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納米銀分散液與其噴印墨水的制作方法

文檔序號:3774644閱讀:396來源:國知局

專利名稱::納米銀分散液與其噴印墨水的制作方法
技術領域
:本發(fā)明是涉及一種可將納米銀均勻分散的納米銀分散液,且特別涉及一種包含此納米銀分散液的噴印墨水,其導電性佳且對基材的附著力強。
背景技術
:由于噴印制備工藝具備節(jié)能與省料的優(yōu)點,因此目前正在積極開發(fā)它,擬取代諸如IXD用濾光片、IXD用增亮擴散片、光電組件用透明電極、PCB用的噴印光阻、LED芯片封裝等的現(xiàn)今電子/光電產業(yè)的黃光微影制備工藝。且,若銀導線能以噴印制備工藝形成將對產業(yè)有更大的效益,而此制備工藝最重要的關鍵材料為具高導電、穩(wěn)定分散且可對基材附著的導電墨水。現(xiàn)今導電墨水所存在的問題包括墨水分散穩(wěn)定性不足,以及為了使導電墨水能夠穩(wěn)固地附著于基材上,大都會于其中加入樹脂(粘結劑,binder)以使導電墨水中的納米銀粒子與基材緊密附著,但由于樹脂(粘結劑)為絕緣體所以會降低導電墨水的導電度。因此為了克服上述等問題,近年來有許多相關的研究。美國專利公開號US2006/0044382描述以Ag-Pd合金(Pd含量10-40%)的納米顆粒配制成導電墨水,其可克服一般導電銀墨水在高溫高濕度的環(huán)境所造成的斷路現(xiàn)象。另外,在此發(fā)明中是以十二烷磺酸鈉(sodiumdodecylsulfate)作為分散劑,但因其為小分子型分散劑對基材附著性差。美國專利公開號US2007/0283848公開利用加入20_85wt%的不同納米銀含量調配出粘度不同墨水(2-lOOcps),且其加入的分散劑為甘油類溶劑,但因其為小分子型分散劑所以對基材附著性也不佳。美國專利公開號US2007/0244220公開一導電墨水通過添加含氨基化合物衍生物與含氮氧的高分子分散劑以分散穩(wěn)定銀。且其公開利用提高銀含量以提升導電度,但因其為含氮氧型分散劑,對已制備好的酸性系統(tǒng)納米銀分散液會造成不穩(wěn)定性。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種高穩(wěn)定性的納米銀分散液.本發(fā)明的另一目的在于提供一種導電性佳且對基材的附著力強的、包含此納米銀分散液的噴印墨水。本發(fā)明提供一種用以分散納米銀的納米銀分散液,包括一磺酸鹽基水分散聚酯,該磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,其分子式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>~其中R1與R2獨SO飛Na立地為0CH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或ο——O以及一納米銀溶液。ι--5本發(fā)明還提供一種噴印墨水,包括一磺酸鹽基水分散聚酯,該磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,其分子式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>I其中R1與R2獨SO3Na,立地為0CH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或O~y”一O一納米銀溶液;以及一保濕劑。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的納米銀分散液中的分散劑不但具有對銀吸附性強的硫原子,且可分散于水中,因此本發(fā)明的納米銀分散液可讓納米銀粒子穩(wěn)定且均勻分散于水中;而本發(fā)明的噴印墨水,一方面由于做為分散劑的磺酸鹽基水分散聚酯可與基材附著,因此使得噴印墨水可與基材緊密貼合,另一方面由于磺酸鹽基水分散聚酯并非將納米銀粒子進行包覆,而僅是吸附于納米銀粒子,因此納米銀粒子間可透過分散劑間的空隙互相接觸,而維持良好的導電性為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所附附圖,作詳細說明如下圖1顯示本發(fā)明的噴印墨水附著于一基材上并維持良好導電性的示意圖;其中,主要組件符號說明101基材103噴印墨水105磺酸鹽基水分散聚酯(分散劑)107納米銀粒子109導電的示意路線。具體實施例方式本發(fā)明的用以分散納米銀的納米銀分散液,其詳細配方與配制如下所述。首先將一磺酸鹽基水分散聚酯加入適量水中,之后進行加熱并攪拌,使其溶解而形成一磺酸鹽基水分散聚酯水溶液。而上述磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,且其分子式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>立地可包括OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或O————O所配制的磺酸鹽基水分散聚酯水溶液,其磺酸鹽基水分散聚酯含量可為約5-50wt%,在一實施例中為約30wt%。而此磺酸鹽基水分散聚酯的磺酸鹽含量可為此磺酸鹽基水分散聚酯的約13.5-70mol%,在一實施例中,磺酸鹽基水分散聚酯的磺酸鹽含量為約13.5mol%?;撬猁}基水分散聚酯的重均分子量為約4000-8000。又在一實施例中,所使用的具上述分子式的磺酸鹽基水分散聚酯,其R1與R2都為0CH2CH2。而由于磺酸鹽基水分散聚酯不但具有對銀吸附性強的硫原子,且可分散于水中,因此將其做為一分散劑來配制納米銀分散液可讓納米銀粒子穩(wěn)定且均勻分散于水中。接著將磺酸鹽基水分散聚酯水溶液加入一納米銀溶液中以形成本發(fā)明的用以分散納米銀的納米銀分散液。而于本發(fā)明的納米銀分散液中,磺酸鹽基水分散聚酯的含量為約0.l_6wt%,而納米銀溶液的含量為約94-99.9wt%。其中上述納米銀溶液的組成包括銀、水與穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑可為聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、二甘醇(diethyleneglycol,DEG)或甘油。于納米銀溶液中,銀占約5-50%、水占約47-94.9%,而穩(wěn)定劑占約0.1-3%。在一實施例中,所使用的納米銀溶液包括20%的銀、78.5%的水與1.5%的穩(wěn)定劑。又,做為分散劑的磺酸鹽基水分散聚酯對于基材具有良好的附著性,因此將上述的用以分散納米銀的納米銀分散液噴印固定于一基材上,然后對其進行百格膠帶測試(ASTMD3359-93),其對基材的附著性可達3級以上,較佳為4級以上,更佳為5級。而基材可包括塑料基材、一般紙材或相片紙材。本發(fā)明的另一實施樣態(tài)為利用上述的用以分散納米銀的納米銀分散液所配制成的噴印墨水。而噴印墨水的配制為將一保濕劑加入上述的用以分散納米銀的納米銀分散液混合均勻后,即形成本發(fā)明的噴印墨水。保濕劑可為2-吡咯烷酮(2-pyrolidone)、二甘醇或甘油。在一實施例中,本發(fā)明的噴印墨水磺酸鹽基水分散聚酯的含量為約0.l-1.5wt%,納米銀溶液的含量為約83.5-94.9襯%與該保濕劑的含量為約5-15wt%。在另一實施例中,噴印墨水的組成除上述的成分外,還可加入一添加劑,用以調整噴墨適性,而添加劑可包括具顏料親合基團的共聚物,例如DISPERBYK-192(BYKChemie),或具醚改性聚二甲基硅氧烷,例如BYK333(BYKChemie)。而于此實施例中,噴印墨水磺酸鹽基水分散聚酯的含量為約0.1-2.Owt%,納米銀溶液的含量為約76-94.89wt%、保濕劑的含量為約5-20wt%與添加劑的含量為約0.01-2wt%。又,參見圖1。圖1顯示本發(fā)明的噴印墨水附著于一基材上并維持良好導電性的示意圖。于本發(fā)明噴印墨水103中,由于做為分散劑的磺酸鹽基水分散聚酯105可與基材101附著,因此可與基材101緊密貼合。又磺酸鹽基水分散聚酯105并非將納米銀粒子107進行包覆,而僅是吸附于納米銀粒子107,因此納米銀粒子107間可透過分散劑105間的空隙互相接觸,而維持良好的導電性。導電的示意路線如曲線109所示。因此,將依據(jù)上述所形成的噴印墨水固定于一基材上,然后對其進行百格膠帶測試(ASTMD3359-93),其對基材的附著性可達3級以上,較佳為4級以上,更佳為5級。而基材可包括塑料基材、一般紙材或相片紙材。且在一實施例中,本發(fā)明的噴印墨水的導電性以片電阻表示,當本發(fā)明噴印墨水的噴印膜厚為1μm厚時,其片電阻可小于約42.0(Ω/口),較佳可小于約14·6(Ω/□)。實施例納米銀分散液1.配制磺酸鹽基水分散聚酯水溶液(1)稱取60g的磺酸鹽基水分散聚酯OO—OCn^/^^CO(CH2)2——0(CH2)20C——C——為一無規(guī)(SO3Na,共聚物,其重均分子量Mw為4000-8000,含13.5mol%的磺酸鹽),并加入140g的水。(2)加熱至80-90V,并攪拌溶解。(3)配制成含量為30wt%的磺酸鹽基水分散聚酯水溶液。2.配制納米銀分散液實施例1-9如表1所示,分別稱取實施例1-9所需的30wt%磺酸鹽基水分散聚酯水溶液添加量(分散溶液添加量),再加入分別納米銀溶液AG-100-20(成分銀20%;水78.5%;穩(wěn)定劑1.5%)中,配制為總量都為IOg的納米銀分散液實施例1-9。3.配制納米銀分散液比較例1-3(1)納米銀分散液比較例1直接使用納米銀溶液AG-100_20(成分銀20%;水78.5%;穩(wěn)定劑1.5%),不導入分散劑(2)納米銀分散液比較例2-3如表1所示,分別稱取比較例2-3所需分散劑添加量(分散溶液添加量),再加入分別納米銀溶液AG-100-20(成分銀20%;水78.5%;穩(wěn)定劑1.5%)中,配制為總量都為IOg的納米銀分散液比較例2-3。4.納米銀分散液的實施例與比較例對基材附著性測試分別將納米銀分散液的實施例1-9與比較例1-3分別固定于紙張與聚對苯二甲酸乙二醇酯基材,然后以膠帶百格測試(ASTMD3359-93)測試其對紙張與聚對苯二甲酸乙二醇酯基材的附著性,測試結果如表1所示。表1,納米銀分散液的實施例與比較例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>噴印墨水1.配制噴印墨水實施例A-F如表2所示,分別秤取實施例A-F所需的保濕劑(DEG)與水的量并混合均勻,再將其如表2所示分別加入上述的實施例2-7中,即將噴印墨水實施例A-E配制完成。2.配制噴印墨水比較例A-C(1)噴印墨水比較例A將1.5g保濕劑(DEG)與Ig水混合均勻后,直接導入納米銀溶液AG-100-20(成分銀20%;水78.5%;穩(wěn)定劑1.5%)中。(2)噴印墨水比較例B-C如表2所示,分別稱取比較例B-C所需保濕劑(DEG)與水的量并混合均勻,再將其如表2所示分別加入上述的比較例2-3中,即將噴印墨水比較例B-C配制完成。3.噴印墨水的實施例與比較例對基材附著性測試分別將噴印墨水的實施例A-F與比較例A-C固定于紙張與聚對苯二甲酸乙二醇酯基材,然后以膠帶百格測試(ASTMD3359-93)測試其對相片紙(三菱)與聚對苯二甲酸乙二醇酯基材(PETfilm)的附著性,測試結果如表2所示。4.噴印墨水的實施例與比較例的導電性測試測試分別將噴印墨水的實施例A-F與比較例A-C噴印于相片紙,然后進行導電性測試,測試結果如表2所示。表2、噴印墨水的實施例與比較例<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>〇無沉降發(fā)生Δ些許沉降發(fā)生X大多為沉降雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉此技術的人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內,當可作些許的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求書所界定的范圍為準。權利要求一種納米銀分散液,包括一磺酸鹽基水分散聚酯,所述磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,其分子式為其中R1與R2獨立地為OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或以及一納米銀溶液。F2009100078471C0000011.tif,F2009100078471C0000012.tif2.根據(jù)權利要求1所述的納米銀分散液,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的含量為0.l_6wt%,所述納米銀溶液的含量為94-99.9wt%。3.根據(jù)權利要求1所述的納米銀分散液,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的磺酸鹽含量為所述磺酸鹽基水分散聚酯的13.5-70mol%。4.根據(jù)權利要求1所述的納米銀分散液,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的重均分子量為4000-8000。5.根據(jù)權利要求1所述的納米銀分散液,其中所述納米銀溶液的組成為銀、水與穩(wěn)定劑。6.根據(jù)權利要求5所述的納米銀分散液,其中所述穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、二甘醇或甘油。7.根據(jù)權利要求1所述的納米銀分散液,其中所述的納米銀分散液用于附著在塑料、紙材或相片的基材上。8.根據(jù)權利要求7所述的納米銀分散液,其中所述的塑料為聚對苯二甲酸乙二醇酯。9.一種噴印墨水,包括一磺酸鹽基水分散聚酯,所述磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,其分子式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中R1與R2獨立地為OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>一納米銀溶液;以及一保濕劑。10.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的含量為0.1-1.5wt%,所述納米銀溶液的含量為83.5-94.9襯%與所述保濕劑的含量為5_15wt%。11.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的磺酸鹽含量為所述磺酸鹽基水分散聚酯的13.5-70mol%。12.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的重均分子量為4000-8000。13.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述納米銀溶液的組成包括銀、水與穩(wěn)定劑。14.根據(jù)權利要求13所述的噴印墨水,其中所述穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、二甘醇或甘油。15.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述保濕劑為2-吡咯烷酮、二甘醇或甘油。16.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,還包括一添加劑,用以調整噴墨適性。17.根據(jù)權利要求16所述的噴印墨水,其中所述磺酸鹽基水分散聚酯的含量為0.1-2.,所述納米銀溶液的含量為76-94.89wt%、所述保濕劑的含量為5_20襯%與所述添加劑的含量為0.01-2wt%。18.根據(jù)權利要求16所述的噴印墨水,其中所述添加劑為具顏料親合基團的共聚物或具醚改性聚二甲基硅氧烷。19.根據(jù)權利要求9所述的噴印墨水,其中所述的噴印墨水用于附著在塑料、紙材或相片的基材上。20.根據(jù)權利要求19所述的噴印墨水,其中所述的塑料為聚對苯二甲酸乙二醇酯。全文摘要本發(fā)明提供一種納米銀分散液,包括一磺酸鹽基水分散聚酯,該磺酸鹽基水分散聚酯為一無規(guī)共聚物,其分子式為其中R1與R2獨立地包括OCH2CH2、OCH2CH2CH2CH2或以及一納米銀溶液。本發(fā)明還提供一種包含上述納米銀分散液的噴印墨水。文檔編號C09D11/10GK101812181SQ20091000784公開日2010年8月25日申請日期2009年2月19日優(yōu)先權日2009年2月19日發(fā)明者吳鳳美,張信貞,徐美雯,潘秋林,鐘升峰,黃爾培申請人:財團法人工業(yè)技術研究院;光纖電腦科技股份有限公司
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