Brevet FR3121934A1 — publié le 20221021

Suspension aqueuse, encre d’impression et motif RF associés L’invention concerne le domaine des impressions de couches conductrices et transparentes à des fins d’applications radiofréquences. Une suspension aqueuse constituant une encre d’impression est proposée qui comprend : Des nanofils métalliques 1, Au moins un polymère biosourcé 2, et Des nanoparticules de silice 3. Dans un motif imprimé en utilisant l’encre d’impression selon l’invention, les nanofils métalliques assurent la conduction du courant électrique, ledit au moins un polymère biosourcé joue le rôle de dispersant et de matrice facilitant l’accroche des nanofils métalliques sur le support d’impression et les nanoparticules de silice améliorent de façon surprenante les propriétés électriques du motif imprimé. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Suspension aqueuse, encre d’impression et motif RF associés La présente invention concerne le domaine des impressions de couches conductrices et transparentes à des fins d’applications radiofréquences. Elle concerne plus particulièrement une suspension aqueuse formant une encre d’impression de motifs conducteurs et transparents pour dispositifs radiofréquences. ETAT DE LA TECHNIQUE Actuellement, certains dispositifs radiofréquences (RF) (antenne, surface sélective en fréquence, etc.) comprennent des motifs imprimés sur des supports, potentiellement souples, par mise en œuvre de procédés d’impression (tels que la sérigraphie, le jet d’encre, etc.) d’encres conductrices, principalement métalliques. La plupart des dispositifs RF produits actuellement comprennent des motifs conducteurs visibles du fait de leur fabrication à partir d’encres d’impression fortement chargées en particules conductrices. Si les motifs imprimés à l’aide de telles encres présentent des propriétés conductrices permettant d’adresser le cahier des charges de nombreuses applications RF, ils présentent en revanche des contrastes forts sur les substrats classiquement utilisés, les rendant peu discrets. Des dispositifs RF plus discrets car présentant des motifs imprimés moins contrastés, voire prétendument invisibles, peuvent être obtenus en utilisant des encres dites transparentes. Cependant, les encres transparentes existantes ne permettent pas l’impression de motifs présentant une conduction électrique suffisamment élevée pour mettre en œuvre certaines au moins des applications RF susmentionnées. Un objet de la présente invention est donc de proposer une suspension aqueuse constituant une encre permettant l’impression, notamment par sérigraphie, de motifs conducteurs et transparents propres à adresser le cahier des charges de nombreuses applications RF, telles que celles mettant en œuvre des antennes planaires (ou ‘patch’ en anglais), des antennes dipolaires, des antennes filaires, des antennes coplanaires à ondes guidées (ou CPW pour Coplanar Waveguide en anglais), des surfaces sélectives en fréquence (ou FSS pour Frequency Selective Surface en anglais), etc. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RESUME Pour atteindre cet objectif, un premier aspect de l’invention concerne une suspension aqueuse comprenant : Des nanofils métalliques, Au moins un polymère biosourcé, et Des nanoparticules de silice. Un deuxième aspect de l’invention concerne une encre d’impression à base de la suspension aqueuse telle qu’introduite ci-dessus et/ou telle que spécifiée ci-dessous. Plus particulièrement, l’encre d’impression comprend ou est constituée de la suspension aqueuse. L’encre d’impression selon le deuxième aspect de l’invention est une encre pour impression par sérigraphie et/ou pour impression par flexographie. Des troisième et quatrième aspects de l’invention concernent respectivement : Un substrat, potentiellement souple et/ou transparent, et un motif imprimé sur le substrat, de préférence par sérigraphie, en utilisant l’encre d’impression selon le deuxième aspect de l’invention et un dispositif RF comprenant le substrat et le motif imprimé selon le troisième aspect de l’invention. De la sorte, dans un motif imprimé en utilisant l’encre d’impression selon le deuxième aspect de l’invention, les nanofils métalliques assurent la conduction du courant électrique, ledit au moins un polymère biosourcé joue le rôle de dispersant et de matrice facilitant l’accroche des nanofils métalliques sur le substrat et les nanoparticules de silice améliorent de façon surprenante les propriétés électriques du motif imprimé. Cet effet surprenant des nanoparticules de silice est supposé dû à une diminution de résistances de jonction entre les nanofils métalliques par action mécanique et/ou chimique. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente une vue schématique de dessus d’un agrandissement d’un motif imprimé sur un substrat selon le troisième aspect de l’invention. La représente une vue prise à l’aide d’un microscope dans un motif imprimé sur un substrat selon le troisième aspect de l’invention. La représente schématiquement un mode de réalisation d’un motif imprimé sur un substrat selon le troisième aspect de l’invention pour constituer une antenne RF. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Les figures 1 et 3 constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Suspension aqueuse comprenant : Des nanofils métalliques (1), Au moins un polymère biosourcé (2), et Des nanoparticules de silice (3). Suspension aqueuse selon la revendication précédente, comprenant sensiblement : Entre 7,5 et 30 % en poids de la suspension de nanofils métalliques (1) à une concentration de 2% en masse, Entre 5 et 35 % en poids de la suspension dudit au moins un polymère biosourcé (2) à une concentration de 1% en masse, et Entre 0,1 et 0,8 % en poids de la suspension de nanoparticules de silice (3). Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un agent rhéologique. Suspension aqueuse selon la revendication précédente, dans laquelle l’agent rhéologique est à base d’hydroxypropylméthylcellulose. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, comprenant sensiblement entre 0,5 et 3 % en poids de la suspension d’agent rhéologique. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un co-solvant, de préférence un co-solvant organique. Suspension aqueuse selon la revendication précédente, comprenant sensiblement entre 25 et 40 % en poids de la suspension de co-solvant. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications 3 à 5 et selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, comprenant sensiblement : Entre 20 et 30 % en poids de la suspension de nanofils métalliques (1) à une concentration de 2% en masse, Entre 5 et 15 % en poids de la suspension dudit au moins un polymère biosourcé (2) à une concentration de 1% en masse, Entre 0,1 et 0,8 % en poids de la suspension de nanoparticules de silice (3), Entre 0,5 et 3 % en poids de la suspension de l’agent rhéologique, et Entre 25 et 40 % en poids de la suspension du co-solvant. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, exempte d’agent rhéologique et de co-solvant et comprenant sensiblement : Entre 7,5 et 15 % en poids de la suspension de nanofils métalliques (1) à une concentration de 2% en masse, Entre 20 et 35 % en poids de la suspension dudit au moins un polymère biosourcé (2) à une concentration de 1% en masse, et Entre 0,1 et 0,8 % en poids de la suspension de nanoparticules de silice (3). Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les nanoparticules sont des particules de silice enrobées avec un composé organique. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les nanoparticules de silice (3) présentent un diamètre moyen sensiblement compris entre 50 et 1500 nm, par exemple sensiblement égal à 500 nm. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les nanofils métalliques (1) sont à base d’argent. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les nanofils métalliques (1) présentent en moyenne un rapport longueur/diamètre sensiblement compris entre 200 et 1200, par exemple sensiblement égal à 660. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un polymère biosourcé (2) comprend des nanofibres de cellulose. Suspension aqueuse selon la revendication précédente, dans lequel les nanofibres de cellulose sont oxydées. Suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes, exempte de résine époxyde. Encre d’impression à base de la suspension aqueuse selon l’une quelconque des revendications précédentes. Encre d’impression selon la revendication précédente, pour impression par sérigraphie et/ou pour impression par flexographie. Un substrat (11) et un motif (12) imprimé sur le substrat (11) en utilisant l’encre d’impression selon la revendication précédente. Dispositif radiofréquence (10) comprenant un substrat (11) et un motif (12) selon la revendication précédente.