(57)【要約】  本明細書では、伝導性が改善された金属伝導性組成物が提供される。伝導性の改善は、焼結剤及びポリマーエマルションの添加に起因するものである。
2019503559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；
焼結剤；並びに
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物。
【請求項２】
金属成分の平均粒径が約２００ｎｍから約１μｍ未満である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ポリマーの平均粒径が約２０〜約１０００ｎｍである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ポリマーが、７０℃を超えるＴｇ又は約２００，０００Ｍｗの分子量の少なくとも一方を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
ポリマーが、０．５〜８０重量％の量でエマルション中に存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
ポリマーが、スチレン、ブタジエン、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、クロロプレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、エチレン、シロキサン、エポキシ、並びにビニルエーテルからのモノマーが重合又は共重合したものからなる群から選択されるメンバーである、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
ポリマーが有機ハロゲン残基でグラフトされている、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
ポリマーがジヨードメチル残基で終端されている、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
ポリマーが、約１０重量％までの量でエマルション中に存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
サルフェート基、スルホネート基、ホスフェート基、及び／又はカルボキシレート基を含有するアニオン性界面活性剤からなる群から選択される界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
界面活性剤が、１０重量％までの量で存在する、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
焼結剤が酸である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
焼結剤が、約０．０１重量％から約１０重量％の量で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
焼結剤が、リン酸、ホスホン酸、ギ酸、酢酸、ハロゲン化水素、並びに第Ｉ族及び第ＩＩ族金属のハライド塩から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
焼結剤が、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、及びヨウ化水素酸から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
有機ハロゲン化合物をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
金属成分が、銀、アルミニウム、金、ゲルマニウム、又はそれらの酸化物若しくは合金からできているか、又はそれらがドープされている、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
金属成分のポリマーに対する粒子サイズの比が約０．０２から約５０である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】
金属成分のポリマーに対する粒子サイズの比が約１．０から約０．１である、請求項１に記載の組成物。
【請求項２０】
有機ハロゲン化合物をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２１】
有機ハロゲン化合物が室温で液体である、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
有機ハロゲン化合物のハロゲンがヨウ素である、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２３】
有機ハロゲン化合物が低級アルカンハライドである、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２４】
有機ハロゲン化合物が、１２個までの炭素原子を有するハロゲン化化合物によって表される、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２５】
有機ハロゲン化合物が約１５０℃未満の沸点を有する、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２６】
焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する、銀、アルミニウム、金、ゲルマニウム、又はそれらの酸化物若しくは合金からできているか、又はそれらがドープされている金属成分；
リン酸、ギ酸、酢酸、ハロゲン化水素、並びに第Ｉ族及び第ＩＩ族金属のハライド塩から選択される焼結剤；並びに
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物。
【請求項２７】
組成物の電気伝導性を向上させる方法であって、その工程は：
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルションを提供する工程；
エマルションに焼結剤を提供する工程；
エマルションに約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分を提供して、伝導性組成物を形成する工程；並びに
組成物を、室温から約２００℃の温度に、組成物を焼結させるのに十分な時間供する工程
を含む、方法。
【請求項２８】
請求項１に記載の組成物がその上に配置されている基材。
【請求項２９】
焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；及び
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物。
【請求項３０】
ポリマーが、ジヨードメチル残基で終端されている、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３１】
水と、有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
伝導性が改善された伝導性組成物が本明細書において提供される。伝導性の改善は、金属粒子を含む伝導性組成物への、バインダーとしての１又は複数のポリマーエマルションと、１又は複数の焼結剤と、の添加を起因とするものである。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の簡単な説明
伝導性組成物は知られている。一例としては、プリントエレクトロニクス用途に使用される伝導性インクがある。これらの組成物に伝導性を付与するために使用される主成分の１つは銀である。昨今、銀の価格が大きく変動し、そのため製造業者が製品ラインを管理することが困難になっている。その結果として、近年、伝導性に関わる研究開発調査が広く行われている。
【０００３】
これまで、伝導性組成物を生成し、かかる組成物の伝導性を改善するために、様々なアプローチが用いられてきた。例えば、組成物中に銀錯体を導入し、次いで組成物を１５０℃超などの高温条件に供して銀錯体を分解している。銀錯体の分解後、インサイチュで銀ナノ粒子が形成され、これにより電気伝導性を高めることができる。しかしながら、多くの熱感受性用途では処理温度を１５０℃未満とする必要がある。
【０００４】
フレキシブルエレクトロニクスの発展に伴い、エレトロにクス産業において熱感受性基板の使用がますます普及し、１５０℃未満の温度で処理した後も高い電気伝導性を有する材料への強い需要が生まれている。例えば、モバイル技術の進歩と、より大きなスクリーン及びより狭いベゼルへの消費者の要望とにより、ベゼル幅を減らし、またタッチスクリーンセンサのベゼルライン電気伝導性を向上させることが早急に求められている。
【０００５】
したがって、既知の伝導性インク組成物を使用した電気伝導性の達成方法によって課される困難に対する代替の解決法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、そのような解決策を提供する。
【０００７】
概して、本発明は、焼結性（ｓｉｎｔｅｒａｂｌｅ）伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；
焼結剤；及び
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物を提供する。
【０００８】
より特定の実施形態では、本発明は、焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する、銀、アルミニウム、金、ゲルマニウム、又はそれらの酸化物若しくは合金からできているか、又はそれらがドープされている金属成分；
リン酸、ホスホン酸、ギ酸、酢酸、ハロゲン化水素、並びに第Ｉ族及び第ＩＩ族金属のハライド塩から選択される焼結剤；並びに
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物を提供する。
【０００９】
別のより特定の実施形態では、本発明は、焼結性伝導性インク組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；及び
水と、約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する、有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物を提供する。
【００１０】
別の態様では、本発明は、伝導性組成物の電気伝導性を向上させる方法であって、その工程は：
水と、約５ｎｍ超から１００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルションを提供する工程；
エマルションに焼結剤を提供する工程；
エマルションに約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分を提供して、伝導性組成物を形成する工程；及び
伝導性組成物を、室温から約２００℃の温度に、伝導性組成物を焼結させるのに十分な時間供する工程
を含む、方法を提供する。
【００１１】
さらに別の態様では、本発明は、本発明の組成物がその上に配置された基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を提供する。
【００１２】
さらにまた別の態様では、本発明は、水と、有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルションを提供する。
【００１３】
これらの実施形態又は態様のいずれかにおいて、ポリマーは、７０℃を超えるＴｇ及び／又は約２００，０００Ｍｗの分子量を有し得る。
【００１４】
このエマルションは、金属粒子が焼結ネットワークを形成するのを助けることによって組成物に改善された伝導性をもたらす。
【００１５】
加えて、エマルションは成分として水を含有するため、このエマルションは、同様の役割を果たす溶剤ベースのエマルションと比較して、健康、安全、及び環境上の利益を増進する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、各々１２０℃の温度で３０分間加熱した後に撮影した、対照１及び試料Ｎｏ．１のＳＥＭ画像を示す。対照１に示した銀ナノ粒子は、より顆粒状の形態で存在するが、一方試料Ｎｏ．１の粒子は、より三次元構造に凝集していることが示されており、それらの間にある隙間、ひいては空隙が減少している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
詳細な説明
上記のように、本発明は、焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；
焼結剤；及び
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物を提供する。
【００１８】
本発明に即して、好適な焼結性伝導性組成物は、１×１０−４以下のＶＲを有するべきである。
【００１９】
より特定の実施形態では、本発明は、焼結性伝導性組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する、銀、アルミニウム、金、ゲルマニウム、又はそれらの酸化物若しくは合金からできているか、又はそれらがドープされている金属成分；
リン酸、ホスホン酸、ギ酸、酢酸、ハロゲン化水素、並びに第Ｉ族及び第ＩＩ族金属のハライド塩から選択される焼結剤；並びに
約９５重量％までの水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション（これが、バインダーとして機能する）
を含む、組成物を提供する。
【００２０】
別のより特定の実施形態では、本発明は、焼結性伝導性インク組成物であって：
約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分；及び
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する、有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルション
を含む、組成物を提供する。
【００２１】
別の態様では、本発明は、組成物の電気伝導性を向上させる方法であって、その工程は：
水と、約５ｎｍから１０００μｍの平均粒径を有する少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルションを提供する工程；
エマルションに焼結剤を提供する工程；
エマルションに約５ｎｍ超から約１００μｍの平均粒径を有する金属成分を提供して、インク組成物を形成する工程；並びに
組成物を、室温から約２００℃の温度に、インク組成物を焼結させるのに十分な時間、供する工程
を含む、方法を提供する。
【００２２】
さらに別の態様では、本発明は、本発明の組成物がその上に配置された基材を提供する。
【００２３】
さらにまた別の態様では、本発明は、水と、有機ハロゲン残基でグラフトされた少なくとも１種のポリマーと、を含むエマルションを提供する。
【００２４】
様々な実施形態において、伝導性組成物における金属成分は、銀、アルミニウム、金、ゲルマニウム、又はそれらの酸化物若しくは合金からできているか、又はそれらがドープされている金属から選択され得る。金属成分の平均粒径は、約２０ｎｍから約１μｍ未満、例えば約２００〜約１０００ｎｍである。
【００２５】
金属成分が銀である場合、銀は手元にある商業的用途に役立つ任意の形状であってよい。例えば、球状、楕円形、粉末状、及びフレーク状の銀が有用である。銀は、適切な液体ビヒクル中の分散体として供給しても、又は乾燥形態の固体として供給してもよい。
【００２６】
銀は、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍａｙｆｉｅｌｄ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＯＨ、Ｉｎｆｒａｍａｔ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，ＣＴ、又はＭｅｔａｌｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＵＳＡ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈ  Ａｔｔｌｅｂｏｒｏ，ＭＡなどの様々な商業供給元から供給され得る。また、異なるサイズの銀フレークの混合物、例えばＦｅｒｒｏから入手可能な１１０００−２５とＩｎｆｒａｍａｔから市販されている４７ＭＲ−２３Ｓの混合物を使用してもよい。
【００２７】
銀は、組成物の約４０〜約９９．５重量％の範囲、例えば組成物の約６０〜約９８重量％の範囲で使用され得る。
【００２８】
ポリマーは、スチレン、ブタジエン、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、クロロプレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、エチレン、シロキサン、エポキシ、ビニルエーテル、並びにその他多数由来のモノマーが重合又は共重合したものからできているものから選択されるべきである。特に望ましいポリマーとしては、ポリスチレン及びポリメチルメタクリレートが挙げられる。
【００２９】
エマルション中のポリマー粒子のサイズは、ＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−９１０と呼ばれる静的光散乱装置を用いて測定したが、この装置は、平均粒度及び粒度分布を与えるものである。
【００３０】
ポリマー分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、Ｗａｔｅｒ  １５２５ポンプ、２４１４  ＲＩ検出器及び２４８７  ＵＶ検出器、７１７  オートサンプラー、Ｅｍｐｏｗｅｒ  ３  ｓｏｆｔｗａｒｅによって決定した。直鎖かつ分子量の狭いＰＭＭＡ標準物質を較正に使用して、重量平均分子量（「Ｍｗ」）、数平均分子量（「Ｍｎ」）、及び多分散性（「Ｍｗ／Ｍｎ」）を決定した。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ポリマーは有機ハロゲン残基でグラフトされている。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ポリマーは、ジヨードメチル残基で終端されている。
【００３３】
ポリマーはエマルション中に０．５〜９０重量％、望ましくは約１０重量％の量で存在すべきである。
【００３４】
金属成分のポリマーに対する粒子サイズの比は、約０．０２〜約５０（例えば約１．０〜約０．１）であるべきである。
【００３５】
エマルションは、約９５重量％まで、例えば約５０重量％まで、望ましくは約１０重量％までの量の水を含み得る。
【００３６】
組成物は、焼結剤を含んでもよく、該焼結剤は、酸であっても塩であってもよく、又は、有機ハロゲン残基がその上にグラフトされたポリマーを含んでもよく、該ポリマーは、部分的に焼結剤として働く。しかしながら、任意の酸が十分である訳ではない。例えば、硫酸は、焼結又は体積抵抗率の改善を示さない。しかし、リン酸、ギ酸、酢酸、並びにハロゲン化水素（例えばフッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸）は改善を示す。
【００３７】
また、第Ｉ族及び第ＩＩ族金属のハライド塩、例えば、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等を焼結剤として使用してもよい。
【００３８】
焼結剤は、約０．０１重量％から約１０重量％の量で存在する。
【００３９】
焼結助剤は、ハライド塩のような固体形態にある場合、固体として添加してもよく、又は本発明のインクの焼結助剤の濃度が最大で約０．１〜５重量％となるように、水溶液（約５０重量％まで）として添加してもよい。
【００４０】
伝導性組成物は界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤が存在する場合、先頭にアニオン性官能基、例えば、スルフェート、スルホネート、ホスフェート、及びカルボキシレートを含むアニオン性界面活性剤から選択され得る。有力なアルキル硫酸エステル塩（ａｌｋｙｌ  ｓｕｌｆａｔｅ）としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム［又はドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）］、及び関連するアルキルエーテル硫酸エステル塩、ラウレス硫酸ナトリウム［又はラウリルエーテル硫酸ナトリウム（ＳＬＥＳ）］、及びミレス硫酸ナトリウムが挙げられる。界面活性剤が存在する場合、１０重量％までの量で使用され得る。
【００４１】
伝導性組成物はまた、伝導性促進剤として有機ハロゲン化合物を含んでもよい。有機ハロゲン化合物は、室温で液体である。有機ハロゲン化合物は、約１５０℃未満、例えば約１２０℃未満、望ましくは約１００℃未満など、かつ好適には約７０℃を超える沸点を有するべきである。有機ハロゲン化合物は、望ましくは、それに結合した１又は複数のヨウ素原子を有する。望ましくは、有機ヨウ化化合物には１つのみのヨウ素原子が結合している。
【００４２】
有機ハロゲン化合物の有機部分は、アルキル又はアリールであってよい。アルキルである場合、アルキル部分が最大１２個の炭素原子である低級アルキルであるべきである。
【００４３】
有機ハロゲン化合物の代表例としては、２−ヨードプロパン、１−ヨードプロパン、２−ヨード−２−メチルプロパン、２−ヨードブタン、２−フルオロベンゾトリフルオリド、３−フルオロベンゾトリフルオリド、４−フルオロベンゾトリフルオリド、フルオロベンゼン、２−フルオロエタノール、１−フルオロドデカン、１−フルオロヘキサン、１−フルオロヘプタン、及びトリフルオロ酢酸が挙げられる。当然ながら、これらの有機ハロゲン化合物の任意の２種以上の混合物を使用してもよい。
【００４４】
有機ハロゲン化合物は、約５重量％以下の量で使用すべきである。望ましくは約０．２５重量％が効果的であることが証明されている。
【００４５】
表Ａに、伝導性促進剤として有用な有機ハロゲン化合物のリストを提供する。沸点が約１５０℃未満の有機ハロゲン化合物によって、硬化した伝導性インク中の残留物が最小限に抑えられるようになる。
【００４６】
【表１】
2019503559.tif 000003
【００４７】
有機ハロゲン化合物は、組成物の電気伝導性を向上させ、また金属成分の充填量を低減しながら電気伝導性を維持するのに有用である。
【００４８】
本発明の伝導性組成物をより容易に分配できるようにするために、多くの場合、組成物を適切な溶媒中に希釈することが望ましい。希釈は、約５部の溶剤に対して約１部の組成物とするべきである。選択された溶媒が有機ハロゲン化合物と相溶性であることを条件として、様々な溶媒が本発明の組成物における使用に好適である。
【００４９】
本発明の伝導性組成物は、ＰＥＴ及びＰＣなどのプラスチック又は他の基材上で高い電気伝導性が要求される用途に好適である。
【実施例】
【００５０】
実施例１
組成物は、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５、ＤＯＷＡＮＯＬとして知られている界面活性剤アルコール溶媒を含む。Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＯＨ製）を、ポリメチルメタクリレートエマルション（水中１０％ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ平均粒子サイズ６１ｎｍ、Ｍａｇｓｐｈｅｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＣＡ製）中に混合することにより調製した。焼結助剤Ｈ３ＰＯ４（水中１０重量％）を試料Ｎｏ．１に添加し、次いで３０００ｒｐｍで６０秒間混合した。対照として対照１を使用して、試料Ｎｏ．１に対して性能を比較した。走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像を、日立電界放出形ＳＥＭモデルＳ−４５００を使用して取得したが、これを図１に示す。
【００５１】
【表２】
2019503559.tif 000004
【００５２】
表１の組成物を各々ガラススライドに塗布し、体積抵抗率測定を行えるように本明細書に記載のように調製した。
【００５３】
調製した組成物の体積抵抗率（「ＶＲ」）を標準的なストリップ法により測定した。ストリップ電気伝導性試験用の各試験片を、先ず、テープでマスクしたガラススライド上に薄層をコーティングすることによって作成した。インク層を周囲温度で乾燥させ、続いて設計温度で設定時間をかけて硬化させた。抵抗率を４プローブオームメーターで測定し、そして体積抵抗率を、式：ＶＲ＝（Ｍ）（Ｔ）（Ｗｉ）／Ｄ（式中、Ｍは、測定された抵抗率をｍＯｈｍで、Ｔは、ストリップの厚みをセンチメートル（ｃｍ）で、Ｗｉは、ストリップの幅をｃｍで表し、そしてＤは、プローブ間の距離（ｃｍ）である）から計算した。
【００５４】
表１Ａは、対照１及び本発明の組成物の試料Ｎｏ．１（各々上記表１に記載）についての体積抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）測定値を示す。組成物は１２０℃の温度で３０分間で調製した。
【００５５】
【表３】
2019503559.tif 000005
【００５６】
表１Ａは、各々１２０℃の温度で３０分間の加熱後、ＰＭＭＡエマルション及び焼結助剤（水性Ｈ３ＰＯ４）は体積抵抗率を低下させるが（試料Ｎｏ．１）、一方、対照（ナノ銀ペーストのみ）は体積抵抗率がより高かったことを示す。ＰＭＭＡエマルション及びＨ３ＰＯ４の添加は、銀インクの電気伝導性を１０桁超向上させた。
【００５７】
抵抗率測定とＳＥＭの両方の結果を考慮すると、本発明の組成物中にポリマーエマルション及び焼結助剤を添加することにより、ナノ銀が焼結して相互接続ネットワークを形成するのが助けられ、それにより対照の組成物よりもはるかに伝導性になると推測することができる。
【００５８】
実施例２
４つの組成物を、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍａｙｆｉｅｌｄ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，ＯＨ製）をポリスチレンエマルション（水中１０％ＰＳｔ、６２ｎｍ、２００ｎｍ、及び６００ｎｍの異なるＰＳｔ平均粒子サイズを有する。Ｍａｇｓｐｈｅｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐａｓａｄｅｎａ，ＣＡ製）中に混合することによって調製した。焼結助剤Ｈ３ＰＯ４（水中１０重量％）を試料Ｎｏ．３、４、及び５に添加し、次いで３０００ｒｐｍで６０秒間混合した。このように生成した組成物を試験片の作成に使用した。
【００５９】
【表４】
2019503559.tif 000006
【００６０】
表２Ａに、対照２並びに３つの本発明の組成物の試料Ｎｏ．２、３、及び４（各々上記表２に記載）の体積抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）測定値を示す。組成物は１２０℃の温度で３０分間加熱した。
【００６１】
【表５】
2019503559.tif 000007
【００６２】
表２Ａは、１２０℃の温度で３０分間の硬化後、焼結助剤（水性Ｈ３ＰＯ４）は、ＰＳｔエマルションを用いて配合した銀インク（試料Ｎｏ．２、３、及び４）の体積抵抗率を低下させるが、一方、対照（焼結助剤Ｈ３ＰＯ４を含まない）は体積抵抗率がより高かったことを示す。焼結助剤Ｈ３ＰＯ４の添加は、異なる粒子サイズ（すなわち、６２ｎｍ、２００ｎｍ、６００ｎｍ）のＰＳｔエマルションの各々を用いた銀インク組成物の電気伝導性を向上させた。従って、本発明の組成物は、対照の組成物よりも優れた電気伝導性能を有する。規定されたこのサンプリングの範囲では、エマルション中のＰＳｔの粒子サイズがより小さい方が、優れた体積抵抗率性能を達成するのに望ましいと思われる。
【００６３】
実施例３
ここでは、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）をポリメチルメタクリレートエマルション（水中１０％ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ平均粒子サイズ６１ｎｍ）中に混合することによって２種類の組成物を調製した。異なる２種類の焼結助剤、すなわちＨ３ＰＯ４及びＫＩ（各々、水中１０重量％）を選択した。焼結助剤を試料Ｎｏ．５及び６に添加し、次いで３０００ｒｐｍで６０秒間混合した。このように生成した組成物を試験片の作成に使用した。
【００６４】
【表６】
2019503559.tif 000008
【００６５】
表３Ａに、２つの本発明の組成物の試料Ｎｏ．５及び６（各々上記表３に記載）の体積抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）測定値を示す。組成物は前よりも低い温度（１２０℃に代えて８０℃の温度）で３０分間硬化させた。
【００６６】
【表７】
2019503559.tif 000009
【００６７】
表３Ａは、各々のポリマーエマルションと焼結助剤の組み合わせにより、銀ナノ粒子コーティング（試料Ｎｏ．５及び６）の体積抵抗率が対照１（表１Ａ）に比べて低下することを示す。
【００６８】
実施例４
ヨウ素グラフトポリメチルメタクリレートの合成は、下記スキームに示されるように説明される（式中、ｎは５〜１０，０００である）。
【００６９】
【化１】
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【００７０】
１３０ｇの脱イオン水、２．０ｇのＢｒｉｊ９８界面活性剤［ポリオキシエチレンオレイルエーテル、Ｃ１８Ｈ３５（ＯＣＨ２ＣＨ２）２０ＯＨ］、及び０．０６４ｇ（１ｍｍｏｌ）ｇの銅粉末（＜１０ミクロン）をメカニカルスターラーを備えた５００ｍｌの４つ口丸底フラスコに添加した。０．１７８ｇ（１ｍｍｏｌ）のＭｅ６ＴＲＥＮ、０．３９４ｇ（１ｍｍｏｌ）のヨードホルム、及び２０ｇ（２００ｍｍｏｌ）のメチルメタクリレートを５０ミリリットルシュレンク管に添加した。混合物を両方とも、窒素環境下、６回の凍結−ポンプ−解凍サイクルによって脱気した。メチルメタクリレート／Ｍｅ６ＴＲＥＮ／ＣＨＩ３混合物を、窒素下、カニューレを介して丸底フラスコに移した。重合反応を室温で５時間継続し、そして空気の導入により停止させた。
【００７１】
ヨウ素グラフトＰＭＭＡが形成されており、これを１００℃の温度で乾燥して、４７％の収率が得られた。ＧＰＣ分析により、重量平均分子量Ｍｗは約２７８，６００と測定され、そして分子量分布、すなわち多分散性、Ｍｗ／Ｍｎは約３．３であった。
【００７２】
エマルション粒子サイズをＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−９１０装置で測定すると、メジアン径は約８５ｎｍと測定された。
【００７３】
実施例５
実施例４のヨウ素グラフトＰＭＭＡを使用して、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５）を含む組成物を調製してエマルションを形成した。このエマルションは、ヨウ素グラフトＰＭＭＡを、組成物の５５重量％をわずかに超える量で含有していた。追加の焼結助剤は添加しなかったが、むしろ、ヨウ素グラフトＰＭＭＡは、バインダーとしても、かつ焼結助剤としても作用した。組成物を３０００ｒｐｍで６０秒間混合し、次いでこれを使用して試験片を作成した。
【００７４】
【表８】
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【００７５】
表４Ａに、本発明の組成物の試料Ｎｏ．５及び７の体積抵抗率測定値（ｏｈｍ・ｃｍ）を示す。組成物は異なる温度（室温で２０時間、及び８０℃で３０分間）で調製した。
【００７６】
【表９】
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【００７７】
表４Ａは、組成物が、組成物の硬化に使用した温度及び時間にかかわらず、対照１（表１Ａ）と比較して、より低い体積抵抗率を示したことを示す。
【００７８】
実施例６
２種類の組成物を、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）をポリスチレンエマルション（水中４９％ＰＳｔ、Ａｒｋｅｍａ  Ｉｎｃ．，Ｃａｒｙ，ＮＣ製）中に混合することによって調製した。焼結助剤ＫＩ（水中３．５重量％）を試料Ｎｏ．８に添加し、一方、対照３には、代わりに脱イオン水を添加し、そして３０００ｒｐｍで６０秒間混合した。このように生成した組成物を試験片の作成に使用した。
【００７９】
【表１０】
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【００８０】
表５Ａに、２つの組成物、対照３及び試料Ｎｏ．８（各々、上記表５に記載）の体積抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）測定値を示す。組成物は１００℃の温度で３０分間加熱した。
【００８１】
【表１１】
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表５Ａは、焼結助剤ＫＩの添加により、試料Ｎｏ．８の体積抵抗率が対照３に比べて低下することを示す。
【００８２】
実施例７
２つの組成物を、ナノ粒子銀（７Ｋ−３５、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）をポリスチレンエマルション（水中４９％ＰＳｔ、Ａｒｋｅｍａ  Ｉｎｃ．製）中に混合することによって調製した。焼結助剤２−ヨードエタノール（水中５．０重量％）とヨードアセトアミド（水中７．０重量％）を試料Ｎｏ．９及び１０にそれぞれ添加し、そして３０００ｒｐｍで６０秒間混合した。このように生成した組成物を試験片の作成に使用した。
【００８３】
【表１２】
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表６Ａは、２つの組成物、試料Ｎｏ．９及び１０（各々上記表６に記載）の体積抵抗率（ｏｈｍ・ｃｍ）測定値を示す。組成物は８０℃の温度で３０分間加熱した。
【００８４】
【表１３】
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【００８５】
表６Ａは、伝導性促進剤としての有機ヨウ化化合物の添加により、試料Ｎｏ．９及び１０の体積抵抗率が対照３に比べて低下することを示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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