」之碳鏈的分子量及/或長度更大至少20%，舉例而言更高至少40%。
此等分散劑於認為適當時，可以選自於包含至少一個碳原子之有機分散劑族群。此等有機分散劑亦可包含一個或多個非金屬雜原子，例如一個鹵化化合物，其含有氮、氧、硫、矽。
吾人為了說明的目的可以提及下列：硫醇及其等之衍生物、胺類及其等之衍生物(例如，胺醇類及胺醚醇 類)、羧酸及其等之羧酸酯衍生物、聚乙二醇，及/或其等之混合物。
於此發明之較佳的任擇具體例中，有機分散劑「c」及「d」將選自於以下胺類所組成之群組，例如舉例而言，丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺、十三胺、十四胺、十六胺、二胺基戊烷、二胺基己烷、二胺基庚烷、二胺基辛烷、二胺基壬烷、二胺基癸烷、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、丙基丁基胺、乙基丁基胺、乙基戊基胺、丙基戊基胺、丁基戊基胺、三丁胺、三己胺，或其等之混合物。
根據此發明之較佳的具體例，化合物「b」(環辛烷)及「d」係於化合物「c」存在下，添加至已經合成的銀奈米粒子中。
此添加一般而言係於本說明所述之奈米粒子之清洗/純化步驟之後發生。
依據此發明之奈米粒子合成及分散液之製備的特定實例，係敘述如下作為說明：奈米粒子分散液於溶劑「b」(環辛烷)中之製備：將合成分散劑(化合物「c」，例如十二胺(dodec))添加於一種包含配於甲苯的醋酸銀之反應器中，且攪拌混合物。聯胺還原劑接著被快速添加至該混合物且整體予以攪拌大概60分鐘。該混合物藉由添加甲醇(或任何其他適當的溶劑，舉例而言一種具有2至3個碳原子的一元醇，例如， 乙醇)而予以加工，且上清液在三個依序的清洗期間被移除(因此形成的銀奈米粒子維持於分散液的狀態且與液體接觸，亦即與甲醇接觸)。添加溶劑，環辛烷(組成物「b」)且使剩餘的甲醇蒸發。接著添加組成物「d」(與使用的組成物「b」不同的分散劑；舉例而言辛胺)且混合物係於室溫下攪拌歷時15分鐘。由此獲得的銀奈米粒子分散液被直接用於導電墨水的調配。
根據此發明之較佳的任擇具體例中，所使用的奈米粒子係特徵在於D50值(其可以藉由舉例而言，下面敘述之方法而測量)，其等較佳介於2及12nm之間；其等較佳亦特徵在於一種無聚集物之單分散的分布(均相)。
對於在溶劑的存在下合成的奈米粒子，較佳的D50範圍係介於2及8nm之間；對於沒有溶劑存在之下所合成的奈米粒子，較佳的D50範圍係介於5及12nm之間。
因此獲得的分散液可以直接使用或其可在被併入，舉例而言墨水之前予以稀釋，以獲得所欲的性質。然而，且此為根據本發明之分散液的顯著優點，該分散液係特徵在於優異的穩定性(於稀釋前)，如同該等實施例中所證實者。
根據此發明之一個具體例，該銀奈米粒子分散液包含：‧一化合物「a」(銀奈米粒子)，其量大於30重量%，較佳大於35重量%，例如大於40重量%，‧一化合物「b」(環辛烷)，其量係介於20及65重量% 之間，較佳介於40及60重量%之間，‧一化合物「c」(分散劑)，其量係介於3及15重量%之間，較佳介於3及10重量%之間，以及‧一化合物「d」(一種與化合物「c」不同的分散劑)，其量係介於0.1及15重量%之間，較佳介於0.4及5重量%之間。
根據此發明之一個具體例，銀奈米粒子分散液亦可將額外化合物併入其組成物中，其中在此提及作為實例係溶劑(舉例而言，醚類、醇類、酯類)及/或添加劑(舉例而言聚合物)，其目的可為，舉例而言改良該等奈米粒子分散液。然而，化合物「a」、「b」、「c」，以及「d」(於以上所示的比例範圍內)較佳構成最終分散液之至少55重量%，較佳至少75重量%，舉例而言最終分散液之至少90重量%，至少95重量%，至少99重量%，或者甚至為100重量%。
根據此發明之一個具體例，該銀奈米粒子之分散液並未含括水於其組成中。然而，由於該分散液之組分可承受微量的水，取決於其等之純度，根據本發明之銀奈米粒子之分散液可以接受該等對應的微量水之總量是不言而喻的。因此，最終的分散液中的水含量一般而言係取決於用於其製備之溶劑的水含量；於此實例中，一元醇(於以上吾人之具體例實例中，分散液之清洗甲醇)於該分散液之最終水含量方面，將具有最大的衝擊-相較於該分散液之製備期間使用的其他溶劑。根據此發明之一個特定具體例，該等銀奈米粒子分散液包括少於2重量%，較佳少於1重量%， 例如少於0.5重量%，或者甚至少於0.2重量%之水濃度。
根據此發明之較佳的具體例，除了可能存在於用於該分散液之調配/製備之化合物中微量的水，在銀奈米粒子分散液之調配期間未添加水。
根據本發明之墨水內存在的化合物「e」係由一種與所使用的化合物「b」(環辛烷)不同的溶劑所組成，以及其於墨水內的量大於10重量%且少於80重量%；該化合物「e」為‧萜烯醇(terpene alcohol)或是‧萜烯醇及脂肪族一元醇之混合物，或是‧萜烯醇及二醇及/或二醇醚之混合物，或是‧萜烯醇及脂肪族一元醇以及二醇及/或二醇醚之混合物。
根據此發明之一個具體例，此溶劑，化合物「e」為一種選自於下列族群之萜烯醇：薄荷腦、橙花醇、桉醚、薰衣草醇、香葉烯醇、萜品醇(α-、β-、γ-萜品醇，及/或萜品烯-4-醇；較佳地，α-萜品醇)、異莰醇、香茅醇、沉香醇、冰片、香葉醇，及/或該等醇類之二者或是多者的混合物。
根據此發明之一個具體例，此溶劑，化合物「e」為一種如上所定義的萜烯醇混合物以及脂肪族一元醇，該脂肪族一元醇係選自於以下所組成之群組：乙醇、丙醇、丁醇、戊醇及己醇，以及其等之異構物(譬如，異丙醇、三級丁醇)，及/或該等脂肪族一元醇之二者或是多者的混合 物。
根據此發明之一個具體例，此溶劑，化合物「e」為一種如上所定義的萜烯醇混合物以及二醇及/或二醇醚，其等較佳係經選擇的-就二醇類而言，其中吾人列舉下列作為實例：乙二醇、丙二醇、二乙二醇、2-甲-2,4-戊二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇；-就來自單-或是二-二醇醚類(diglycol ethers)之二醇醚類而言，其中吾人列舉下列作為實例：乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯基醚、丙二醇苯基醚、乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇丙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、甘醇二甲醚(glymes)、二乙二醇二乙醚、丁二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、乙基二甘醇二甲醚、丁基二甘醇二甲醚)，及/或以上提及的該二醇類及/或二醇醚類之二者或多者的混合物。
根據此發明之一個具體例，此溶劑，化合物「e」為一種如上所定義的萜烯醇及如上所定義的脂肪族一元醇以及如上所定義的二醇及/或二醇醚之混合物。
根據此發明之一個具體例，該墨水係特徵在於化合物「e」為一種萜烯醇以及脂肪族一元醇的混合物，其中[萜烯醇]/[脂肪族一元醇]之重量比係介於1/6和11/1之間，舉例而言介於1/1和11/1之間。
根據此發明之一個具體例，該墨水係特徵在於化合物「e」為一種萜烯醇以及二醇及/或二醇醚的混合物，[萜 烯醇]/[二醇及/或二醇醚]之重量比係介於1/6和11/1之間，舉例而言介於1/1和11/1之間。
根據此發明之一個具體例，該墨水係特徵在於該萜烯醇(化合物「e」)含量係大於或等於30重量%。
因此，根據此發明之可選擇性化合物「f」係由一種流變修飾劑所組成。可提及下列作為實例：纖維素型，製劑，舉例而言烷基纖維素，較佳為乙基纖維素，硝基纖維素，及/或其等之混合物。
因此，根據此發明之可選擇性化合物「g」係由一種抗氧化劑所組成。可提及下列作為實例：‧抗壞血酸或維生素C(E300)、抗壞血酸鈉(E301)及抗壞血酸鈣(E302)、二乙醯基5-6-1-抗壞血酸(E303)、棕櫚基6-1-抗壞血酸(E304)；‧檸檬酸(E330)、檸檬酸鈉(E331)、檸檬酸鉀(E332)及檸檬酸鈣(E333)；‧酒石酸(E334)、酒石酸鈉(E335)、酒石酸鉀(E336)以及酒石酸鈉鉀(E337)；‧丁基羥基甲氧苯(E320)及二丁基羥基甲苯(E321)；‧五倍子酸辛酯(E311)或五倍子酸十二酯(E312)；‧乳酸鈉(E325)、乳酸鉀(E326)或乳酸鈣(E327)；‧卵磷脂(E322)；‧天然生育酚(E306)、合成α-生育酚(E307)、合成γ-生育酚(E308)及合成δ-生育酚(E309)、所有構成維生素E之生育酚； ‧丁香酚、瑞香草酚及/或桂皮醛，‧以及該抗氧化劑之二者或多者的混合物。
根據此發明之一個特定具體例，該墨水組成物亦可以包括一種額外的溶劑，在此稱為溶劑「X」，其為環辛烷。
依據本發明之墨水製備的三個特定實例，係敘述如下用作說明：：
1)添加溶劑「e」及「X」之混合物於一種包含銀奈米粒子分散液溶液(化合物「a」、「b」、「c」，以及「d」之混合物)的反應器之中，且整體係於室溫下攪拌歷時15min。
2)一種纖維素型之流變修飾劑(化合物「f」)係藉由攪拌且於室溫下，添加於一種包含溶劑「e」之混合物的反應器中。將化合物「X」添加至此溶液且整體係於室溫下攪拌歷時15分鐘。接而將此混合物添加至銀奈米粒子分散液溶液(化合物「a」、「b」、「c」，及「d」之混合物)，且整體係於室溫下攪拌歷時15分鐘。
3)添加一種抗氧化劑(化合物「g」)於一種包含溶劑「e」及「X」之混合物的反應器中，且於室溫下攪拌。接而將此混合物添加至銀奈米粒子分散液溶液(化合物「a」、「b」、「c」，及「d」之混合物)，且整體係於室溫下攪拌歷時15分鐘。
根據此發明之一個特定具體例，依據此發明調配的墨水含有少於60重量%的量之奈米粒子(化合物「a」)， 較佳為介於5及45%之間，且更特別是介於10及40重量%之間。
根據此發明之一個具體例，該銀墨水包含‧根據此發明之分散液(具有化合物「a」、「b」、「c」及「d」)，其量係低於或等於60重量%，且較佳大於5重量%，較佳大於10重量%，舉例而言，大於20重量%且甚至大於40重量%，‧一化合物「e」，其量係大於10重量%且低於80重量%，較佳低於70重量%，較佳介於15及65重量%之間，‧一可選擇性化合物「f」(流變修飾劑)，其量係低於20重量%，較佳介於0.1及2重量%之間，‧一種由抗氧化劑所組成抗氧化劑所組成可選擇性化合物「g」，其量係少於10重量%，較佳少於3重量%，以及‧一化合物「X」(環辛烷)，其量係低於60重量%，較佳低於41重量%，且較佳大於0.5重量%。
根據此發明之一個具體例，該銀墨水包含由數量大於0.01重量%之抗氧化劑所組成的化合物「g」。
根據此發明之一個具體例，該墨水亦可將其他化合物含括於其組成中，在這些之中吾人係為了說明的目的(舉例而言，來自矽烷族群之添加劑)而提及下列，其目的可為舉例而言，改良對於不同類型機械應力的性能，例如，對許多基材之黏性；可以提及下列基材用作說明：聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethertetphtalate)(PET)、聚2，6萘二甲酸乙二酯(PEN)、 聚芳基醚酮、聚酯、熱穩定化聚酯、玻璃、ITO玻璃、AZO玻璃、SiN玻璃。
然而，化合物「a」、「b」、「c」、「d」、「e」、「f」、「g」及「X」(於上述比例範圍之內)較佳構成最終墨水之至少50重量%，較佳為最終墨水之至少75重量%，舉例而言至少90重量%，至少95重量%，至少99重量%，至少95重量%，至少99重量%，或者甚至是100重量%。
根據此發明之一個具體例，該墨水之組成中並未含水。然而，由於該墨水組分可承受微量的水，取決於其等之純度，根據此發明之墨水可以接受該等對應的微量水之總量是不言而喻的。因此，最終的分散液中的水含量一般而言係取決於用於其製備之溶劑的水含量；於此實例中，一元醇(於以上吾人之具體例實例中，清洗甲醇分散液)於該墨水之最終水含量方面，將具有最大的衝擊-相較於該墨水之製備期間使用的其他溶劑。根據此發明之一個特定具體例，該等墨水包括少於2重量%，較佳少於1重量%，例如少於0.5重量%，或甚至少於0.2重量%之水濃度。
根據此發明之較佳的具體例，除了可能存在於用於該墨水之調配/製備之化合物中微量的水，在墨水之調配期間未添加水。
根據此發明之任擇具體例，根據此發明之奈米粒子分散液之製備係特徵在於下列步驟：a.在該分散劑(化合物「c」)之存在下，藉由使用一種銀前驅物還原劑之還原，而合成該等銀奈米粒子；清洗/純 化於步驟「a」中獲得的該等奈米粒子，b.添加化合物「b」及化合物「d」。
於根據此發明之較佳的任擇具體例中，在所有此等製備步驟中，液相一直是存在的。換言之，根據此發明之較佳的特徵在於該等銀奈米粒子從未被單離及乾燥；因此其等較佳一直維持與一液相(舉例而言一溶劑)接觸，銀奈米粒子係分散於該液相內。
於根據此發明之較佳的任擇具體例中，於步驟「a」期間，該還原劑的添加係於任何適當的容器(例如，一反應器)中發生，且特徵在於當此進行時其係浸沒的，舉例而言，使用一柱塞而直接導入至該反應介質內。
依據此發明之分散液的另一優點在於其製備可於非約束性的壓力及/或溫度條件下執行，舉例而言，在接近於正常或環境條件之壓力及/或溫度條件下。較佳保持於正常或環境壓力條件之40%之內，至於溫度，通常係低於80℃，較佳低於70℃。舉例而言，申請人發現較佳使該分散液之製備期間的壓力條件維持為正常或環境壓力條件附近變化最多30%、較佳為15%，較佳相近於大氣壓。該分散液的製備裝置可有益地含括控制此等壓力及/或溫度條件以滿足此等條件。
關於在非約束性條件下製備該分散液的益處，明顯地導致該分散液之容易使用。
於根據此發明之任擇具體例中，依據此發明之奈米粒子墨水的製備係特徵在於下列連續的步驟： a.將化合物「e」導入至一容器中，及b.添加依據此發明之分散液至該容器之內。
如此獲得的墨水可以直接使用或甚至可以稀釋俾以獲得所欲的特質。
根據此發明之一個特定具體例，當流變修飾劑(化合物「f」)被用於該墨水之組成物內時，依據此發明之奈米粒子墨水的製備係特徵在於下列連續步驟：a.將化合物「f」用於化合物「e」及「X」之混合物中，以及b.添加依據此發明之分散液。
依據此發明之墨水的額外優點在於，其製備可於非約束性的壓力及/或溫度條件下執行，舉例而言，在接近或相同於正常或環境條件之壓力及/或溫度條件下。較佳保持於標準或環境壓力及/或溫度條件的40%之內。舉例而言，申請人宣稱較佳為保持該墨水之製備期間的壓力及/或溫度條件，於正常或環境條件的數值最多30%之範圍變化、較佳為大約15%。該墨水的製備裝置內可有益地含括控制此等壓力及/或溫度條件以滿足此等條件。關於在非約束性條件下製備該墨水的益處，明顯地導致該墨水之容易使用。
根據此發明之一個具體例，該墨水可有益地用於任何印刷方法中，特別是噴墨、噴灑、網版印刷、凹版印刷、柔版印刷、刮刀、旋轉塗布法與狹縫式塗布；噴墨應用係特別適合於所請求的墨水類型。
因而，對於熟習此藝者很明顯地，在不背離本發明所請求的範疇之下，此發明允許許多其他特定形式之具體例。因此，此等具體例必須被認為是為了說明的目的，其等於所附申請專利範圍之範疇所界定之範圍之內可以被修飾。
此發明及其優點現將使用下表中之調配物予以闡釋。該等分散液及墨水調配物的合成係根據以上於說明書中所敘述之具體例而製備。使用的化學化合物係顯示於該表的第一行中。
於此發明所提及之墨水的方塊電阻可以藉由任何適當方法來測量。舉例而言，關於表中所列的量測，其等可有益地使用下列方法來測量：一種藉由旋轉塗佈器而沉積於一基材上之墨水(每分鐘600轉/3min-例如玻璃)，係用一加熱板或一爐子而退火。方塊電阻之分析係於下列條件下執行：
裝置參考：S302電阻站
4頭參考點：SP4-40045TFY
電流源代碼：Agilent U8001A
多用電表參考：Agilent U3400
測量溫度：室溫
轉換係數電壓/電阻：4.5324
於根據此發明之任擇的具體例中，申請人已經發現就大於或等於1μm之厚度而言，根據本發明所獲得的墨水之方塊電阻值(如上述所量測)較佳係少於100 mOhms/sq(150℃之退火溫度)。此方塊電阻之特別性質授予本發明之墨水於低於200℃，且更特別是對於低於或等於150℃之退火溫度下，改良的導電性(如該實例及該量測所證實)。
於此提及的奈米銀含量可使用任何適當的動作來測量。舉例而言，關於表中所列的量測，其等可有益地使用下列方法來測量：
熱重量分析法
設備：TA儀器TGA Q50
坩堝：鋁
方法：斜線上升(Ramp)
測量範圍：自室溫至600℃
溫度上升：10℃/min
於此發明所提及之銀奈米粒子的尺寸分布(於D50分散液內)可以使用任何適當方法來測量。舉例而言，其可有益地使用下列方法來測量：使用一種Malvern Nanosizer S型的裝置，其具有下列特徵：
DLS測量方法(動態光散射)：
-器皿類型：光學玻璃
-材料：Ag
-奈米粒子之折射指數：0.54
-吸收：0.001
-分散劑：環辛烷
-溫度：20℃
-黏度：2,133
-分散劑折射指數：1.458
-一般選項：馬克-霍溫克(Mark-Houwink)參數
-分析模型：一般目的
-平衡：120s
-測量數：4
圖1及2為DLS光譜(動態光散射)之一般實例之代表圖，其等係根據此發明、分別以合成溶劑(圖1)及使用分散劑作為合成溶劑時(圖2)予以合成奈米粒子所獲得者。可以看見以銀奈米粒子之尺寸數目(nm)的粒徑譜。
圖1-D50：5.6nm
圖2-D50：8.0nm
D50代表比50%數目的銀奈米粒子直徑小的直徑值。此值被認為代表顆粒的平均尺寸。
於此發明所提及之墨水的黏度可以藉由任何適當的方法來測量。舉例而言，其可有益地使用下列方法來測量：
裝置；TA儀器AR-G2流變儀
調理(conditioning)時間：以40s-1預剪歷時10秒/平衡歷時1分鐘
測試類型：剪切階段
階段：40s-1、100s-1及1000s-1
一階段的期間：5分鐘
模式：線性
測量：每10秒
溫度：20℃
再處理曲線方法：牛頓(Newtonian)
再處理區：整個曲線
於此發明所提及之墨水的表面張力可以藉由任何適當的方法來測量。舉例而言，其可有益地使用下列方法來測量：
裝置：Appolo Instrument OCA 15
方法：不濡液滴法
再處理：拉普拉斯-楊(Laplace-Young)
體積：0.2μL
輸出：1μL/s
針直徑：1.65mm
溫度：20℃
調配物-表
Figure 105115743-A0202-12-0027-1
Ag=銀奈米粒子(D50：8.0nm)
CO=環辛烷
DEGDBE=二乙二醇二丁醚
墨水黏度及表面張力之數值係顯示於下表中。
Figure 105115743-A0202-12-0028-2
吾人可見F1及F2之黏度係較高的，此改善了可噴射性(亦參見圖3)。
此等三種墨水亦執行穩定性及濺斑直徑測試(splat diameter test)。圖3中提供視覺代表圖。可以看到於比較調配物與依據本發明之墨水調配物F1之間，可噴射性改善了，因為液滴的排列比較佳(目視檢查)。同樣地，墨水調配物F2之穩定性是更好的，因為液滴的排列比較佳。
方塊電阻係依據以上所述的協定來測量(600rpm 3min，於150℃退火30min)。數值係顯示於下表中。
Figure 105115743-A0202-12-0028-3
三種墨水亦進行旋轉塗布沉積試驗。圖4中提供視覺代表圖。比起比較實施例，實施例F1以及F2之旋轉塗布沉積具有較佳的品質(更均勻的沉積，更亮的，鏡像效應)。

Claims (16)

  1. 一種銀奈米粒子墨水，其組成包含A.一銀奈米粒子之分散液，該分散液具有介於5和60重量%之間的含量，該分散液包含a.一化合物「a」，其係由銀奈米粒子所組成，b.一化合物「b」，其係由環辛烷溶劑所組成，c.一化合物「c」，其係由分散劑所組成，以及d.一化合物「d」，其係由與化合物「c」不同之分散劑所組成，B.一化合物「e」，其係由與化合物「b」不同之溶劑所組成，且含量高於10重量%且低於80重量%，C.一可選擇性化合物「f」，其係由少於20重量%的量之流變修飾劑所組成，D.一可選擇性化合物「g」，其係由低於10重量%的量之抗氧化劑所組成，以及E.一化合物「X」，其係由0.5和60重量%之間的量之溶劑所組成，該墨水組成物係特徵在於：-化合物「X」為環辛烷溶劑，以及-化合物「e」為○萜烯醇(terpene alcohol)或是○萜烯醇及脂肪族一元醇之混合物，或是○萜烯醇及二醇及/或二醇醚之混合物，或是 ○萜烯醇及脂肪族一元醇及二醇及/或二醇醚之混合物。
  2. 如請求項1之墨水，其中該有機分散劑「c」及「d」為選自於以下所組成的群組之胺類：丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺、十三胺、十四胺、十六胺、二胺基戊烷、二胺基己烷、二胺基庚烷、二胺基辛烷、二胺基壬烷、二胺基癸烷、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、丙基丁基胺、乙基丁基胺、乙基戊基胺、丙基戊基胺、丁基戊基胺、三丁胺、三己胺，或此等化合物之二者或多者的混合物。
  3. 如請求項1之墨水，其中該銀奈米粒子之分散液包含：‧化合物「a」(銀奈米粒子)，其量大於30重量%，‧化合物「b」(環辛烷)，其量係介於20及65重量%之間，‧化合物「c」(分散劑)，其量係介於3及15重量%之間，以及‧化合物「d」(與化合物「c」不同的分散劑)，其量係介於0.1及15重量%之間。
  4. 如請求項1之墨水，其中化合物「a」、「b」、「c」，及「d」構成該分散液之至少75重量%。
  5. 如請求項1至4中任一項之墨水，其中該墨水的黏度係介於2及20毫帕秒(mPa.s)之間。
  6. 如請求項1之墨水，其中：-萜烯醇(化合物「e」)係選自於下列之族群：薄荷腦、橙花醇、桉醚、薰衣草醇、香葉烯醇、萜品醇(α-、β-、γ-萜品醇，及/或萜品烯-4-醇；較佳地，α-萜品醇)、異莰醇、香茅醇、沉香醇、冰片、香葉醇，及/或該等醇類之二者或多者的混合物，-脂肪族一元醇(化合物「e」)係選自於以下所組成之群組：乙醇、丙醇、丁醇、戊醇及己醇，以及其等之異構物，及/或該等醇類之二者或多者的混合物，-該二醇係選自於：乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲-2,4-戊二醇，及/或該等二醇之二者或多者的混合物，且該二醇醚(化合物「e」)係選自於二醇之單-或是二-醚類。
  7. 如請求項1之墨水，其中存在該「f」化合物(流變修飾劑)，且該「f」化合物係選自於纖維素型製劑。
  8. 如請求項7之墨水，其中該纖維素型製劑係烷基纖維素，乙基纖維素，硝基纖維素，及/或其等之混合物
  9. 如請求項1之墨水，其中該墨水包含：‧該分散液，其量大於20重量%，‧化合物「e」，其量係介於15及65重量%之間，‧可選擇性化合物「f」，其量係低於2重量%，‧可選擇性化合物「g」，其量係低於3重量%，‧化合物「X」，其量少於60重量%，且含量大於 0.5重量%。
  10. 如請求項1之墨水，其中[萜烯醇]/[脂肪族一元醇]之重量比係介於1/6和11/1之間。
  11. 如請求項1之墨水，其中[萜烯醇]/[二醇醚]之重量比係介於1/6和11/1之間。
  12. 如請求項1之墨水，其中萜烯醇(化合物「e」)的量係大於或等於30重量%。
  13. 如請求項1項之墨水，其中化合物「a」、「b」、「c」、「d」、「e」、「f」、「g」及「X」構成最終墨水之至少75重量%。
  14. 如請求項1之墨水，其中其包含水的量少於1重量%。
  15. 一種如請求項1至14中任一項之墨水的製備方法，其中該奈米粒子之分散液係根據下列步驟予以製備：a.在該分散劑(化合物「c」)之存在下，藉由使用一銀前驅物還原劑之還原，而合成該等銀奈米粒子；b.清洗/純化於步驟「a」中獲得的該等奈米粒子，c.添加該化合物「b」及該化合物「d」，以及其係特徵在於在此等製備步驟期間，液相一直是存在的。
  16. 一種如請求項1至14中任一項之墨水於噴墨印刷應用之用途。
TW105115743A 2015-05-20 2016-05-20 銀奈米粒子墨水 TWI714585B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR15/01041 2015-05-20
FR1501041A FR3036401B1 (fr) 2015-05-20 2015-05-20 Encre a base de nanoparticules d'argent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201704379A TW201704379A (zh) 2017-02-01
TWI714585B true TWI714585B (zh) 2021-01-01

Family

ID=53674001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105115743A TWI714585B (zh) 2015-05-20 2016-05-20 銀奈米粒子墨水

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3298088A1 (zh)
FR (1) FR3036401B1 (zh)
TW (1) TWI714585B (zh)
WO (1) WO2016184975A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3090002B1 (fr) * 2018-12-13 2021-02-12 Genesink Encre à base de nanoparticules d’argent
FR3104600B1 (fr) * 2019-12-11 2022-04-22 Genesink Sa Encre à base de nanoparticules d’argent

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200934833A (en) * 2007-10-15 2009-08-16 Nanoink Inc Lithography of nanoparticle based inks
US20100143591A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-10 Xerox Corporation Silver nanoparticle ink composition
US20110244117A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-06 Xerox Corporation Additive for Robust Metal Ink Formulations
US20140051242A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Conductive Metallic and Semiconductor Ink Composition

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8207251B2 (en) * 2009-03-23 2012-06-26 Xerox Corporation Low polarity nanoparticle metal pastes for printing application
US9005484B2 (en) * 2009-03-31 2015-04-14 Xerox Corporation Low polarity nano silver gels
JP5574761B2 (ja) * 2009-04-17 2014-08-20 国立大学法人山形大学 被覆銀超微粒子とその製造方法
KR102098424B1 (ko) * 2012-08-02 2020-04-07 국립대학법인 야마가타대학 피복 은 미립자의 제조 방법 및 이 제조 방법으로 제조한 피복 은 미립자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200934833A (en) * 2007-10-15 2009-08-16 Nanoink Inc Lithography of nanoparticle based inks
US20100143591A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-10 Xerox Corporation Silver nanoparticle ink composition
US20110244117A1 (en) * 2010-04-02 2011-10-06 Xerox Corporation Additive for Robust Metal Ink Formulations
US20140051242A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Conductive Metallic and Semiconductor Ink Composition

Also Published As

Publication number Publication date
FR3036401B1 (fr) 2017-05-19
EP3298088A1 (fr) 2018-03-28
TW201704379A (zh) 2017-02-01
WO2016184975A1 (fr) 2016-11-24
FR3036401A1 (fr) 2016-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI714586B (zh) 基於銀奈米粒子之墨水
US9951240B2 (en) Nanoparticle-based ink formulations
TWI714585B (zh) 銀奈米粒子墨水
DK3074472T3 (en) DISPERSIONS OF SILVER Nanoparticles
US20160289477A1 (en) Ink Comprising Silver Nanoparticles
US11873411B2 (en) Ink comprising silver nanoparticles
TWI735535B (zh) 基於(半)導性奈米粒子之墨水調配物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees