(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性もしくは非水溶性マトリックス（２）と、粘性材料および粒子を含むマトリックス（３）との界面に粒子を配置する方法であって、
前記水溶性もしくは非水溶性マトリックス（２）、または、前記粘性材料および粒子を含むマトリックス（３）を、前記水溶性もしくは非水溶性マトリックス（２）、または、前記粘性材料および粒子を含むマトリックス（３）に面した少なくとも１つの側面を含む支持体（１）と接触させる工程と、
前記水溶性もしくは非水溶性マトリックス（２）を前記粘性材料および粒子を含むマトリックス（３）と接触させた状態で配置し、それにより前記水溶性もしくは非水溶性マトリックスと前記粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に少なくとも１つの界面（５）を含む構造を得る工程と、
前記構造内の粒子を電場および／または磁場に曝し、それにより前記粒子を、前記水溶性もしくは非水溶性マトリックスと前記粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間の少なくとも１つの界面（５）に終端を含む少なくとも１つの粒子経路に形成する工程と、
前記少なくとも１つの粒子経路を固定させるために前記粘性材料を固定させる工程と
を含み、
前記終端は前記水溶性もしくは非水溶性マトリックスを溶解して除去したときに露出されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記水溶性マトリックスは、水溶性材料を含む、又は、水溶性材料からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶性もしくは非水溶性マトリックスは粒子を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの粒子経路は粒子のネットワークの一部を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記支持体の前記少なくとも１つの側面を、コロナ、プラズマ、または火炎処理から選択される表面改質技術で処理する工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記支持体を前記水溶性もしくは非水溶性マトリックス、および／または、前記粘性材料および粒子を含むマトリックスから除去する工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
水または水溶液で洗い流すことにより前記水溶性マトリックスを除去する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
酸、塩基、あるいは有機溶媒（アルコール、エステル、ケトン、アルデヒド、エーテルまたは炭化水素など）で洗い流すことにより前記非水溶性マトリックスを除去する、請求項１又は３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記水溶性マトリックスは、ポリビニルアルコール、セルロースエーテル、ポリエチレンオキシド、澱粉、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル−無水マレイン酸、ポリ無水マレイン酸、スチレン−無水マレイン酸、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸塩、アルギン酸塩、アクリルアミドコポリマー、グアーガム、カゼイン、エチレン−無水マレイン酸樹脂、ポリエチレンイミン、エチルヒドロキシエチルセルロース、エチルメチルセルロース、およびヒドロキシエチルメチルセルロースからなる群から選択される１種以上の水溶性ポリマーを含むか、あるいは、そのような１種以上の水溶性ポリマーからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記粘性材料および粒子を含むマトリックスの粘性材料は、接着剤および／またはエラストマー系材料を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記粒子は、炭素、金属、および／または、金属合金の粒子などの導電性粒子を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの粒子経路は導電性の粒子経路である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可溶性マトリックスと、粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面に粒子を配置する方法に関する。可溶性マトリックスと、粘性材料および粒子を含むマトリックスとは本質的に互いに混和することなく、粘性材料および粒子を含むマトリックスは溶解せず、あるいは本質的に溶解することなく、可溶性マトリックスの選択的な溶解を許容するための異なる溶解性を示す。本発明は、前記方法によって得られる物品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性材料は、広範かつ増加する様々な用途において形成されている。典型的には、そのような材料は非導電性マトリックス材料中に固定された導電性粒子を含む。導電性粒子は、異方性材料を少なくとも特定の状況下で導電性にすることができるように、マトリックス材料内に導電性経路を形成することを目的としている。
【０００３】
粒子およびマトリックス材料の選択に応じて、応力センサーなどのセンサー、太陽電池用途、プリンテッド・エレクトロニクス、コンデンサ、バッテリ、タッチスクリーン、ディスプレイ、スマートウィンドウおよび膜などの各種用途に適するように異方性材料を形成することができる。
【０００４】
異方性材料を形成するための先行技術の方法は多くの場合、マトリックス材料および導電性粒子を含む粘性混合物を用意する工程と、導電性粒子を整列させて混合物中に導電性経路を形成させるために粘性混合物に電場を印加する工程と、その後に粘性混合物を硬化させる工程とを含む。
【０００５】
あるいは、当該粒子の磁気特性を使用して当該粒子を整列させて導電性経路を形成することが提案されている。特許文献１はそのような例であり、ここでは、複数の磁性粒子を含む粘塑性材料を、磁性粒子の一部を所定の位置に少なくとも部分的に整列させるのに十分な時間にわたって磁場に曝す。
【０００６】
しかし、先行技術の方法では一般に、マトリックス材料内に埋め込まれた導電性経路を含む異方性材料が得られるため、導電性経路の終点が異方性材料の表面または縁部で露出されている場合にのみ導電性経路との直接接触が起こり得る。このような導電性経路のごく一部のみの露出は、導電性経路のより大きな部分へのアクセスを必要とする用途では欠点になり得、材料の導電性を低下させることがあり、全ての電流が非常に限られた数の露出された接触点を通らなければならない。
【０００７】
従って、異方性材料の汎用性をさらに高めるために、導電性経路を完全に露出可能にすること、または導電性ネットワークに対して露出されたノード（nodes）の数を著しく増加させることが望まれている。異方性材料の所望の使用に応じて、導電性経路の少なくとも一部を穏やかな除去手段を用いて部分的または完全に露出させることができる。
【０００８】
この分野では、形成された異方性材料の汎用性を高め、かつその工業生産を可能にする材料の形成方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００８／１５３６７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の要求を満たすための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面に粒子を配置する方法によって達成される。
【００１２】
本方法は、
可溶性マトリックスおよび／または粘性材料および粒子を含むマトリックスを、可溶性マトリックスおよび／または粘性材料および粒子を含むマトリックスに面する少なくとも１つの側面を含む支持体と接触させる工程と、
可溶性マトリックスを粘性材料および粒子を含むマトリックスと接触させた状態で配置し、それにより前記可溶性マトリックスと前記粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に少なくとも１つの界面を含む構造を得る工程と、
前記構造内の粒子を電場および／または磁場に曝し、それにより当該粒子を、可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの少なくとも１つの界面に終端を含む少なくとも１つの粒子経路に形成する工程と、
少なくとも１つの粒子経路を固定させるために粘性材料を固定させる工程と
を含み、
前記終端は可溶性マトリックスを除去したときに露出可能になることを特徴とする。
【００１３】
可溶性マトリックスは、水溶性マトリックスまたは非水溶性マトリックスであってもよい。当該終端は、可溶性マトリックスを除去したときに露出させることができる。可溶性マトリックスの除去は溶解によって行ってもよい。従って、水溶性もしくは非水溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面に粒子を配置する方法が提供され、
前記方法は、
水溶性もしくは非水溶性マトリックスおよび／または粘性材料および粒子を含むマトリックスを、水溶性もしくは非水溶性マトリックスおよび／または粘性材料および粒子を含むマトリックスに面する少なくとも１つの側面を含む支持体と接触させる工程と、
水溶性もしくは非水溶性マトリックスを粘性材料および粒子を含むマトリックスと接触させた状態で配置し、それにより前記水溶性もしくは非水溶性マトリックスと前記粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に少なくとも１つの界面を含む構造を得る工程と、
前記構造内の粒子を電場および／または磁場に曝し、それにより当該粒子を、水溶性もしくは非水溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの少なくとも１つの界面に終端を含む少なくとも１つの粒子経路に形成する工程と、
少なくとも１つの粒子経路を固定させるために粘性材料を固定させる工程と
を含み、
前記終端は、水溶性もしくは非水溶性マトリックスの溶解により除去したときに露出されることを特徴とする。
【００１４】
可溶性マトリックスは粒子をさらに含んでいてもよい。当該粒子は、粘性材料および粒子を含むマトリックスに含まれるものと同じであっても異なってもよい。可溶性マトリックスへの粒子の添加により、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの界面における粒子の濃度の増加を可能にし、かつ／または、確実に粒子が粘性材料を含むマトリックスから可溶性マトリックスの中に突出することができるようにする。電場および／または磁場を印加するとすぐに、当該粒子は、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの界面に配置された終端を含む少なくとも１つの粒子経路を形成する。前記粒子の最小長さ寸法が可溶性マトリックスの厚さよりも大きい限り、前記粒子の少なくとも一部が粘性材料を含むマトリックス内に含まれる。粘性材料を含むマトリックスを固定させた後、前記粒子は、可溶性マトリックスをその後に除去した場合であっても、粘性材料を含むマトリックス内に含まれて固定される。可溶性マトリックスを除去した際には、その中にのみ含まれる粒子も除去される。
【００１５】
可溶性マトリックス、および／または、粘性材料および粒子を含むマトリックスを支持体と接触させてもよい。上記のように、可溶性マトリックスは粒子を含んでいてもよい。支持体の使用により取り扱いを容易にする。例えば、可溶性マトリックスを支持体と接触させ、その後に粘性材料および粒子を含むマトリックスを可溶性マトリックスに塗布してもよい。可溶性マトリックスの塗布前または後に、粘性材料を支持体と接触させてもよい。可溶性マトリックスおよび粘性材料および粒子を含むマトリックスのために使用される支持体は同じであっても異なってもよく、可溶性マトリックスおよび／または粘性マトリックスに面する少なくとも１つの側面が設けられていてもよい。
【００１６】
例えば接着剤または被覆層の塗布の点でその特性を修正するために、固体担体の少なくとも１つの側面を表面改質技術で処理してもよい。一例として、表面改質技術は、当該技術分野で知られているコロナ、プラズマまたは火炎処理であってもよい。適当な表面改質技術を選択することにより、支持体を堆積させ、かつ／または除去するのに望ましい表面特性を達成してもよい。
【００１７】
支持体は、１種以上のポリマーを含む固体材料で作られていてもよい。例えば、支持体としては、限定されるものではないが、当業者に知られているようなポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリイミド（ＰＩ）が挙げられる。支持体はガラスまたは金属などの硬質材料であってもよい。
【００１８】
支持体に塗布される可溶性マトリックスにより支持体を部分的または完全に覆ってもよい。可溶性マトリックスを被覆、層または薄膜として支持体上に塗布してもよい。被覆、層または薄膜の厚さは用途によって異なってもよい。例えば、被覆、層または薄膜の厚さは０．０５μｍ（マイクロメートル）〜２００μｍまたは０．１５μｍ〜２０μｍの範囲であってもよい。
【００１９】
「可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面」という表現は、可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの境界領域であると理解される。
【００２０】
当然のことながら、可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスは互いに混和せず、あるいは非常に限られた程度で互いに混和する。従って、可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスは混和しなくてもよい。あるいは、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスは１〜５重量％などの限られた程度で混和してもよい。従って、可溶性マトリックスを粘性材料および粒子を含むマトリックスと接触させた状態で配置することにより、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの間に少なくとも１つの界面の形成が生じる。可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとを接触させた場合、可溶性マトリックスの破壊または拡散は全く生じないか限られた程度でしか生じず、その逆の場合も同様である。粘性材料を含むマトリックスを可溶性マトリックス上に堆積させることにより、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとを接触させてもよい。
【００２１】
当然のことながら、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの界面に配置されている少なくとも１つの粒子経路の終端またはノードは、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの境界領域に、および／またはそこに隣接して、および／またはその近くに位置していてもよい。当該界面に位置する粒子は、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの間に形成された界面を通って粘性材料を含むマトリックスから可溶性マトリックスの中に突出していてもよい。さらに、少なくとも１つの粒子経路の終端は、粘性材料を含むマトリックスと平面にあるが可溶性マトリックスの中に延在することなくその界面にあってもよい。追加または代わりとして、当該粒子が粘性材料を含むマトリックスから可溶性マトリックスまで自由に移動可能であれば、個々の粒子径は、当該粒子の少なくとも一部が粘性材料を含むマトリックス内に残存するように、可溶性マトリックスの厚さよりも大きくしてもよい。
【００２２】
本明細書に記載されているように、粘性材料を含むマトリックスの粘性材料を固定させることにより、少なくとも１つの粒子経路を固定させる。全体的な結果として、その粒子の少なくとも一部が終端を含む少なくとも１つの粒子経路を形成し、前記終端が可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面に配置されている構造となる。少なくとも１つの粒子経路は、さらなる粒子経路および／またはさらなる粒子に接続され、それにより粘性材料を含むマトリックスおよび／または可溶性マトリックス内に粒子のネットワークの一部を形成してもよい。従って、少なくとも１つの粒子経路は粒子のネットワークの一部を形成してもよい。可溶性マトリックスを除去した際、少なくとも１つの粒子経路の終端は、粘性材料を含むマトリックス内に位置する粒子の連続的なネットワークと接続するノードとして機能することができる。あるいは、少なくとも１つの粒子経路は単一粒子であってもよく、その場合、可溶性マトリックスの除去により、粘性材料を含むマトリックスの表面で前記単一粒子の一部が露出される。
【００２３】
可溶性マトリックスが粘性材料を含むマトリックスの中に突出しない粒子を含む場合、これらの粒子は可溶性マトリックスと共に除去される。
【００２４】
粘性材料の固定は、例えば、硬化、セラミックス化（ｃｅｒａｍｉｓａｔｉｏｎ）、架橋、ゲル化、照射、乾燥、加熱、焼結または焼成などの任意の好適な方法によって達成してもよい。
【００２５】
硬化は、紫外線（ＵＶ）などの化学線、熱、および／または、化学添加剤の添加などによって行ってもよい。
【００２６】
本明細書に記載されている方法における少なくとも１つの粒子経路は、導電性粒子経路であってもよい。
【００２７】
本明細書に記載されている方法は、支持体を除去する工程をさらに含んでもよい。支持体を可溶性マトリックスおよび／または粘性材料および粒子を含むマトリックスから除去してもよい。
【００２８】
剥離または引き離しなどの機械的手段を用いて支持体の除去を行ってもよい。本明細書に記載されているような支持体の少なくとも１つの側面の表面処理により、支持体の除去を容易にしてもよい。２つ以上の支持体がある場合、１つ以上の支持体が除去されるような方法で除去を行ってもよい。例えば、１つ、２つまたは全ての支持体を除去してもよい。支持体の除去後に得られる構造は、可溶性マトリックス、固定された粘性材料を含むマトリックス、および前記可溶性マトリックスと前記粘性材料を含むマトリックスとの少なくとも１つの界面を含むかそれらで構成されていてもよい。固定された粘性材料を含むマトリックスは前記少なくとも１つの粒子経路を含む。さらに、可溶性マトリックスも粒子および／または少なくとも１つの粒子経路を含んでいてもよい。本明細書に記載されているように、少なくとも１つの粒子経路は、接続された粒子のネットワークおよび／またはネットワークの一部を形成していてもよく、あるいは単一粒子であってもよい。少なくとも１つの粒子経路は、可溶性マトリックスと固定された粘性材料を含むマトリックスとの前記界面に終端またはノードを含み、前記終端は可溶性マトリックスを除去したときに露出可能になる。
【００２９】
支持体の除去後に、
可溶性マトリックスと、
固定された粘性材料を含むマトリックスと、
前記可溶性マトリックスと前記粘性材料を含むマトリックスとの少なくとも１つの界面と、
前記界面に終端を含む少なくとも１つの粒子経路と
を含む物品が提供される。
【００３０】
当該物品は、前記終端が前記可溶性マトリックスを除去したときに露出可能になることを特徴とする。可溶性マトリックスおよび／または固定された粘性材料を含むマトリックスは、終端を含む少なくとも１つの粒子経路を含んでいてもよい。当該物品は、本明細書に記載されている方法によって得られてもよい。
【００３１】
可溶性マトリックスは、少なくとも１つの粒子経路の終端のための保護体として機能してもよく、それにより取り扱いおよび輸送を容易にする。保護体である可溶性マトリックスは、被覆、層または薄膜の形状を有していてもよい。この保護体は、当該構造を取り扱う必要がある限り維持してもよく、使用前に容易に除去してもよい。
【００３２】
従って、本明細書に記載されている方法は、化学的手段によって可溶性マトリックスを除去する工程をさらに含んでもよい。
【００３３】
当然のことながら、固定された粘性材料を含むマトリックスを溶解または損傷することなく可溶性マトリックスを溶解することができるように、可溶性マトリックスおよび固定された粘性材料を含むマトリックスの溶解度は異なる。可溶性マトリックスは水溶性マトリックスであると有利であり得る。水溶性マトリックスの除去に適した化学的手段の例としては、水および／または水溶液で洗い流すことが挙げられる。非水溶性マトリックスの除去に適した化学的手段の例としては、酸、塩基、あるいは、アルコール、エステル、ケトン、アルデヒド、エーテル、または炭化水素などの有機溶媒で洗い流すことが挙げられる。可溶性マトリックスを除去したときに前記少なくとも１つの粒子経路の終端は露出される。その結果、前記少なくとも１つの粒子経路の露出された終端は、好都合なことに、外部の電気的手段と接続させることができる。これにより、粘性材料を含むマトリックス内に埋め込まれた少なくとも１つの粒子経路について、前記終端を介して外部の電気的手段に接続させることができるため、これは有意な利点である。さらに、化学的手段による可溶性マトリックスの除去は穏やかな除去方法であり、それにより、固定された粘性材料および／または少なくとも１つの粒子経路の露出された終端の機械的損傷を回避するか最小限に抑える。従って、粒子を損傷し、かつ／または、粒子のネットワークを分断および破壊する恐れのあるエッチングや研磨手順は不要である。
【００３４】
対照的に、可溶性マトリックスが存在せず、かつ接着剤またはエラストマー系マトリックスなどの粘性材料を含むマトリックス内の粒子に電場が印加される場合、当該粒子は粘性材料を含むマトリックス内で移動して配置される。粘性材料を含むマトリックスおよび支持体とのその界面の性質またはその自由表面の特性に応じて、当該粒子は、接着剤またはエラストマー系マトリックスなどの粘性材料内に完全に埋め込まれていてもよく、アクセス不可能にされている、すなわち、当該粒子は粘性材料内に埋め込まれ、かつ／またはそれによって覆われているため露出されていない。その結果、外部の電気的手段を当該マトリックス内に配置された粒子に直接接続させることができない。
【００３５】
可溶性マトリックスの除去後に得られる構造は、固定された粘性材料を含むマトリックスおよび少なくとも１つの粒子経路を含むかそれらで構成されている。少なくとも１つの粒子経路は、固定された粘性材料の表面で露出された終端を含む。当該構造は１つ以上の支持体をさらに含んでもよい。従って、固定された粘性材料を含むマトリックスと、前記マトリックスの表面に終端を有する少なくとも１つの粒子経路とで構成されているかそれらを含み、前記表面の前記終端が露出されていることを特徴とする物品が提供される。少なくとも１つの粒子経路は、粒子の連続的なネットワークなどの粒子のネットワークの一部を形成してもよい。当該物品は、本明細書に記載されている方法によって得られてもよい。
【００３６】
本明細書に記載されている方法によって得られる物品も提供される。
【００３７】
水溶性マトリックスは水溶性材料を含むかそれで構成されている。例えば、可溶性マトリックスは少なくとも１種の水溶性ポリマーで構成されているかそれを含んでもよい。水溶性ポリマーの例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セルロースエーテル、ポリエチレンオキシド、澱粉、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル−無水マレイン酸、ポリ無水マレイン酸、スチレン−無水マレイン酸、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸塩、アルギン酸塩、アクリルアミドコポリマー、グアーガム、カゼイン、エチレン−無水マレイン酸樹脂、ポリエチレンイミン、エチルヒドロキシエチルセルロース、エチルメチルセルロース、およびヒドロキシエチルメチルセルロースが挙げられる。当然のことながら、可溶性マトリックスは異なる水溶性ポリマーの混合物を含んでもよい。さらに、少なくとも１種のポリマーはポリビニルアルコールであってもよい。可溶性マトリックスは、処理時の取り扱いを改善、および／または、容易にするために１種以上の架橋剤を含んでいてもよい。可溶性マトリックスは、当該産業において層塗布またはレベリング性を改善するための増粘剤またはレベリング剤（ｌｅｖｅｌｌｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）として特定されている材料、例えばポリエチレングリコールｐ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニルエーテル（ＴＸ−１００）などの、層被覆品質を高めるための１種以上の添加剤も含んでいてもよい。当該層は着色料または顔料も含んでいてもよい。
【００３８】
粘性材料および粒子を含むマトリックスの粘性材料は、１種以上のポリマー、モノマーまたはオリゴマーを含んでもよい。例えば、粘性材料は、接着剤および／またはエラストマー系材料であってもよい。ポリマーは、ポリアクリル酸塩、ポリエポキシド、ポリウレタンおよび／またはポリシリコーンなどの熱硬化性または熱可塑性ポリマーであってもよい。本明細書で使用される粘性マトリックスは、マトリックス材料を通る粒子などの物体の移動にある程度抵抗するため、当該粒子はすぐに沈降しない。例えば、粘性材料は、約１０００ｃＰ、３５０００ｃＰまたは約４００００ｃＰなどの約３００ｃＰ以上の粘度を有してもよい。一例として、粘性マトリックスは、約３００ｃＰ〜約４００００ｃＰの範囲内の粘度を有してもよい。本明細書では、ｃＰはセンチポアズを表す。一例として、粘性材料は、約１０００ｃＰの粘度を有し得るＤｙｍａｘ  ３０９４を含むかそれで構成されていてもよい。さらなる例では、粘性材料は、約３００ｃＰの粘度を有し得るＮｏｒｌａｎｄ  ＮＯＡ８１を含むかそれで構成されていてもよい。
【００３９】
磁場の使用によって移動可能になるように、当該粒子は常磁性または強磁性、好ましくは強磁性であると有利であり得る。
【００４０】
さらに、電場の使用によって移動可能になるように、当該粒子は、導電性であり、かつ／または、当該マトリックスの比誘電率よりも非常に小さいまたは非常に大きい比誘電率を有する１種以上の材料で作られていると有利であり得る。
【００４１】
当該粒子は均質な粒子であってもよく、すなわち、粒子は大きさ、形状および／または材料組成において幅のある粒子全体を通して単一の材料または材料混合物で構成されている。但し、当該粒子は不均質な粒子であってもよく、すなわち、粒子はいくつかの材料で構成されている。例えば、当該粒子は１種の材料からなる核および別の材料からなる殻を有していてもよい。当該粒子は、導電性または磁性などの性能を高める不純物も含んでいてもよい。
【００４２】
本明細書に記載されている粒子は１種のみの粒子を含んでいてもよいが、異なる種類の粒子の混合物であってもよい。当該粒子は常磁性および／または強磁性であってもよい。また、当該粒子は導電性であってもよい。
【００４３】
当該粒子は、平坦状であってもよく、かつ／または、球状、細長い形状、管状、円盤状、針金状または不規則形状あるいは形状の組み合わせを有していてもよい。
【００４４】
当該粒子は、炭素、金属、および／または金属合金を含んでもよい。例えば、当該粒子は、銀、鉄、グラファイト、ニッケル、銅、金、亜鉛、チタン、またはアルミニウムで構成されているかそれらを含んでもよい。
【００４５】
粒子の少なくとも一部は、常磁性または強磁性、かつ導電性であると有利であり得る。あるいは、常磁性または強磁性の粒子の混合物が存在してもよい。そのような粒子は、磁場および電場の両方によって移動可能である。
【００４６】
当該粒子は、ニッケルまたは酸化鉄などの金属および／または金属合金の粒子を含むと有利である。当該粒子は、例えばグラファイト、グラフェン、炭素ナノチューブ、バックミンスターフラーレン、非晶質炭素またはカーボンブラックなどの炭素同素体も含んでもよい。さらに、当該粒子を、銀−鉄粒子、銀−ニッケル粒子、グラファイト−ニッケル粒子、ニッケル粒子、炭素−ナノ粒子およびそれらの混合物からなる群から選択してもよい。また、当該粒子は、セラミック、ガラスまたはポリマーのコア（核）と導電性金属のシェル（殻）とを含むコアシェル粒子を含むと有利であり得る。
【００４７】
粒子径すなわち粒子の最大長さ寸法は、０．３〜５００μｍ、０．５〜２００μｍ、１〜１００μｍ、または３〜５０μｍの範囲であってもよい。
【００４８】
粘性材料を含むマトリックスおよび／または水溶性マトリックス中の粒子の濃度は、パーコレーション閾値未満であってもよい。例えば、当該粒子の濃度は、０．００１〜１０体積％、０．０１〜２体積％、０．０１〜１．５体積％、または０．１〜１．５体積の範囲であってもよい。
【００４９】
導電性混合物について「パーコレーション閾値」とは、ランダム系において長距離導電率を達成するのに必要な導電性粒子の最低濃度として定義される。そのようなランダム系は、ほぼ等方性である。本発明に係る方法によって形成される系では、所定の方向における導電率を達成するのに必要な導電性粒子の濃度はパーコレーション閾値によって決定されず、その濃度はより低くすることができる。実用的な理由のために、粒子の濃度は導電性経路に対する要件によって決定し、通常、導電性経路内に配置されない過剰な量の導電性粒子を有する理由は存在しない。
【００５０】
本明細書に記載されている方法は、支持体への塗布後に可溶性マトリックスを乾燥する工程も含んでもよい。乾燥方法としては、限定されるものではないが、対流加熱、対流を含む赤外線加熱、対流を含まない赤外線加熱、ＲＦ乾燥、凍結乾燥などが挙げられる。
【００５１】
本明細書に記載されているように水溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に少なくとも１つの界面を含む構造内の粒子に印加される場は、電場、磁場、またはそれら（電場と磁場）の組み合わせであってもよい。電場は、直流電場（ＤＣ）または交流電場（ＡＣ）であってもよい。ＲＭＳ電場強度は、１〜１００ｋＶ／ｃｍの範囲であってよく、１〜５０ｋＶ／ｃｍ、または５〜２５ｋＶ／ｃｍの範囲であってよい。電場は、０．１ｋＨｚ〜２００ｋＨｚまたは０．１ｋＨｚ〜２５ｋＨｚなどの１０Ｈｚ〜１０ＭＨｚの周波数を有していてもよい。
【００５２】
可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面の延在部に対して垂直または本質的に垂直な方向に当該場を印加してもよい。当該界面の延在部に対して垂直な方向に当該場を印加した場合、その力線は当該界面の延在部に対して垂直になる。当該界面に対して本質的に垂直な方向に当該場を印加した場合、その力線は、当該界面の延在部に対して垂直な線と共に４５度以下の角度をなす。
【００５３】
また、当該界面の延在部（extension）に対して平行または本質的に平行な方向に当該場を印加してもよい。当該界面の延在部に対して平行な方向に当該場を印加した場合、その力線は当該界面の延在部に対して平行になる。当該界面の延在部に対して本質的に平行な方向に当該場を印加した場合、その力線は当該界面の延在部に対して４５度以下の角度をなす。
【００５４】
２つ以上の場を印加する場合、可溶性マトリックスと、粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面の延在部に対して垂直または本質的に垂直な方向に、第１の場を印加してもよい。あるいは、当該界面の延在部に対して平行または本質的に平行な方向に、第１の場を印加してもよい。当該界面の延在部に対して垂直または本質的に垂直な方向に、第２および／またはさらなる場を印加してもよい。あるいは、印加されている第２および／またはさらなる場は、当該界面の延在部に対して平行または本質的に平行な力線を有していてもよい。当然のことながら、当該界面の延在部に対して本質的に平行である力線は、当該界面の延在部に対して４５度以下の角度をなしていてもよい。
【００５５】
第１の場は電場または磁場であってもよい。第２またはさらなる場は電場または磁場であってもよい。２つ以上の場を印加する場合、第１の場は電場であってもよく、かつ第２またはさらなる場は磁場であってもよく、あるいはその逆であってもよい。２つ以上の場を印加する場合、当該場を連続的または同時に印加してもよい。
【００５６】
当該粒子に印加される場は、可溶性マトリックスと、粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面の延在部に対して垂直または本質的に垂直な方向に印加される電場であってもよい。
【００５７】
電場および／または磁場を印加した際、少なくとも１つの粒子経路が粘性材料および粒子を含むマトリックス内に形成される。可溶性マトリックスが粒子を含む場合、少なくとも１つの粒子経路が前記可溶性マトリックス内にも形成されてもよい。少なくとも１つの粒子経路は、可溶性マトリックスと、粘性材料および粒子を含むマトリックスとの界面に終端を含む。当該粒子の移動は、使用される場の種類に応じて電気泳動、誘電泳動、磁気泳動、または上記組み合わせによるものであってもよい。粘性材料を含むマトリックス内の粒子の大部分は、粘性材料の中、および／または、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの界面近傍に配置されるように移動し、粒子の一部は粘性材料を含むマトリックスから可溶性マトリックスの中にも拡散してもよい。本明細書に記載されているように、少なくとも１つの粒子経路は、粘性材料および粒子を含むマトリックス内に連続的に接続された粒子のネットワークを形成してもよい。可溶性マトリックスの存在により、当該粒子の少なくとも一部は、粘性材料および粒子を含むマトリックスから可溶性マトリックスの中に突出し、かつ／または、可溶性マトリックスと粘性材料を含むマトリックスとの界面に配置されてもよい。
【００５８】
本明細書に記載されている少なくとも１つの粒子経路は、接続された導電性経路、すなわち、連続的または部分的に連続的なネットワークを形成してもよい。ネットワークの一部である粒子経路は、粘性材料を含むマトリックス内に含まれていてもよく、任意で可溶性マトリックス内にも含まれていてもよい。但し、本明細書に記載されているように、可溶性マトリックスの除去によりその中の粒子も同時に除去される。
【００５９】
肉眼で見るか機器を用いて見た際に当該粒子が移動を停止または本質的に停止した場合、当該場の印加を中断してもよい。典型的には、数秒から数分以内に当該プロセスは完了し、工業プロセスにおける本明細書に記載されている方法の使用を可能にする。
【００６０】
本明細書に記載されている方法は、
少なくとも１つの側面を含む支持体を用意する工程と、
可溶性マトリックスを前記支持体の前記少なくとも１つの側面に堆積させる工程と、
粘性材料および粒子を含むマトリックスを前記可溶性マトリックス上に堆積させ、それにより可溶性マトリックスと粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に界面を含む構造を得る工程と、
前記構造内の粒子を電場および／または磁場に曝し、それにより当該粒子を、前記界面に終端を含む少なくとも１つの粒子経路に形成する工程と、
少なくとも１つの粒子経路を固定させるために前記粘性材料を固定させる工程と
を含んでもよく、
前記可溶性マトリックスを除去したときに前記終端が露出可能になることを特徴とする。
【００６１】
さらに、本明細書に記載されている方法は、
少なくとも１つの側面を含む支持体を用意する工程と、
可溶性マトリックスを支持体の前記少なくとも１つの側面に堆積させる工程と、
粘性材料および粒子を含むマトリックスを前記可溶性マトリックス上に堆積させ、それにより前記可溶性マトリックスと前記粘性材料および粒子を含むマトリックスとの間に界面を含む構造を得る工程と、
さらなる可溶性マトリックスをさらなる支持体と接触させる工程と、
前記さらなる支持体と接触している前記さらなる可溶性マトリックスを前記粘性材料および粒子を含むマトリックス上に堆積させ、それにより前記粘性材料を含むマトリックスと前記さらなる可溶性マトリックスとの間に第２の界面を形成する工程と、
前記構造内の粒子を電場および／または磁場に曝し、それにより当該粒子を、前記界面および／または前記第２の界面または前記界面の両方に終端を含む少なくとも１つの粒子経路に形成する工程と、
少なくとも１つの粒子経路を固定させるために前記粘性材料を固定させる工程と
を含んでもよく、
前記水溶性マトリックスを除去したときに前記終端が露出可能になることを特徴とする。
【００６２】
本明細書に記載されている物品は、プリンテッド・エレクトロニクス、ＲＦシールド、トランジスタ、応力センサー、メンブレンスイッチ、コンデンサ、バッテリ、ディスプレイ、タッチスクリーン、落雷保護、異方性導電性フィルム、スマートウィンドウ、およびアクティブディスプレイなどの各種用途で使用することができる。
【００６３】
プリンテッド・エレクトロニクスを作製するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６４】
ＲＦシールドすなわち高周波シールドを作製するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６５】
トランジスタを作製するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６６】
応力センサーを作製するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６７】
医学的検出装置または医学的刺激装置を作製するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６８】
導電性経路の３次元幾何学形状を形成するための本明細書に記載されている方法の使用も提供される。
【００６９】
以下、例示的な実施形態を参照し、かつ同封の図面を参照しながら、本発明についてさらに説明する。なお、図面は縮尺通りに描かれておらず、特定の特徴の寸法は明確にするために誇張されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、粒子４、およびマトリックス２とマトリックス３との界面５を含む構造を示す。
【図２】支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、電場に曝されている粒子４、およびマトリックス２とマトリックス３との界面５を含む構造を示す。
【図３】支持体１、可溶性マトリックス２、固定された粘性材料を含むマトリックス３、およびその少なくとも一部は可溶性マトリックス２とマトリックス３との界面５に終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４を含む構造を示す。
【図４】可溶性マトリックス２、固定された粘性材料を含むマトリックス３、およびその少なくとも一部は可溶性マトリックス２とマトリックス３との界面５に終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４を含む構造を示す。
【図５】粘性材料を含むマトリックス３、およびその少なくとも一部は表面６に終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４を含む構造を示す。
【図６】支持体１、固定された粘性材料を含むマトリックス３、その少なくとも一部は終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４、および可溶性マトリックス２を含む構造を示す。前記少なくとも１つの粒子経路の終端は、可溶性マトリックス２とマトリックス３との界面５に配置されている。
【図７】支持体１、固定された粘性材料を含むマトリックス３、およびその少なくとも一部は表面６に配置された終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４を含む構造を示す。
【図８】支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、その少なくとも一部は界面５および６にそれぞれ終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４、さらなる可溶性マトリックス７、およびさらなる支持体８を含む構造を示す。
【図９】支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、粒子４、さらなる可溶性マトリックス７、およびさらなる支持体８を含む構造を示す。マトリックス３内に含まれている粒子４の少なくとも一部は、マトリックス３の厚さ９よりも大きい長さ寸法を有する。
【図１０】支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、その少なくとも一部は界面５および６の両方に終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４（ここでは、前記少なくとも１つの粒子経路は、電場によって配置された単一粒子である）、さらなる可溶性マトリックス７、およびさらなる支持体８を含む構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
図１は、支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、および粒子４を含む構造を示す。可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３および粒子４は、本明細書に記載されているとおりであってもよい。粒子４はマトリックス３内に含まれている。可溶性マトリックス２とマトリックス３とが混和しないため、あるいはそれらの混和が非常に限られているため、可溶性マトリックス２とマトリックス３との間に界面５が形成される。当該構造は、支持体１を可溶性マトリックス２で被覆し、任意でその後に乾燥することにより形成してもよい。その後、粒子４および粘性材料を含むマトリックス３を可溶性マトリックス２上に堆積させる。
【００７２】
図２は、図１に示す構造への電場の印加を示す。電場を印加した際、粒子４は、可溶性マトリックス２とマトリックス３との界面５に配置された終端を含む少なくとも１つの粒子経路を形成する。粒子経路の少なくとも一部は、粒子のネットワークを形成してもよい。少なくとも１つの粒子経路の終端は、当該界面の平面に配置されていてもよく、かつ／または界面５を通ってマトリックス３から可溶性マトリックス２の中に突出していてもよい。当該粒子の目に見える移動が観察されなくなるまで電場を印加すると有利である。その整列が速すぎたり遅すぎたりして容易に観察できない場合、あるいは当該粒子の性質によりその場での整列の観察が難しくなる場合には、当該粒子の電場への応答を他の手段で確認するか、あるいは電場の除去後の観察により確認することができる。
【００７３】
電場の印加後に、界面５に終端を含む前記少なくとも１つの粒子経路を固定させるために、マトリックス３の粘性材料を固定させる。図３は、支持体１、可溶性マトリックス２、固定された粘性材料を含むマトリックス３、その少なくとも一部は終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４および界面５を含む構造であり、マトリックス３の粘性材料を固定させた後の構造（resulting structure）を示す。当該粒子の少なくとも一部および／または少なくとも１つの粒子経路は粒子のネットワークを形成してもよい。前記少なくとも１つの粒子経路の終端は、マトリックス３の粘性材料内に埋め込まれるか、それによって覆われることなくマトリックス３の間の界面５の平面に位置しており、それにより可溶性マトリックス２をその後に除去した際、それらを露出させることができる。さらに、当該粒子の一部および／または前記少なくとも１つの粒子経路の終端および／または粒子のネットワークは、マトリックス３から可溶性マトリックス２の中に突出していてもよい。
【００７４】
図４は、支持体１を図３に示す構造から除去して得られる構造を示す。（支持体１を除去して）得られた構造は、可溶性マトリックス２、マトリックス３、その少なくとも一部は終端を含む少なくとも１つの粒子経路の形態である粒子４、および界面５を含む。前記少なくとも１つの粒子経路の終端は界面５に配置されている。当該終端は当該界面５の平面に位置していてもよく、かつ／またはマトリックス３から可溶性マトリックス３の中に突出していてもよい。
【００７５】
溶媒による洗い流し（rinsing）や洗浄といった化学的手段を適用して可溶性マトリックス２を曝露することにより、該可溶性マトリックス２を溶解し、これにより表面６において前記少なくとも１つの粒子経路の終端を露出させる。当該終端は表面６の平面にあってもよく、かつ／または表面６から突出していてもよい。このようにして（少なくとも１つの粒子経路の終端を露出させることで）得られた構造を図５に示す。前記少なくとも１つの粒子経路の露出された終端との接続を介して外部電気的手段をマトリックス３内の粒子のネットワークに接続させてもよい。
【００７６】
支持体１を図４に示す構造のマトリックス３上に堆積させてもよい。支持体１を、可溶性マトリックス２に面する側とは反対のマトリックス３の側面に堆積させてもよい。このようにして（支持体１を反対側のマトリックス３の側面に堆積させることにより）得られた構造を図６に示す。
【００７７】
次いで、可溶性マトリックス２を図６に示す構造から除去してもよい。溶媒による洗い流しまたは洗浄などの化学的手段によってこの除去を行ってもよく、それにより表面６において少なくとも１つの粒子経路の終端を露出させ、かつ／または、マトリックス３から突出させてもよい。このようにして（図６に示す構造から可溶性マトリックス２を除去して）得られた構造を図７に示す。
【００７８】
図８は、支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、その少なくとも一部は界面５および６のそれぞれに終端を含む少なくとも１つの粒子経路を形成するものである粒子４、さらなる可溶性マトリックス７、およびさらなる支持体８を含む構造を示す。粒子４を電場に曝して、該粒子４を界面５から界面６にわたって広がっている少なくとも１つの粒子経路の中に配置させる。少なくとも１つの粒子経路の終端は、前記界面の平面に配置されていてもよく、かつ／または、界面５および６を通ってマトリックス３から可溶性マトリックス２および７の中に突出していてもよい。このような構造は、前記少なくとも１つの粒子経路に電流を通すために、可溶性マトリックス２および７を除去して、外部の電気的手段を前記（粒子経路の）終端に接続させて、電流を通すことを可能とするものである。
【００７９】
図９は、支持体１、可溶性マトリックス２、粘性材料を含むマトリックス３、粒子４、さらなる可溶性マトリックス７、およびさらなる支持体８を含む構造を示す。マトリックス３内に含まれている粒子４の少なくとも一部は、マトリックス３の厚さ９よりも大きい長さ寸法を有する。
【００８０】
図１０は、図９に示す構造への電場の印加を示す。電場を印加した際、粒子４は電場によって配置および／または回転され、界面５および６のそれぞれに終端を含む少なくとも１つの粒子経路を形成する。当然のことながら本実施形態では、前記少なくとも１つの粒子経路は単一粒子を含む。少なくとも１つの粒子経路の終端は、界面５および６を通ってマトリックス３から可溶性マトリックス２および７の中に突出している。あるいは、少なくとも１つの粒子経路は、前記界面の平面に配置されていてもよい。この構造により可溶性マトリックス２および７の除去を可能にし、外部の電気的手段を前記終端に接続させてもよく、これにより前記少なくとも１つの粒子経路に電流を通すことができる。
【００８１】
以下の非限定的な実施例により、本発明をさらに説明する。
【００８２】
＜実施例１＞
Ｄｕｐｏｎｔ  Ｔｅｉｊｉｎ社から購入したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板Ｍｅｌｉｎｅｘ  ４５３の両側のうちの一方にコロナ処理を施した。次いで、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社から購入した０．２（重量）％のポリエチレングリコールｐ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニルエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ１００）を含む５０／４０  Ｅｌｖａｎｏｌ（ＰＶＡ）の１重量％水溶液の形態のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を、定量被覆用ロッド塗布装置を用いて、コロナ処理を施したＰＥＴ基板の片側に薄膜として塗布した。水を除去して薄膜を硬化させるために被覆した薄膜を対流オーブンで乾燥して、ＰＥＴ基板上に０．１５μｍ〜０．６０μｍのＰＶＡ被覆厚を得た。
【００８３】
Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社から購入した２〜３．５μｍの大きさおよび０．５体積％の濃度を有する銀粒子を、Ｄｙｍａｘ社から購入したＵＶ硬化型接着剤Ｄｙｍａｘ  ３０９４と混合した。得られた接着剤混合物をロッド塗布装置を用いてＰＶＡ被覆上に薄膜として被覆した。これらのマトリックスポリマーの不相容性およびそれらの相対粘度により、これらの材料は混合しなかった。これらの層はその層間に画定された界面により分離していた。粒子を多く含む接着剤層の厚さは約８０μｍであった。
【００８４】
ＰＶＡおよび接着剤が電極に面しない状態で、ＰＶＡ被覆および粒子／接着剤被覆を有するＰＥＴ基板を電極の上に置いた。３５０Ｖ（ボルト）の電圧および１０ｋＨｚ（キロヘルツ）の周波数を有する櫛形電極設計を用いて電場を生成した。この電場により銀粒子内に電気双極子を誘起し、それらを最も高い電場勾配を有する領域に向かって、すなわち接着剤層を通ってＰＶＡと接着剤との界面に向かって移動させた。さらに、銀粒子は双極子間相互作用により互いに相互作用し、こうして、最も高いネットワーク密度が接着剤とＰＶＡとの界面の近くにある状態で接続された連続的なネットワークを形成する。接続された粒子の一部は接着剤の表面に残存し、接続された粒子の一部は界面に貫入した。両状況下において、接着剤ポリマーは銀粒子を覆ったり遮蔽したりしない。拡大した状態で当該粒子が移動しているように見えず、かつ接続されているように見えた場合、粒子のネットワークを固定させてさらなる移動を防止し、これにより当該粒子の接続されたネットワークの連続性を確保する。ネットワークの接続性のための粒子の固定化は、当該接着剤をＵＶ光源に曝露する（架橋させる）ことにより達成され、ＵＶ光源により、接着剤を硬化させて、かつ当該マトリックスの粘度を増加させることにより、当該粒子が固定される。これにより、固定されなければ当該粒子ネットワークを破壊する可能性がある粒子の移動すなわちドリフトが抑制される。集合した導電性粒子を含む接着剤マトリックスを、３５０〜６００ｎｍのＵＶスペクトル出力を供給する２００Ｗ（ワット）の水銀ショートアークランプを備えたＯｍｎｉｃｕｒｅ  Ｓ２０００を用いてＵＶ硬化させた。
【００８５】
ＰＶＡおよび位置合わせさせた粒子を多く含む接着剤構造からＰＥＴを手で剥離することにより、この薄膜を分離した。これにより、最も高い組織化されたネットワーク密度がその界面において生じる、ＰＶＡ層と、銀粒子の連続的な接続されたネットワークを含む接着剤層とからなる２層構造を得た。
【００８６】
第２のＰＥＴ支持膜を、２層構造の露出された接着剤層（ＰＶＡ被覆に面する側とは反対側）に貼り付けた。その後、ＰＶＡ被覆を水で洗い流して、粒子のネットワークの一部およびネットワークノードを接着剤被覆の界面で露出させた。ＰＶＡを完全に除去したら、強制熱風手持ち式加熱器を用いて当該薄膜を乾燥した。
【００８７】
上記のように洗浄および乾燥した後に得られた構造を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いる分析およびＸ線元素分析に供した。２０ｋＶの電界電圧を用いて１５００倍の拡大でＳＥＭ分析を完了させ、Ｘ線元素分析は約０．５〜１．０μｍの侵入表面を生じる電子ビーム体積を使用した。その結果から、銀粒子のネットワークの形成およびポリマー表面におけるその露出を確認した。
【００８８】
＜実施例２＞
Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社から購入した５０／４０  Ｅｌｖａｎｏｌ（ＰＶＡ）の２重量％水溶液の形態のＰＶＡを、定量被覆用ロッド塗布装置を用いてＧｏｏｄｆｅｌｌｏｗ社から購入したＰＥＴ基板上に５０μｍの厚さの薄膜として塗布した。水を除去して薄膜を硬化させるために、被覆した薄膜を対流オーブンで乾燥し、ＰＥＴ基板上に約１μｍのＰＶＡ被覆厚を得た。次いで、ＰＶＡ被覆を有するＰＥＴ基板を小片に切断し、この基板の２つの小片を、ＰＶＡが電極に面しない状態で２つの別個の平面透明電極上に置いた。
【００８９】
Ｓｕｌｔｚｅｒ  Ｍｅｔｃｏ社から購入した２５〜９０μｍの大きさおよび０．５体積％の濃度を有するニッケルグラファイト粒子を、Ｅｄｍｕｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社から購入したＵＶ硬化接着剤Ｎｏｒｌａｎｄ  ＮＯＡ８１と混合した。得られた接着剤混合物を、木製塗布棒を用いて電極のうちの一方の上にあるＰＶＡ被覆した基板上に液滴として堆積させた。１５０μｍの規定の厚さを有するスペーサを、接着剤混合物から離した状態で前記電極の上に置いた。次いで、もう一方の電極をＰＶＡ被覆が接着剤に面した状態で混合物の上に押し付け、混合物の液滴を圧縮してスペーサの厚さと等しい制御された厚さを有する円形の薄膜にした。
【００９０】
ＰＶＡと接着剤との不相容性およびそれらの相対粘度により、これらの材料は混合しなかった。得られたサンドイッチ構造は、一端から他端に向かって電極、基板、ＰＶＡ、粒子を多く含む接着剤混合物、ＰＶＡ、基板、電極を含む一連の層で構成されていた。全ての層は、これらの層の間に画定された界面によって分離されていた。
【００９１】
３５０Ｖの電圧および１０ｋＨｚの周波数を印加して電極の間に電場を設定した。電場により銀粒子中に電気双極子を誘起させ、これらの粒子を集合および接続した鎖状に整列させる。この粒子の鎖は接着剤混合物の平面に対して垂直に延在し、当該混合物の片側にあるＰＶＡと接着剤との界面間の隙間を跨ぐ積み重ねられた粒子の列を形成する。電極の大きさが限られているため、それらの間の隙間の中心よりも電極に近い箇所で電場は若干強くなる。これによりニッケルグラファイト粒子上に誘電泳動力が生じ、これが当該粒子鎖の端部を接着剤とＰＶＡとの界面に引き寄せる。接続された粒子の一部は当該接着剤の表面に残存し、一部の接続された粒子は当該界面に貫入した。どちらの状況下においても、接着剤ポリマーは、ＰＶＡと接着剤との界面においてニッケルグラファイト粒子を覆ったり遮蔽したりしない。
【００９２】
１分後、拡大した状態で見た際に当該粒子がさらなる移動を示さなった場合には、粒子のネットワークを固定させてさらなる移動を防止し、かつＵＶ光源を用いて当該接着剤を硬化させる（架橋させる）ことにより、当該粒子の接続されたネットワークの連続性を確保した。ＵＶ光を透明電極、基板およびＰＶＡを通して導き、サンドイッチ構造の中心で当該接着剤を透過および硬化させた。整列された導電性粒子を有する接着剤をＵＶ光に曝露して当該接着剤を硬化させ、当該マトリックスの粘度を増加させ、それにより当該粒子の移動を阻止する。整列および接続された粒子鎖を含むマトリックス（接着剤）を、Ｄｙｍａｘ  ＢｌｕｅＷａｖｅ２００スポットライトシステムを用いてＵＶ硬化させた。
【００９３】
最初に電極をＰＥＴから手で分離し、次いで、ＰＥＴをＰＶＡおよび整列された粒子を多く含む接着剤構造から剥離して、当該薄膜を分離した。これにより、ＰＶＡ層と、層法線に平行に整列されたニッケルグラファイト粒子の接続された連続的なネットワークを有する接着剤層と、第１のＰＶＡ層の反対側にあるＰＶＡ層とを含む３層構造を得た。
【００９４】
その後、ＰＶＡ被覆を水で洗い流して、接着剤層の両側の界面でネットワークノードを露出させた。ＰＶＡを完全に除去したら、当該薄膜を周囲条件で１５分間空気乾燥させた。
【００９５】
上記のように洗浄および乾燥した後、当該層を、それぞれが約１平方センチメートルの表面積を有する２枚の銅の間に挟んで銅片の間の抵抗性をマルチメータで測定することにより接着剤層の導電性を確認した。測定した抵抗性は１０Ω（オーム）のオーダであった。
【符号の説明】
【００９６】
１  支持体
２  可溶性マトリックス
３  粘性材料を含むマトリックス
４  粒子
５  界面
６  界面（又は表面）
７  さらなる可溶性マトリックス
８  さらなる支持体
９  （マトリックス３の）厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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