KR20230087579A - Curable carbon nanotube inks and transparent conductive films produced using inks - Google Patents
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Abstract
잉크를 사용하여 제조된 경화성 탄소 나노튜브 잉크 및 투명 전도성 필름. 잉크는 경화성 수지 결합제, 활성화되도록 구성되고 수지 결합제를 경화시키는 촉매, 비스커스 투 베이퍼 희석제 및 탄소 나노튜브(CNT)를 포함한다. 잉크 중의 CNT 농도 범위는 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%이다. Curable carbon nanotube ink and transparent conductive film prepared using the ink. The ink includes a curable resin binder, a catalyst configured to be activated and curing the resin binder, a viscous to vapor diluent, and carbon nanotubes (CNTs). The range of CNT concentrations in the ink is from about 0.001% to about 0.2% by weight.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조CROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS
본 출원은 2020년 10월 13일에 출원된 가출원 63/090,956에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 모든 목적을 위해 본원에 참조로 포함된다.This application claims priority to provisional application 63/090,956, filed on October 13, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference for all purposes.
배경background
본 개시내용은 경화성 전도성 코팅에 관한 것이다.The present disclosure relates to curable conductive coatings.
탄소 나노튜브 잉크(즉 전도성 코팅)은 투명 전도성 필름(TCF)의 일부로서 사용될 수 있다.Carbon nanotube inks (ie conductive coatings) can be used as part of a transparent conductive film (TCF).
요약summary
본 발명은 경화성 탄소 나노튜브(CNT) 잉크(즉 인쇄 가능한 전도성 코팅) 및 잉크를 사용하여 생성된(예를 들어 인쇄된) 투명 전도성 필름(TCF)을 포함한다. 잉크는 필름의 전도성과 환경 조건에 견딜 수 있는 능력 모두에 기여한다. 잉크는 또한 에칭 마스크 역할을 한다. 잉크는 수지가 경화될 때 CNT에 대한 결합제 역할을 하는 방사선 경화성 및 열경화성 수지 중 하나 또는 둘 모두를 포함하고 또한 양호한 접착성, 내마모성 및 내화학성을 촉진한다. 촉매는 수지의 경화를 촉진한다. 잉크는 또한 잉크 건조/경화 과정 동안 완전히 증발하는 점성 희석제를 포함한다. 희석제는 예컨대 스크린 인쇄에 의해 아래에 있는 기판에 코팅될 수 있도록 잉크의 원하는 점도를 달성하는데 도움이 된다. 일부 예에서 잉크의 점도는 약 1,000 cP 내지 약 50,000 cP이다. 일부 예에서 경화성 탄소 나노튜브 잉크는 단일벽 탄소 나노튜브 성분 및 UV 및/또는 열경화성 중합체 결합제 성분으로 구성된다. CNT 잉크는 계면활성제를 함유하지 않은 스크린 인쇄 가능한 잉크이다. 일반적으로, CNT는 분산액으로 남아 있기 위해 계면활성제를 필요로 하며, 그렇지 않으면 응집될 수 있다. 계면활성제가 있는 코팅이 인쇄되거나 건조되면, 계면활성제를 씻어내야 한다. 계면활성제가 씻겨 나가지 않는 경우, CNT 층의 전자적 특성이 상당히 불량하다. 본 경우에 V2V 희석제는 서로 발견/접촉하지 않아 응집되지 않도록, 축분히 점성이다(유변성을 갖는다). 희석제는 이후 완전히 건조되어 계면활성제를 씻어낼 필요 없이 잉크로부터 전도성 코팅이 발생한다.The present invention includes curable carbon nanotube (CNT) inks (ie printable conductive coatings) and transparent conductive films (TCFs) created (eg printed) using the inks. The ink contributes to both the conductivity of the film and its ability to withstand environmental conditions. The ink also serves as an etching mask. The ink contains one or both of radiation curable and thermosetting resins that act as a binder to the CNTs when the resin is cured and also promotes good adhesion, abrasion resistance and chemical resistance. The catalyst accelerates the curing of the resin. The ink also contains a viscous diluent that completely evaporates during the ink drying/curing process. The diluent helps to achieve the desired viscosity of the ink so that it can be coated onto an underlying substrate, for example by screen printing. In some instances the viscosity of the ink is between about 1,000 cP and about 50,000 cP. In some instances the curable carbon nanotube ink is composed of a single-walled carbon nanotube component and a UV and/or thermosetting polymeric binder component. CNT inks are surfactant-free screen printable inks. Generally, CNTs require a surfactant to remain in dispersion, otherwise they may aggregate. When a coating with surfactant is printed or dried, the surfactant must be washed off. If the surfactant is not washed out, the electronic properties of the CNT layer are quite poor. In this case the V2V diluents are fairly viscous (rheological) so that they do not find/contact with each other and do not aggregate. The diluent is then completely dried, resulting in a conductive coating from the ink without the need to wash off the surfactant.
본 잉크는 TCF의 생성에 사용될 수 있다. TCF는 기판, 기판 표면 상의 금속 나노와이어 코팅 또는 금속 메쉬(MM) 층 및 나노와이어 또는 MM 층 위의 잉크를 포함한다. 잉크가 경화된 후, 생성된 다층 구조는 우수한 전기 전도도, 높은 가시광선 투과율 및 기판에 대한 금속 나노와이어 (또는 금속 메쉬)/CNT 복합 구조물의 우수한 접착력을 나타낸다. 일부 예에서 TCF는 또한 금속 나노와이어 또는 금속 메쉬 코팅이 없고 인쇄된 CNT 잉크가 있는 기판(중합체 필름, 유리 패널 등)을 포함한다.This ink can be used for the production of TCF. A TCF includes a substrate, a metal nanowire coating or metal mesh (MM) layer on the substrate surface, and an ink over the nanowire or MM layer. After the ink is cured, the resulting multilayer structure exhibits excellent electrical conductivity, high visible light transmittance, and excellent adhesion of the metal nanowire (or metal mesh)/CNT composite structure to the substrate. In some examples, the TCF also includes a substrate (polymer film, glass panel, etc.) without a metal nanowire or metal mesh coating and with a printed CNT ink.
본 발명은 우수한 전기 전도도, 높은 가시광선 투과율 및 낮은 흐림도를 유지하면서, 비경화성 CNT 잉크를 사용하여 제조된 TCF와 비교하여 금속 나노와이어 코팅 또는 금속 메쉬 층에 대한 더 우수한 접착력, 개선된 내마모성 및 에칭 과정 동안 더 우수한 내용매성과 내화학성의 이점을 나타내는 신규 경화성 탄소 나노튜브 잉크 및 인쇄된 필름의 생성을 야기한다.The present invention provides better adhesion to metal nanowire coatings or metal mesh layers compared to TCFs prepared using non-curing CNT inks, improved abrasion resistance and This leads to the creation of novel curable carbon nanotube inks and printed films that exhibit the advantages of better solvent resistance and chemical resistance during the etching process.
아래에 언급된 모든 예 및 특징은 임의의 기술적으로 가능한 방식으로 조합될 수 있다.All examples and features mentioned below may be combined in any technically possible way.
한 양태에서 경화성 탄소 나노튜브 잉크는 경화성 수지 결합제, 활성화되도록 구성되고 수지 결합제를 경화시키는 촉매, 비스커스 투 베이퍼 희석제 및 탄소 나노튜브(CNT)를 포함한다. 잉크 중의 CNT 농도 범위는 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%이다.In one embodiment, a curable carbon nanotube ink includes a curable resin binder, a catalyst configured to be activated and curing the resin binder, a viscous to vapor diluent, and carbon nanotubes (CNTs). The range of CNT concentrations in the ink is from about 0.001% to about 0.2% by weight.
일부 예는 상기 및/또는 하기 특징 중 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 한 예에서 잉크 중의 수지 결합제 농도 범위는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%이다. 한 예에서 잉크 중의 촉매 농도 범위는 약 0.001중량% 내지 약 1.0중량%이다. 한 예에서 잉크 중의 희석제 농도 범위는 약 90중량% 내지 약 99중량%이다. 한 예에서 경화성 탄소 나노튜브 잉크는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%의 잉크에서의 농도 범위를 갖는 충전제 수지를 추가로 포함한다. 한 예에서 수지 결합제는 UV 경화성 수지 및 열경화성 수지의 혼합물을 포함한다. 한 예에서 경화성 탄소 나노튜브 잉크는 약 1,000 cP 내지 약 50,000 cP의 점도를 갖는다. 한 예에서 CNT는 단일벽 CNT를 포함한다.Some examples include one or any combination of the above and/or below features. In one example, the resin binder concentration in the ink ranges from about 0.1% to about 5% by weight. In one example, the catalyst concentration range in the ink is from about 0.001% to about 1.0% by weight. In one example, the diluent concentration in the ink ranges from about 90% to about 99% by weight. In one example, the curable carbon nanotube ink further comprises a filler resin having a concentration in the ink ranging from about 0.1% to about 5% by weight. In one example the resin binder includes a mixture of a UV curable resin and a thermoset resin. In one example, the curable carbon nanotube ink has a viscosity of about 1,000 cP to about 50,000 cP. In one example, the CNTs include single-walled CNTs.
일부 예는 상기 및/또는 하기 특징 중 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 한 예에서 수지 결합제는 방사선 경화성이다. 한 예에서 수지 결합제는 UV 경화성 다작용성 아크릴 공중합체, UV 경화성 우레탄 중합체 또는 UV 경화성 폴리에스테르 중 하나 이상을 포함한다. 한 예에서 경화성 탄소 나노튜브 잉크는 비-UV 경화성 수지, 다작용성 소중합체 또는 단량체 중 하나 이상을 추가로 포함한다. 한 예에서 촉매는 I형 또는 II형 자유 라디칼 광개시제를 포함한다. 한 예에서 수지 결합제는 열경화성이다. 한 예에서 수지 결합제는 산성 작용기가 있는 아크릴 공중합체, 우레탄 중합체 또는 폴리에스테르 중 하나 이상을 포함한다. 한 예에서 촉매는 폴리아지리딘 가교제, 폴리카르보디이미드 가교제 또는 과산화물 유형 촉매 중 적어도 하나를 포함한다.Some examples include one or any combination of the above and/or below features. In one example the resin binder is radiation curable. In one example the resinous binder comprises one or more of a UV curable multifunctional acrylic copolymer, a UV curable urethane polymer or a UV curable polyester. In one example the curable carbon nanotube ink further comprises one or more of a non-UV curable resin, multifunctional oligomer or monomer. In one example the catalyst comprises a type I or type II free radical photoinitiator. In one example the resin binder is thermoset. In one example, the resinous binder includes one or more of an acidic functionalized acrylic copolymer, a urethane polymer, or a polyester. In one example, the catalyst includes at least one of a polyaziridine crosslinker, a polycarbodiimide crosslinker, or a peroxide type catalyst.
또 다른 양태에서, 투명 전도성 필름(TCF)은 중합체 필름 기판, 필름의 표면 상의 금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층 및 금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층의 적어도 일부를 덮는 경화된 탄소 나노튜브(CNT) 잉크를 포함한다. CNT 잉크는 경화성 수지 결합제, 활성화되도록 구성되고 수지 결합제를 경화시키는 촉매, 비스커스 투 베이퍼 희석제 및 CNT를 포함한다. 잉크 중의 CNT 농도 범위는 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%이다.In another aspect, the transparent conductive film (TCF) comprises a polymeric film substrate, a metal nanowire layer or metal mesh layer on the surface of the film and cured carbon nanotubes (CNTs) covering at least a portion of the metal nanowire layer or metal mesh layer. contains ink The CNT ink includes a curable resin binder, a catalyst configured to be activated and curing the resin binder, a viscous to vapor diluent, and CNTs. The range of CNT concentrations in the ink is from about 0.001% to about 0.2% by weight.
일부 예는 상기 및/또는 하기 특징 중 하나, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 한 예에서 TCF는 우수한 전기 전도도, 높은 가시광선 투과율 그리고 금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층 및 경화된 CNT 잉크의 기판에 대한 우수한 접착력을 보여준다. 한 예에서 TCF는 비경화성 CNT 잉크를 사용하여 제조된 TCF와 비교하여 금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층에 대한 더 우수한 접착력, 개선된 내마모성 및 에칭 과정 동안 더 우수한 내용매성과 내화학성을 보여준다. 한 예에서 TCF는 우수한 전기 전도도, 높은 가시광선 투과율 및 낮은 흐림도를 유지한다.Some examples include one or any combination of the above and/or below features. In one example, TCF exhibits excellent electrical conductivity, high visible light transmittance, and good adhesion of a metal nanowire layer or a metal mesh layer and a cured CNT ink to a substrate. In one example, TCFs show better adhesion to metal nanowire layers or metal mesh layers, improved abrasion resistance, and better solvent and chemical resistance during etching compared to TCFs prepared using non-curing CNT inks. In one example, the TCF maintains good electrical conductivity, high visible light transmittance, and low haze.
적어도 하나의 예의 다양한 양태가 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 논의되며, 도면은 일정한 비율로 그려지는 것으로 의도되지 않는다. 도면은 예시 및 다양한 양태 및 예의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 일부를 구성하지만, 본 발명의 한계를 정의하려는 의도는 아니다. 도면에서, 다양한 도면에 도시된 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 참조 문자 또는 숫자로 표시될 수 있다. 명확성을 위해 모든 구성요소가 모든 도면에 표시되지는 않는다. 도면에서:
도 1은 TCF의 개략 측면도이다.
도 2A-2D는 TCF를 생성하는 방법을 도시한다.
도 3은 TCF를 생성하는 공정의 단계를 도시한다.
도 4는 상이한 수준의 CNT에 대한 잉크 점도를 도시하는 그래프이다.Various aspects of at least one example are discussed below with reference to the accompanying drawings, which are not intended to be drawn to scale. The drawings are included to illustrate and provide a further understanding of the various aspects and examples, and are incorporated into and constitute a part of this specification, but are not intended to define the limitations of the invention. In the drawings, identical or nearly identical components shown in the various figures may be denoted by like reference letters or numerals. For clarity, not all components are shown in all drawings. In the drawing:
1 is a schematic side view of a TCF.
2A-2D show a method of generating a TCF.
3 shows steps in the process of generating TCF.
4 is a graph showing ink viscosity for different levels of CNTs.
본원에서 논의되는 시스템, 방법 및 장치의 예는 다음의 설명에 제시되거나 첨부된 도면에 도시된 구성요소의 구성 및 배열의 세부사항에 대한 적용에 제한되지 않는다. 시스템, 방법 및 장치는 다른 예에서 구현될 수 있고 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다. 특정 구현의 예는 설명의 목적으로만 본원에 제공되며 제한하려는 의도가 아니다. 특히, 하나 이상의 예와 관련하여 논의된 기능, 구성요소, 요소 및 특징은 다른 예에서 유사한 역할에서 제외되도록 의도되지 않는다.The examples of systems, methods and apparatus discussed herein are not limited in application to details of construction and arrangement of components set forth in the following description or shown in the accompanying drawings. The systems, methods and apparatus may be implemented in other examples and may be practiced or carried out in various ways. Examples of specific implementations are provided herein for purposes of explanation only and are not intended to be limiting. In particular, functions, components, elements and features discussed in connection with one or more examples are not intended to be excluded from a similar role in other examples.
본원에 개시된 예는 본원에 개시된 원리 중 적어도 하나와 일치하는 임의의 방식으로 다른 예와 조합될 수 있고, "예", "일부 예", "대체 예", "다양한 예", "일례" 등에 대한 언급이 반드시 상호 배타적인 것은 아니며 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 예에 포함될 수 있음을 나타내도록 의도된다. 본원에서 이러한 용어의 출현이 반드시 모두 동일한 예를 언급하는 것은 아니다.Examples disclosed herein may be combined with other examples in any way consistent with at least one of the principles disclosed herein, such as an “example,” “some examples,” “alternative examples,” “various examples,” “one example,” etc. References to are not necessarily mutually exclusive and are intended to indicate that a particular feature, structure or characteristic described may be included in at least one example. The appearances of these terms herein are not necessarily all referring to the same example.
또한, 본원에서 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 본원에서 단수로 언급된 컴퓨터 프로그램 제품, 시스템 및 방법의 예, 구성요소, 요소, 동작 또는 기능에 대한 임의의 언급이 복수를 포함하는 구체예를 포함할 수도 있으며, 본원에서 복수의 임의의 예, 구성요소, 요소, 동작 또는 기능에 대한 임의의 언급이 단일성만을 포함하는 예를 포함할 수도 있다. 따라서, 단수형 또는 복수형의 언급은 현재 개시된 시스템 또는 방법, 그 구성요소, 동작 또는 요소를 제한하려는 의도가 아니다. 본원에서 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "함유하는(containing)", "수용하는(involving)" 및 이들의 변형의 사용은 이후에 나열된 항목 및 이들의 균등물뿐만 아니라 추가 항목을 포함하는 것을 의미한다. "또는"에 대한 언급은 "또는"을 사용하여 기재된 임의의 용어가 설명된 용어 중 단일, 둘 이상 및 모두를 나타낼 수 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수 있다.Also, the phraseology and terminology used herein is for descriptive purposes and should not be regarded as limiting. Any reference to examples, components, elements, operations or functions of computer program products, systems, and methods referred to herein in the singular may include embodiments that include the plural, and herein any example, configuration, or configuration of the plurality. Any reference to an element, element, operation or function may include examples that include singularities only. Thus, references in the singular or plural are not intended to limit the presently disclosed system or method, its components, operations or elements. The use of "including," "comprising," "having," "containing," "involving" and variations thereof herein is It is meant to include additional items as well as the items and their equivalents. References to “or” may be construed as inclusive such that any term written using “or” may refer to one, two or more, and all of the described terms.
CNT 잉크는 연성 기판 및 강성 기판에 인쇄될 수 있다. 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 환형 올레핀 중합체(COP), 실리콘 또는 폴리이미드(CPI)의 플라스틱 필름을 포함하지만 이에 제한되지 않는 무기성 및/또는 유기성일 수 있다. 플라스틱 기판은 표면 장력을 개선하기 위해 프라이머 층을 갖거나 표면 처리가 있을 수 있으며 (예를 들어 코로나 처리, 화염 처리, 기타 플라스마 등), 일부 예에서 필름 두께는 12.5 마이크론 내지 300 마이크론 범위이다.CNT inks can be printed on flexible and rigid substrates. The substrate may be glass, silicon wafer, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), thermoplastic polyurethane (TPU), cyclic olefin polymer (COP), silicone or plastic of polyimide (CPI). It may be inorganic and/or organic, including but not limited to films. The plastic substrate may have a primer layer or have a surface treatment to improve surface tension (eg corona treatment, flame treatment, other plasma, etc.), and in some instances the film thickness ranges from 12.5 microns to 300 microns.
본 개시내용에 따른 TCF의 기판, 나노와이어 층(예를 들어 은 나노와이어(AgNW) 또는 금속 메쉬(MM) 층 및 제작 방법은 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2016/172315 및/또는 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2020/102392에 개시된 유형일 수 있으며, 이들의 전체 개시내용은 모든 목적을 위해 본원에 참조로 포함된다.Substrates of TCFs, nanowire layers (eg silver nanowires (AgNW) or metal mesh (MM) layers and fabrication methods according to the present disclosure are disclosed in International Patent Application Publication No. WO 2016/172315 and/or International Patent Application Publication No. It may be of the type disclosed in WO 2020/102392, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference for all purposes.
일부 예에서 TCF는 다음 절차에 따라 제작된다.In some instances, TCFs are fabricated according to the following procedure.
코팅 용액 제조:Preparation of the coating solution:
경화성 CNT 잉크:Curable CNT Ink:
UV 경화성 CNT 잉크:UV curable CNT ink:
UV CNT 잉크 제제는 잉크 건조/경화 과정 동안 완전히 증발하는 비스커스 투 베이퍼(viscous to vapor, "V2V") 희석제, 알코올 및 아민 중의 CNT 분산액, 방사선 경화성 수지 결합제, 광개시제 및 선택적으로 UV 수지 혼합물에 첨가된 비-UV 경화성 수지로 구성된다. 일부 예에서 CNT 농도는 0.01 내지 2.0 g/L 범위(즉 잉크에서 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%)이다. 일부 예에서 CNT 대 UV 수지 또는 수지 혼합물 결합제 농도 비율(CNT/결합제)의 범위는 약 1:1 내지 약 1:1200이다.The UV CNT ink formulation consists of a viscous to vapor (“V2V”) diluent that completely evaporates during the ink drying/curing process, a CNT dispersion in alcohols and amines, a radiation curable resin binder, a photoinitiator and optionally added to the UV resin mixture. It is made of non-UV curable resin. In some instances the CNT concentration ranges from 0.01 to 2.0 g/L (ie from about 0.001% to about 0.2% by weight in the ink). In some examples, the CNT to UV resin or resin mixture binder concentration ratio (CNT/binder) ranges from about 1:1 to about 1:1200.
V2V 희석제는 예컨대 스크린 인쇄에 의해 아래에 있는 기판에 코팅될 수 있도록 잉크의 원하는 점도를 달성하는데 도움이 된다. 일부 예에서 V2V 희석제는 미국 특허 9,777,167 및 9,777,168에 개시된 유형이며, 이들의 전체 개시내용은 모든 목적을 위해 본원에 참조로 포함된다.The V2V diluent helps achieve the desired viscosity of the ink so that it can be coated onto an underlying substrate, eg by screen printing. In some instances, the V2V diluent is of the type disclosed in US Pat. Nos. 9,777,167 and 9,777,168, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference for all purposes.
일부 예에서 UV 수지 결합제는 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다:In some instances UV resin binders include but are not limited to:
1. 다기능 UV 경화성 소중합체 및 단량체, 예컨대 Allnex의 Ebecryl 4859, Ebecryl 4858, Ebecryl 8701, Ebecryl 8605, Ebecryl 225, Ebecryl 4740, Ebecryl 4859, Ebecryl 8405, Ebecryl 1290, Ebecryl 4738, Ebecryl 4513, Ebecryl 284, Sartomer의 SR 399, SR368, CN 9210, CN 9276, CN 9196, CN 9209, CN 2306, MIWON의 Miramer M140, Miramer Ml 50, Miramer Ml 182, Miramer M200, Miramer M 262, Miramer M 300, Miramer M 3130, Miramer M 420, Miramer PU 610, Miramer PU6510, Miramer PU5000, Miramer PU640, Miramer Sc2100, Miramer SC2152, Miramer MU 9500.1. Multifunctional UV curable oligomers and monomers such as Ebecryl 4859, Ebecryl 4858, Ebecryl 8701, Ebecryl 8605, Ebecryl 225, Ebecryl 4740, Ebecryl 4859, Ebecryl 8405, Ebecryl 1290, Ebecryl 4738, Ebecryl 45 from
2. 다기능 UV 경화성 아크릴 공중합체, DSM의 NeoRad-A 20, Allnex의 Ebecryl 4654, Enstron의 Lumicryl U-72 IS, Lumicryll02, Lumicryl2882 및 Lumicryl 245.2. Multifunctional UV curable acrylic copolymers, NeoRad-
일부 예에서 UV 광개시제는 BASF의 Irgacure 651, Irgacure369, Irgacure901, Irgacurel84, Irgacure 2959, Irgacure TPO, Irgacure 819 및 Darocur 1173, IGM의 Omnirad 500, Esacure kip 160, Esacure kip 100F, Esacure kip 150, Esacure TZT, Esacure 3644, Esacure 1001M, Omnirad 4-PBZ, Omnirad BP를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.In some instances, UV photoinitiators include Irgacure 651, Irgacure369, Irgacure901, Irgacurel84, Irgacure 2959, Irgacure TPO, Irgacure 819 and Darocur 1173 from BASF, Omnirad 500, Esacure kip 160, Esacure kip 100F, Esacure kip 100F from IGM. acure kip 150, Esacure TZT, Esacure 3644, Esacure 1001M, Omnirad 4-PBZ, Omnirad BP.
일부 예에서 비-UV 경화된(즉 비경화성) 수지 결합제는, 사용되는 경우, DSM의 Neocryl 819, Neocryl 817, Neocryl 890 및 Neocryl 813; BASF의 Joncryl 857, Joncryl 586, loncryl 611, Joncryl 678, Joncryl 680, Joncryl 682, Joncryl 683, Joncryl 693, JoncrylECO 675, Joncryl ECO684, Joncryl 817, Joncryl 819, Joncryl 820, Joncryl 821, Joncryl 901, Joncryl 903 Joncryl 843, Joncryl 848, Joncryl 67, Joncryl 690, Joncryl HPD 671 및 Joncryl HPD 696을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.In some instances non-UV cured (i.e. non-curable) resin binders, if used, include Neocryl 819, Neocryl 817, Neocryl 890 and Neocryl 813 from DSM; BASF's Joncryl 857, Joncryl 586, loncryl 611, Joncryl 678, Joncryl 680, Joncryl 682, Joncryl 683, Joncryl 693, JoncrylECO 675, Joncryl ECO684, Joncryl 817, Joncryl 819, Joncryl 820, Joncryl 821, Joncryl 901, Joncryl 903 Joncryl 843, Joncryl 848, Joncryl 67, Joncryl 690, Joncryl HPD 671 and Joncryl HPD 696.
열경화성 CNT 잉크:Thermosetting CNT ink:
열경화성 CNT 잉크 제제는 V2V 희석제, 탄소 나노튜브, 열경화성 수지 결합제 및 가교화제 또는 가교제로 구성된다.The thermosetting CNT ink formulation consists of a V2V diluent, carbon nanotubes, a thermosetting resin binder and a crosslinking agent or crosslinking agent.
일부 예에서 CNT 농도 및 CNT/결합제 비율은 위에 기재한 바와 같다.In some instances the CNT concentration and CNT/binder ratio are as described above.
일부 예에서 가교 가능 수지 결합제는 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다:In some instances, crosslinkable resinous binders include but are not limited to:
1. DSM의 Neocryl 818, Neocryl 819, Neocryl 890, BASF의 Joncryl 817, Joncryl 819, Joncryl 820, Joncryl 821, Joncryl 901, Joncryl 903, Joncryl 857, Joncryl 586, Joncryl 611, Joncryl 678, Joncryl 680, Joncryl 682, Joncryl 683, Joncryl 693, Joncryl ECO 675, Joncryl ECO684, Joncryl 843, Joncryl 848, Joncryl 67, Joncryl 690, Joncryl HPD 671 및 Joncryl HPD 696을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 카르복실 작용기를 갖는 아크릴 공중합체.1. DSM's Neocryl 818, Neocryl 819, Neocryl 890, BASF's Joncryl 817, Joncryl 819, Joncryl 820, Joncryl 821, Joncryl 901, Joncryl 903, Joncryl 857, Joncryl 586, Joncryl 611, Joncryl 678, Joncryl 680, Jon cryl 682 , Joncryl 683, Joncryl 693, Joncryl ECO 675, Joncryl ECO684, Joncryl 843, Joncryl 848, Joncryl 67, Joncryl 690, Joncryl HPD 671 and Joncryl HPD 696, including but not limited to, acrylic copolymers with carboxyl functional groups.
2. 가교제는 다음을 포함한다: (A) DSM의 Crosslinker CX-300 및 Crosslinker XL-1; STAHL의 Picassian® XL-702, XL-712, XL-752, XL-762, ANGUS의 ZOLDINE®XL-29SE를 포함하지만 이에 제한되지 않는 폴리카르보디이미드 가교제; (B) DSM의 Crosslinker CX-100 및 NeoAdd™ PAX-521, STAHL의 Picassian® XL-048 및 Picassian® XL-706, Poly Aziridine LLC의 PZ-28 및 PZ-33을 포함하지만 이에 제한되지 않는 폴리아지리딘 가교제.2. Crosslinkers include: (A) Crosslinker CX-300 and Crosslinker XL-1 from DSM; polycarbodiimide crosslinkers including but not limited to Picassian® XL-702, XL-712, XL-752, XL-762 from STAHL, ZOLDINE®XL-29SE from ANGUS; (B) Polyagiris, including but not limited to Crosslinker CX-100 and NeoAdd™ PAX-521 from DSM, Picassian® XL-048 and Picassian® XL-706 from STAHL, and PZ-28 and PZ-33 from Poly Aziridine LLC Dean crosslinker.
3. 경화 과정은 온도 및 시간 의존성이다.3. The curing process is temperature and time dependent.
UV 및 열(이중 경화) CNT 잉크:UV and thermal (dual cure) CNT inks:
UV 및 열 이중 경화 CNT 잉크 제제는 "V2V" 희석제, 알코올 및/또는 아민 중의 CNT 분산액, 방사선 경화성 아크릴 공중합체 및 카르복실산 작용기가 있는 아크릴 공중합체의 결합제 수지 혼합물, 광개시제 및 가교제로 구성된다. UV 경화성 아크릴 공중합체, 카르복시 작용기가 있는 열경화성 아크릴 공중합체, 광개시제 및 열 가교제는 위에 정의된다. CNT 농도 및 CNT/결합제 비율은 위에 기재한 바와 같다.The UV and thermal dual cure CNT ink formulation consists of a “V2V” diluent, a CNT dispersion in an alcohol and/or amine, a binder resin mixture of a radiation curable acrylic copolymer and a carboxylic acid functionalized acrylic copolymer, a photoinitiator and a crosslinker. UV curable acrylic copolymers, thermosetting acrylic copolymers with carboxy functional groups, photoinitiators and thermal crosslinkers are defined above. CNT concentration and CNT/binder ratio are as described above.
인쇄 과정:Printing process:
CNT 잉크 인쇄 과정:CNT ink printing process:
355 폴리에스테르 메쉬 스크린을 3 mm 스냅 오프 거리로 설정한다.355 polyester mesh screen set to a 3 mm snap-off distance.
AgNW 코팅된 PET 또는 폴리카보네이트 기판을 매끄러운 표면에 테이프로 붙인다.Tape the AgNW-coated PET or polycarbonate substrate to a smooth surface.
~ 5 ml의 경화성 CNT 잉크를 패턴 위에 도포한다.~5 ml of curable CNT ink is applied over the pattern.
스퀴지를 사용하여 패턴 위에 유체를 드로잉하여 스크린을 CNT 잉크로 채운다.Fill the screen with CNT ink by drawing fluid over the pattern using a squeegee.
~ 75-도 스퀴지 각도, 고른(균일한) 압력 및 속도를 사용하여, 스크린을 통해 기판에 잉크를 전단시킨다.Using an ~75-degree squeegee angle, even (uniform) pressure and speed, the ink is sheared through the screen to the substrate.
코팅된 샘플을 105℃로 설정된 대류 오븐에서 10 분 동안 기류로 건조했다.The coated samples were dried with air flow in a convection oven set at 105° C. for 10 minutes.
경화 과정:Curing process:
방사선 경화 시스템의 경우, 코팅된 샘플(방사선 소스를 향한 코팅)을 방사선 소스, 예를 들어 UV 램프 아래에 특정 기간 동안 배치하여 필요한 방사선 조사량을 달성한다. 방사선 경화 셋업은 정적인 것이거나 컨베이어 시스템일 수 있다. 예를 들어, 컨베이어 UV 시스템에 수은, LED 또는 제논 램프가 장착되고 1400 mJ/cm^2의 UV 경화 조사량을 달성하도록 컨베이어 벨트 속도를 설정하고, UV 컨베이어 시스템의 공급 말단에 UV CNT 코팅된 필름을 두고 UV 경화 과정은 코팅된 필름이 UV 방사선 구역을 통과하고 컨베이어 시스템을 나간 후 완료된다. UV 경화 과정은 또한 조사량이 약 400 내지 약 1800 mJ/cm^2 범위인 한 컨베이어 시스템 없이 수행될 수 있다.In the case of radiation curing systems, the coated sample (coating facing the radiation source) is placed under a radiation source, for example a UV lamp, for a specified period of time to achieve the required radiation dose. Radiation curing setups can be static or conveyor systems. For example, a conveyor UV system is equipped with a mercury, LED or xenon lamp, the conveyor belt speed is set to achieve a UV curing dose of 1400 mJ/cm^2, and a UV CNT coated film is applied to the feed end of the UV conveyor system. The UV curing process is completed after the coated film passes through the UV radiation zone and exits the conveyor system. The UV curing process can also be performed without a conveyor system as long as the dosage is in the range of about 400 to about 1800 mJ/cm^2.
열경화 과정의 경우, 일부 예에서 샘플은 110℃에서 60 초 동안 경화된다. (60-600 초가 바람직한 범위이다).For the thermal curing process, in some instances the sample is cured at 110° C. for 60 seconds. (60-600 seconds is a preferred range).
인쇄 과정에서 초기 샘플 건조 후, 조합된 UV 경화 및 열경화 과정의 경우, 경화가 1차 UV 경화/2차 열경화 또는 1차 열경화/2차 UV 경화에 의해 수행될 수 있다.After initial sample drying in the printing process, in the case of a combined UV curing and thermal curing process, curing may be performed by primary UV curing/secondary thermal curing or primary thermal curing/secondary UV curing.
패턴 에칭 과정:Pattern etching process:
이후 방사선 경화된 샘플에 수용액 중의 1-20% 질산철(Fe(NO3)3)로 5-200 초 동안 분무했다. 별도의 세척병을 사용하여, 이후 샘플에 탈이온수로 필름의 양면에 30 초 동안 분무했다. 이후 필름을 보풀이 없는 천으로 두드려 건조하여 큰 물방울을 제거한 다음 대류 오븐에서 1 분 동안 105℃에서 구웠다. 에칭은 동력화 필름 이송 섹션을 갖는, 에칭, 세척 및 건조로 구성된 자동화 시스템을 통해 수행될 수도 있다.The radiation-cured samples were then sprayed with 1-20% iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) in aqueous solution for 5-200 seconds. Using a separate wash bottle, the sample was then sprayed with deionized water on both sides of the film for 30 seconds. The film was then patted dry with a lint-free cloth to remove large water droplets and then baked in a convection oven at 105°C for 1 minute. Etching may be performed through an automated system consisting of etching, cleaning and drying, with a motorized film transfer section.
측정:measurement:
CNT 잉크 인쇄 필름 면저항의 전기적 특성은 R-체크 4점 면저항 미터(EDTM사 제품)로 측정된다.The electrical properties of the sheet resistance of the CNT ink printing film were measured with an R-check 4-point sheet resistance meter (manufactured by EDTM).
총 투과율 및 투과 흐림도의 광학적 특성은 BYK Haze-Guard로 측정된다.Optical properties of total transmittance and transmission haze are measured with BYK Haze-Guard.
ASTM D3359 테이프 접착력 테스트는 플라스틱 필름 기판에 대한 잉크 접착력을 측정하기 위해 사용된다; 임의의 인쇄 잉크 박리(ASTM D3359에 정의된 5B 미만)는 실패로 간주된다.The ASTM D3359 Tape Adhesion Test is used to measure ink adhesion to plastic film substrates; Any printing ink detachment (less than 5B as defined by ASTM D3359) is considered a failure.
마모 테스트는 인쇄 잉크 표면을 천으로 문질러 수행되며, 임의의 인쇄 잉크 제거는 실패로 간주된다.The abrasion test is performed by rubbing the surface of the printing ink with a cloth, and any removal of the printing ink is considered a failure.
에탄올 저항 문지름 테스트는 인쇄 잉크 표면을 에탄올로 적신 천으로 닦음으로써 수행되고, 이후 면저항이 주위 온도에서 30 초 건조 시간 후 측정된다. 5 반복 닦음 통과 후, 면저항 변화가 원래 값의 10% 미만인 경우, 샘플이 테스트를 통과한 것으로 간주된다.The ethanol resistance rub test is performed by wiping the printing ink surface with a cloth soaked in ethanol, and then the sheet resistance is measured after a 30 second drying time at ambient temperature. After passing 5 repeated wipes, if the change in sheet resistance is less than 10% of the original value, the sample is considered to have passed the test.
도 1의 CNT 기반 하이브리드 TCF(10)는 금속 트레이스(14-16)를 포함하는 MM 층(13) 및 기판(12)의 상부 표면에 접착되고 전도성 매체로 MM 층(13)을 캡슐화하는 위에 있는 CNT 잉크 층(18)을 포함한다. 회로 패턴은 임의의 노출된 MM(즉 CNT 잉크가 인쇄되지 않은 영역)이 화학적 에칭을 통해 제거된 후 생성된다. 회로 패턴은 금속 메쉬 층보다는 금속 나노와이어 층으로부터 대안적으로 또는 추가적으로 생성될 수 있음에 유의하라.The CNT-based hybrid TCF 10 of FIG. 1 has an
도 2A-2D는 본 개시내용의 TCF를 생성하기 위한 과정의 결과를 도시한다. 도 2A-2D의 치수 및 기타 측면은 단지 설명을 위한 것으로, 축척에 맞지 않고 과장되었을 수 있음에 유의하라. 실제 예가 아래에 제시된다. 도 2A의 조립체(20)는 트레이스(24-27)를 포함하는 MM을 보유하는 기판(22)를 포함한다. MM은 본원에 기재된 바와 같은 다양한 수단에 의해 기판 상에 생성될 수 있다. 또한 MM은 추가로 설명되는 바와 같이 다양한 전도성 재료(예를 들어 금속)를 포함할 수 있다. MM은 전기적으로 연결된 일련의 얇은 트레이스(라인)를 포함한다. 트레이스는 전형적으로 규칙적인 패턴으로 배치되지만 반드시 그럴 필요는 없다.2A-2D show the results of a process for generating a TCF of the present disclosure. Note that the dimensions and other aspects of FIGS. 2A-2D are for illustrative purposes only, are not to scale and may be exaggerated. A practical example is presented below. The
도 2B는 MM이 제2 금속(이 비제한적인 예에서 제2 금속은 구리임)으로 덧 도금된 추가의 조립체(30)를 도시한다. 따라서 트레이스(24-27)는 부분(34-37)를 포함하는 제2 금속의 일반적으로 더 두꺼운 층으로 덮여, 각각 두껍고 덜 다공성인 MM 트레이스(40-43)를 생성한다.2B shows a
도 2C는 CNT 잉크(48)가 도 2B에 도시된 MM 층의 일부 또는 전부 위에 인쇄되거나 그렇지 않으면 배치된 추가의 조립체(50)를 도시한다. 이 도시에서 잉크(48)는 트레이스(41 및 42) 위에 인쇄되지만 트레이스(40 및 43) 위에는 인쇄되지 않는다. 따라서 트레이스(40 및 43)는 노출되는 반면 트레이스(41 및 42)는 전도성 라인 또는 전도성 영역(49)을 생성하는 전도성 매체에 의해 덮인다.Figure 2C shows an
도 2D는 본원의 다른 곳에서 더 자세하게 설명됨 바와 같이 노출된 트레이스(40 및 43)가 에칭에 의해 제거된 최종 TCF(60)를 도시한다. 이는 기판(22) 상에 전도체(49)를 남긴다.Figure 2D shows the
TCF를 생성하기 위한 한 예시적인 방법(70)이 도 3에 도시된다. 단계(72)에서 적합한 기판이 제공된다. 단계(74)에서 금속 메쉬가 기판의 표면에 인쇄된다. 단계(76)에서 제2 금속(예를 들어 구리)가 금속 메쉬에 도금된다. 단계(76)은 선택적이며, MM 자체가 허용 가능한 Rs를 갖는 것과 같이 MM 라인의 두께(즉 높이)가 증가될 필요가 없을 수 있다. 추가된 도금된 금속은 MM 트레이스의 부피를 증가시켜 저항을 감소시킨다. 또한 이는 얇은 MM을 더 견고하게 만들고 전도성 잉크와 더 잘 결합할 수 있도록 도울 수 있다. 단계(78)에서 경화성 전도성 매체("잉크"로 명명됨)는 MM의 선택된 영역에 인쇄되어 회로의 일부를 형성한다. 한 예에서 경화성 잉크는 전도성 매체로서 탄소 나노튜브를 포함하고, 또한 본원에 기재된 바와 같이 결합제 및 기타 성분을 함유한다. CNT 잉크는 본원의 다른 곳에서 추가로 설명다. 단계(80)에서, 잉크는 특정 잉크에 적합한 방식으로 그리고 본원의 다른 곳에서 추가로 설명된 바와 같이 경화된다. 최종 단계(82)는 노출된 MM/구리를 에칭하여, 기판 상에 회로만을 남기는 것을 고려한다.One
도 4는 상이한 수준의 CNT에 대한 잉크 점도를 도시하는 그래프이다. CNT 농도는 도 4의 곡선에 의해 증명되는 바와 같이 잉크의 점도에 직접적인 영향을 미친다. 일반적으로, 본원의 잉크는 일반적인 인쇄 기술을 사용하여 스크린 인쇄되고, 상기 논의된 바와 같이 계면활성제에 대한 필요 없이 유용하도록 하기 위해 약 1,000 cp 내지 약 50,000 cp 범위의 점도를 가져야 한다. 본 잉크에서, 1 그램/리터의 CNT는 약 0.1%와 동일하며, 이는 약 50,000 cp의 점도와 동일하다. 도 4의 점도 그래프로부터 3 그램/리터 CNT를 포함하는 것이 잉크를 인쇄에 사용 불가능한 영역인 수백만 cp로 밀어낼 가능성이 있음이 분명하다. 0.2% CNT라도 약 700,000 cp로 추정될 것이다.4 is a graph showing ink viscosity for different levels of CNTs. The CNT concentration directly affects the viscosity of the ink as evidenced by the curve in FIG. 4 . Generally, the inks herein must have viscosities in the range of about 1,000 cp to about 50,000 cp to be screen printed using conventional printing techniques and to be useful without the need for surfactants as discussed above. In this ink, 1 gram/liter of CNTs equals about 0.1%, which equals a viscosity of about 50,000 cp. It is clear from the viscosity graph of FIG. 4 that the inclusion of 3 grams/liter CNTs has the potential to push the ink into the unusable region for printing in the millions of cp. Even 0.2% CNT would be estimated at about 700,000 cp.
바람직한 구체예 결과:Preferred Embodiment Results:
성능:Performance:
UV 및/또는 열경화성 CNT 잉크는 동일하지만 비경화 수지 결합제를 사용하는 TCF 설계에 비해, 동등한 VLT의 전기적 및 광학적 특성 및 흐림도 수를 유지하면서, 금속 나노와이어 코팅의 층 또는 금속 메쉬 층을 갖는 기판에 대한 우수한 접착력, 에칭 과정 동안의 우수한 내마모성 및 내화학성의 장점을 발생시킨다.A substrate with a layer of metal nanowire coating or a layer of metal mesh, while maintaining equivalent VLT electrical and optical properties and haze numbers, as compared to TCF designs where UV and/or thermosetting CNT inks are identical but using uncured resin binders. It gives rise to the advantages of excellent adhesion to, excellent wear resistance and chemical resistance during the etching process.
실시예 1:Example 1:
CNT 농도가 0.1 g/l이고 CNT/결합제 비율이 1:120인 UV 경화성 CNT 잉크. 결합제 수지는 Enstron의 UV 경화성 중합체 Lumicryl 245 60%wt 및 DSM의 Neocryl B-890 비-UV 경화 중합체 40%wt로 구성된다. 1:50의 광개시제 대 결합제 비율로 광개시제 Esacure KIP 100F가 사용된다. 비-UV 경화 CNT 잉크(VC200으로 식별됨)가 비교를 위해 (대조 기준선으로서) 테스트되었다. VC200은 UV CNT 잉크와 동일한 CNT, 중합체 결합제 및 희석제 농도를 갖지만, 수지 결합제는 비경화성 열가소성 중합체, 예를 들어 100% NeoCryl® B-890이다.UV curable CNT ink with a CNT concentration of 0.1 g/l and a CNT/binder ratio of 1:120. The binder resin is composed of 60%wt of Enstron's UV
UV CNT 잉크 및 VC200이 면저항이 30 +/- 2 Ω/□인 C3 Nano AgNW 코팅된 PET 필름(125 um 두께)에 스크린 인쇄되었다. 스크린 메쉬 크기는 305이고, 건조 조건은 위에 기재되어 있다. 이후 UV CNT 잉크 안쇄 샘플이 1400 mj /cm^2의 UV 조사량으로 UV 경화되었다. UV 경화된 샘플 및 코팅된 VC200 샘플은 후속하여 수용액 중의 10% 질산철(Fe(NO3)3)로 12 초 동안 에칭된 다음, 탈이온수로 세척되고 위에 기재된 바와 같이 오븐 건조되었다. 건식 에칭된 샘플에 대해 성능 테스트가 이어졌고 테스트 결과는 표 1에 나열된다. 테스트가 10 Ω/□ 및 75 Ω/□의 면저항의 C3 Nano AgNW PET 필름에 대해 반복된다.UV CNT ink and VC200 were screen-printed on C3 Nano AgNW-coated PET film (125 μm thick) with sheet resistance of 30 +/- 2 Ω/□. The screen mesh size was 305 and drying conditions were described above. Then, the UV CNT ink ink chain sample was UV cured with a UV irradiation dose of 1400 mj/cm^2. The UV cured and coated VC200 samples were subsequently etched with 10% iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) in aqueous solution for 12 seconds, then washed with deionized water and oven dried as described above. Performance tests followed on the dry etched samples and the test results are listed in Table 1. The test is repeated for C3 Nano AgNW PET films of sheet resistivity of 10 Ω/□ and 75 Ω/□.
표 1A, 1B 및 1C에 나열된 테스트 데이터는 UV 경화된 CNT 잉크가 비경화성 CNT 잉크를 사용한 VC200 대조군과 비교하여 AgNW 필름 기판에 대한 우수한 접착 성능 및 우수한 내마모성 및 내용매성을 나타냄을 명백하게 입증한다.The test data listed in Tables 1A, 1B and 1C clearly demonstrate that the UV cured CNT ink exhibits superior adhesion performance to AgNW film substrates and superior abrasion and solvent resistance compared to the VC200 control using uncurable CNT ink.
표 1A, C3 Nano 30 Ω/□ PET 필름에 인쇄된 VC200 및 UV CNT 잉크Table 1A, VC200 and UV CNT inks printed on
표 1B, C3 Nano 10 Ω/□ PC 필름에 인쇄된 VC200 및 UV CNT 잉크Table 1B, VC200 and UV CNT inks printed on C3 Nano 10 Ω/□ PC film
표 1C, C3 Nano 75 Ω/□ PET 필름에 인쇄된 VC200 및 UV CNT 잉크Table 1C, VC200 and UV CNT inks printed on C3 Nano 75 Ω/□ PET film
실시예 2:Example 2:
CNT 농도가 0.1 g/l이고 CNT/결합제 비율이 1:120인 열경화성 CNT 잉크. 결합제 수지는 1:12의 가교제 대 중합체 비율로 BASF의 카르복실산 작용성 아크릴 수지 Joncryl HPD 671, DSM의 경화제 CX-100으로 구성된다. 비경화성 CNT 잉크 VC200가 비교를 위해 테스트되었다. VC200은 열경화성 CNT 잉크와 동일한 0.1g/l의 CNT 농도 및 1:120의 CNT/중합체 결합제 비율을 갖는다.A thermosetting CNT ink with a CNT concentration of 0.1 g/l and a CNT/binder ratio of 1:120. The binder resin consisted of Joncryl HPD 671, a carboxylic acid-functional acrylic resin from BASF, and hardener CX-100 from DSM, in a crosslinker to polymer ratio of 1:12. Non-curable CNT ink VC200 was tested for comparison. VC200 has the same CNT concentration of 0.1 g/l and CNT/polymer binder ratio of 1:120 as thermosetting CNT inks.
열경화성 CNT 잉크 및 VC200이 면저항이 75 +/- 2 Ω/□인 C3 Nano AgNW 코팅된 PET 필름(125 um 두께)에 스크린 인쇄되었다 (스크린 크기 305). 인쇄된 필름 샘플은 110C로 설정된 컨베이어 벨트 오븐 및 180 초의 건조 시간으로 건조되었다. 열경화 샘플은 주위 온도에서 120 시간 동안 경화되거나, 110℃에서 600 초 동안 가속 경화될 수 있다. VC200 인쇄 및 열경화 샘플은 후속하여 수용액 중의 10% 질산철(Fe(NO3)3)로 12 초 동안 에칭된 다음, 탈이온수로 세척되고 110℃의 오븐에서 60 초 동안 건조되었다. 성능 테스트가 이어졌고 테스트 결과는 표 2에 나열되었다. 경화성 잉크는 마모 및 용매 와이핑 및 에칭 저항성에서 우수한 성능을 나타낸다.Thermosetting CNT ink and VC200 were screen-printed (screen size 305) on C3 Nano AgNW-coated PET film (125 μm thick) with a sheet resistance of 75 +/- 2 Ω/□. Printed film samples were dried with a conveyor belt oven set at 110 C and a drying time of 180 seconds. Thermally cured samples can be cured at ambient temperature for 120 hours or accelerated at 110°C for 600 seconds. VC200 printed and thermoset samples were subsequently etched with 10% iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) in aqueous solution for 12 seconds, then rinsed with deionized water and dried in an oven at 110° C. for 60 seconds. Performance tests followed and the test results are listed in Table 2. Curable inks show good performance in abrasion and solvent wiping and etching resistance.
표 2, C3 Nano 75 Ω/□ PET 필름에 인쇄된 VC200 및 UV CNT 잉크Table 2, VC200 and UV CNT inks printed on C3 Nano 75 Ω/□ PET film
실시예 3:Example 3:
CNT 농도가 0.1 g/l이고 CNT/결합제 비율이 1:120인 이중 경화 CNT 잉크. 결합제 수지는 Enstron의 UV 경화성 중합체 Lumicryl 245 30%wt와 BASF의 카르복실산 작용성 수지 Joncryl HPD 671 70wt%, IGM의 II형 광개시제 Omnirad 4PBZ 및 공개시제 Esacure A198 및 DSM의 열경화제 CX-100으로 구성된다. 비경화성 CNT 잉크 VC200가 비교를 위해 테스트되었다. VC200은 이중 경화 CNT 잉크와 동일한 0.1g/l의 CNT 농도 및 1:120의 CNT/중합체 결합제 비율을 갖는다.Dual cure CNT ink with a CNT concentration of 0.1 g/l and a CNT/binder ratio of 1:120. The binder resin consisted of Enstron's UV curable polymer Lumicryl 245 30% wt, BASF's carboxylic acid functional resin Joncryl HPD 671 70 wt%, IGM's type II photoinitiator Omnirad 4PBZ and co-initiator Esacure A198 and DSM's thermal curing agent CX-100. do. Non-curable CNT ink VC200 was tested for comparison. VC200 has the same CNT concentration of 0.1 g/l and CNT/polymer binder ratio of 1:120 as the dual cure CNT ink.
이중 경화성 CNT 잉크 및 VC200이 면저항이 75 +/- 2 Ω/□인 C3 Nano AgNW 코팅된 PET 필름(125 um 두께)에 스크린 인쇄되었다 (스크린 크기 305). 인쇄된 필름 샘플은 110C로 설정된 컨베이어 벨트 오븐 및 180 초의 건조 시간으로 건조되었다. 샘플은 후속하여 1400 mj /cm^2의 UV 조사량으로 UV 경화된 다음, 110℃에서 600 초 동안 열경화되었다. 이후 경화된 샘플은 수용액 중의 10% 질산철(Fe(NO3)3)로 12 초 동안 에칭되었다. 성능 테스트가 이어졌고 테스트 결과는 표 3에 나열되었다. 이중 경화 잉크는 UV 경화 단독 및 열경화 단독 CNT 잉크에 비해 에칭 저항성에서 우수한 성능을 나타낸다.Dual-curable CNT ink and VC200 were screen-printed (screen size 305) on C3 Nano AgNW-coated PET film (125 μm thick) with a sheet resistance of 75 +/- 2 Ω/□. Printed film samples were dried with a conveyor belt oven set at 110 C and a drying time of 180 seconds. The samples were subsequently UV cured with a UV dose of 1400 mj/cm^2 and then thermally cured at 110°C for 600 seconds. The cured samples were then etched with 10% iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) in aqueous solution for 12 seconds. Performance tests followed and the test results are listed in Table 3. The dual cure ink shows superior performance in etch resistance compared to UV cure only and thermal cure only CNT inks.
표 3, C3 Nano 75 Ω/□ PET 필름에 인쇄된 VC200, UV/열 이중 경화, UV 경화 및 열경화 CNT 잉크Table 3, VC200, UV/thermal double cure, UV cure and thermal cure CNT inks printed on C3 Nano 75 Ω/□ PET film
적어도 하나의 예의 여러 양태를 위에서 설명했지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 용이하게 발생할 것임을 이해해야 한다. 이러한 변경, 수정 및 개선은 본 개시의 일부로 의도되고 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다. 따라서, 전술한 설명 및 도면은 단지 예이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 적절한 구성으로부터 결정되어야 한다.While several aspects of at least one example have been described above, it should be understood that various changes, modifications and improvements will readily occur to those skilled in the art. These changes, modifications and improvements are intended to be part of this disclosure and are intended to be within the scope of the present invention. Accordingly, the foregoing description and drawings are by way of example only, and the scope of the present invention is to be determined from the pertinent construction of the appended claims and their equivalents.
Claims (19)
경화성 수지 결합제;
활성화되도록 구성되고 수지 결합제를 경화시키는 촉매;
비스커스 투 베이퍼 희석제; 및
탄소 나노튜브(CNT)를 포함하고;
여기서 잉크 중의 CNT 농도 범위는 약 0.001% 내지 약 0.2중량%인, 경화성 탄소 나노튜브 잉크.As a curable carbon nanotube ink:
curable resin binders;
a catalyst configured to be activated and to cure the resin binder;
Viscus Two Vapor Diluent; and
contains carbon nanotubes (CNTs);
wherein the CNT concentration range in the ink is from about 0.001% to about 0.2% by weight.
중합체 필름 기판;
필름의 표면 상의 금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층; 및
금속 나노와이어 층 또는 금속 메쉬 층의 적어도 일부를 덮는 경화된 탄소 나노튜브(CNT) 잉크로서, CNT 잉크는 경화성 수지 결합제, 활성화되도록 구성되고 수지 결합제를 경화시키는 촉매, 비스커스 투 베이퍼 희석제 및 CNT를 포함하고, 잉크 중의 CNT 농도 범위는 약 0.001% 내지 약 0.2중량%인 경화된 탄소 나노튜브.Transparent Conductive Film (TCF), including:
polymeric film substrates;
a layer of metal nanowires or a layer of metal mesh on the surface of the film; and
A cured carbon nanotube (CNT) ink covering at least a portion of a metal nanowire layer or metal mesh layer, the CNT ink comprising a curable resin binder, a catalyst configured to be activated and curing the resin binder, a viscous to vapor diluent, and CNTs. and a CNT concentration in the ink ranges from about 0.001% to about 0.2% by weight.
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