(57)【要約】  本発明は、バインダー、有機強誘電性成分および溶媒を含んでなる印刷可能な強誘電性インク組成物であって、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する、強誘電性インク組成物に関する。本発明の強誘電性インク組成物は、センサーまたはエミッターとして、或いはエネルギーハーベスターにおける発電機として使用することができる。また、本発明は、２つの導電素子の間に本発明の強誘電性インク組成物を含んでなるデバイスも包含する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）バインダー；
ｂ）有機強誘電性成分；および
ｃ）溶媒
を含んでなる強誘電性インク組成物であって、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する、強誘電性インク組成物。
【請求項２】
前記バインダーは、熱可塑性のポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリシロキサン、ハロゲン化ビニルまたはビニリデンポリマー、ポリアミドコポリマー、フェノキシ樹脂、ポリエーテル、ポリケトン、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレート、ポリシアノアクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の強誘電性インク組成物。
【請求項３】
組成物は、組成物の総重量の１〜２０重量％、好ましくは１．２〜１５重量％、より好ましくは１．５〜１３．５重量％のバインダーを含んでなる、請求項１または２に記載の強誘電性インク組成物。
【請求項４】
前記有機強誘電性成分は、ポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））、ポリビニリデンジフルオリドヘキサフルオロプロピレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＥＰ））、ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレンクロロフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥ））２−メチルベンズイミダゾール、ジイソプロピルアンモニウムクロリド、ジイソプロピルアンモニウムブロミド、クロコン酸、ＴＴＦ−ＰＭＤＩ塩およびそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、前記強誘電性成分はポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））である、請求項１〜３のいずれかに記載の強誘電性インク組成物。
【請求項５】
組成物は、組成物の総重量の１０〜５０重量％、好ましくは１２〜４５重量％、より好ましくは１２．５〜４０重量％の有機強誘電性成分を含んでなる、請求項１〜４のいずれかに記載の強誘電性インク組成物。
【請求項６】
前記溶媒は、アルコール、ケトン、エステル、グリコールエステル、グリコールエーテル、エーテル、アミド、有機硫黄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、アセトン、アミルアセテート、エチル３−エトキシプロピオネート（ＥＥＰ）、ジエチルグリコール、モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチレンエーテル、カルビトール、カルビトールアセテート、ブチルカルビトール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジメチルグルタレートとジメチルスクシネートとの混合物（DBE-9）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、水、エタノールおよびそれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、前記溶媒は、アセトン、ジメチルグルタレートとジメチルスクシネートとの混合物（DBE-9）、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜５のいずれかに記載の強誘電性インク組成物。
【請求項７】
組成物は、組成物の総重量の２０〜８５重量％、好ましくは３０〜８５重量％、より好ましくは３４〜８５重量％の溶媒を含んでなる、請求項１〜６のいずれかに記載の強誘電性インク組成物。
【請求項８】
前記組成物は、１〜３０Ｐａｓ（１０ｓ−１）、好ましくは２〜２５Ｐａｓ（１０ｓ−１）、より好ましくは３〜２０Ｐａｓ（１０ｓ−１）の、４０ｍｍプレート−プレート構造を用いて一定剪断速度で（０．５ｍｍギャップ、２５℃で１８０秒）レオメーターAR 2000で測定した粘度を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の強誘電性インク。
【請求項９】
前記組成物は、５〜３５％、好ましくは１０〜３０％、より好ましくは１５〜２５％の固形分を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の強誘電性インク。
【請求項１０】
印刷可能なインクとしての、請求項１〜９のいずれかに記載の強誘電性インク組成物の使用。
【請求項１１】
センサーまたはエミッターとして、或いはエネルギーハーベスターにおける発電機としての、請求項１〜９のいずれかに記載の強誘電性インク組成物の使用。
【請求項１２】
２つの導電素子の間に請求項１〜９のいずれかに記載の強誘電性接着性インク組成物を含んでなるデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷可能な強誘電性インク組成物に関する。本発明の組成物は、良好な強誘電性応答を維持しながら接着性を有する。 
【背景技術】
【０００２】
現在、強誘電性材料が必要とされる用途では、強誘電性セラミックまたは強誘電性ポリマーが使用されている。後者は非常に低い接着性を示し、前者は接着性を全く有さない。従って、これらの材料を基板に長期的に固定しなければならない場合、接着剤層を使用して接着しなければならない。
【０００３】
例えば、強誘電性セラミックはポリマー樹脂と混合され、複合材料が得られる。このアプローチは広く使用されており、非常によく知られているが、ポリマー樹脂は、その接着性のためではなく、その結合性のために使用されている。これにより、強誘電性系の機械的性質（脆すぎる）および加工性（一般に加工が困難）が改善される。
【０００４】
例えば、エポキシ樹脂は、ＰＺＴ／エポキシ圧電塗料におけるバインダーとして使用されている。これらの組成物はフィルムに加工され、次いで、フィルムは、振動検出が必要なＮＤＴ用途における圧電センサーのように機能するために片側に取り付けられる。
【０００５】
或いは、組成物の一部として特定のフルオロポリマーを用いるポリマー被覆剤が開発されている。しかしながら、これらの組成物では、フルオロポリマーはその強誘電性のためではなく、その耐薬品性のために使用されている。従って、フルオロポリマーは、これらの被覆組成物の強誘電相には存在しない。フルオロポリマーベース強誘電性ポリマーは誘電性を有するが、顕著なバリア性も有することはよく知られている。これらの性質はその化学的性質に由来しており、それらを非常に不活性な物質にする。それにもかかわらず、この性質は基材への接着を妨げ、被覆要件を満たすためには、接着性を改善するための代替樹脂を組み込むことが必要である。
【０００６】
印刷可能な非強誘電性ポリマーインクは力検出抵抗器に使用されている。力検出抵抗器（ＦＳＲ）は、センサーの表面に印加される力の増加に伴って抵抗が減少する堅牢なポリマー厚膜（ＰＴＦ）を含んでなるデバイスである。この力の感度は、自動車エレクトロニクス、医療システム、産業用途およびロボット用途のような電子デバイスのヒトが接触する制御における使用に最適化される。この効果は、非導電性インクと組み合わせて導電性インクを使用することによりもたらされる。力を印加すると、ある範囲の抵抗値が生じ、これが測定力に変換される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、良好な強誘電性応答をもたらしながら、基材と接着するための別の接着剤を用いることなく、自体が基材と接着する、印刷可能な強誘電性インク組成物に対する要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ａ）バインダー、ｂ）有機強誘電性成分およびｃ）溶媒を含んでなる強誘電性インク組成物であって、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する、強誘電性インク組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は、印刷可能なインクとしての、本発明の強誘電性インク組成物の使用に関する。
【００１０】
本発明はまた、センサーまたはエミッターとして、或いはエネルギーハーベスターにおける発電機としての、本発明の強誘電性インク組成物の使用も包含する。
【００１１】
更に、本発明は、２つの導電素子の間に本発明の強誘電性インク組成物を含んでなるデバイスも包含する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明をより詳しく説明する。このように記載された各態様は、それとは逆のことが明確に示されていない限り、任意の他の態様と組み合わせることができる。特に、好ましいまたは有利であると記載されている任意の特徴は、好ましいまたは有利であると記載されている他の任意の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。
【００１３】
本発明の文脈において、使用される用語は、文脈において特に規定されていない限り、以下の定義に従って解釈すべきである。
【００１４】
本明細書において、単数形の「a」、「an」および「the」は、文脈上他に明確に示されていない限り、単数および複数の指示対象の両方を包含する。
【００１５】
本明細書中で使用される場合、用語「comprising（含む、含んでなる）」、「comprises（含む、含んでなる）」および「consisting of（からなる）」は、「including（含む、包含する）」、「includes（含む、包含する）」または「containing（含む、含有する）」、「contains（含む、含有する）」と同義であり、包括的または非限定的であり、追加の、列挙されていない構成、要素または方法工程を排除しない。
【００１６】
数値範囲の記載には、それぞれの範囲内に包含される全ての数および分数、並びに記載された終点の数が含まれる。
【００１７】
量、濃度、或いは他の値またはパラメーターを範囲、好ましい範囲、或いは好ましい上限値および好ましい下限値として表す場合は、上限値または好ましい値と下限値または好ましい値とを組み合わせた範囲については、当該範囲が文脈上明確に示されているか否かにかかわらず、具体的に開示されていると理解すべきである。
【００１８】
本明細書に引用される全ての参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１９】
他に定義されていない限り、技術的および科学的用語を包含する本発明の開示に使用される用語は全て、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。更なるガイダンスによって、用語の定義が含まれ、本発明の教示がより良好に理解される。
【００２０】
本発明は印刷可能なインクを提供し、このインクは強誘電性を備える。強誘電性接着性系は、単一の材料（インク）において単一化され、従って、界面および欠陥が最小限に抑えられる。機械的に弱い領域および欠陥の原因である界面が回避されるので、強誘電性を有するインクについて、系は単一化され、その品質は改善される。
【００２１】
本発明の印刷可能なインクは、導電性インクと非導電性インクとの混合物を含んでなる現行のインクに対する、力を検出するための代替アプローチとして使用することができる。本発明の印刷可能なインクは、別個の電源を必要とせずに、力検出抵抗器に使用するのに適している。
【００２２】
本発明は、a）バインダー、b）有機強誘電性成分、c）溶媒を含んでなる強誘電性インク組成物であって、前記強誘電性成分が強誘電相に存在する強誘電性インク組成物を提供する。
【００２３】
本発明の強誘電性インク組成物の各必須成分について以下に詳述する。
【００２４】
バインダー
本発明の強誘電性インク組成物は、バインダーを含んでなる。強誘電性インク組成物において使用されるバインダーは、この産業（印刷可能なインク）において一般的に使用されている任意のバインダーから選択してよい。
【００２５】
一般に、バインダーは、熱可塑性のポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリシロキサン、ハロゲン化ビニルまたはビニリデンポリマー、ポリアミドコポリマー、フェノキシ樹脂、ポリエーテル、ポリケトン、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレート、ポリシアノアクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、前記バインダーは、熱可塑性ポリウレタン、フェノキシ樹脂およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００２６】
熱可塑性ポリウレタンは、良好な接着性および柔軟性をもたらし、フィルムの機械的一体性を妨げないので、好ましいバインダーである。また、フェノキシ樹脂は、その高いＴｇ範囲の故に、かつより硬く、より堅牢で、理想的な機械的特性をもたらすために、好ましいバインダーである。
【００２７】
本発明に使用するのに適したバインダーはホモポリマーまたはコポリマーであってよい。バインダーを構成できる適当なモノマーは、α−メチルスチレンおよびスチレンのようなビニル芳香族モノマー；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルアセテート、塩化ビニル、フェノキシエチルアクリレート；エチル−２−シアノアクリレート、ｎ−ブチルシアノアクリレート、２−オクチルシアノアクリレート、メチル２−シアノアクリレート、β−メトキシエチルシアノアクリレートのようなシアノアクリレート；ヘキサンジオールジメチルジアクリレート、グリコールジメチルアクリレート、ジビニルベンゼン、メタクリル酸またはアクリル酸のエステルのような多官能性アクリレート、或いはこれらエステルの混合物を包含する。適当なエステルの例は、アルキル基が１〜２０個の炭素原子を含有してよいアルキルエステル、アルコキシアルキルエステル、例えばブトキシエチルアクリレートおよびブトキシアルキルメタクリレート、並びにヒドロキシアルキルエステルを包含する。他の適当なモノマーは、酸モノマー、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ジメチルテレフタレート、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、アコニット酸およびそれらの半エステル、無水マレイン酸など；フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのようなフッ素含有モノマー；エチレングリコールおよびプロピレングリコールのようなポリオール；２，４−トルエンジイソシアネートおよびヘキサアンエチレンジイソシアネートのようなポリイソシアネートである。
【００２８】
本発明において使用される適当な市販バインダー材料は、例えば、Estane 5715（Lubrizol社）、並びにPKHB、PKHJおよびPKHC（Inchem社）である。
【００２９】
本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の１〜２０重量％、好ましくは１．２〜１５重量％、より好ましくは１．５〜１３．５重量％のバインダーを含んでなる。
【００３０】
本発明の組成物におけるバインダーの量は理想的である。なぜなら、より多い量は強誘電性に悪影響を及ぼし、強誘電性応答が極めて乏しくなるか、または全くもたらされないからである。また、より少ない量（組成物の総重量の１．０重量％未満）は強誘電性インク組成物の接着性を低下させる。
【００３１】
有機強誘電性成分
本発明の強誘電性インク組成物は、強誘電相に有機強誘電性成分を含有する。
【００３２】
本明細書において、用語「強誘電相」とは、一定量の結晶相を含有し、特定の対称性を有し、強誘電性応答の付与に関与する材料を意味する。
【００３３】
前記成分が強誘電相に存在するか否かが、Ｘ線回折または示差走査熱量測定（ＤＳＣ）またはフーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）を用いた標準測定により確認できることは、当業者に知られている。或いは、強誘電相は、材料の強誘電性応答を測定することによって測定することができる。前記成分が強誘電相に存在しない場合には、強誘電性応答も存在しない。
【００３４】
本発明において使用するのに適した有機強誘電性成分は、１１０℃〜１７０℃、好ましくは１１０℃〜１４０℃のＴｃを示す。強誘電性成分の種類および量は、インク組成物の強誘電性応答に影響を及ぼす。
【００３５】
本発明において使用するのに適した有機強誘電性成分は、ポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））、ポリビニリデンジフルオリドヘキサフルオロプロピレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ））、ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレンクロロフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥ））２−メチルベンズイミダゾール、ジイソプロピルアンモニウムクロリド、ジイソプロピルアンモニウムブロミド、クロコン酸、ＴＴＦ−ＰＭＤＩ塩およびそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくは、前記強誘電性成分は、ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））である。
【００３６】
ポリビニリデンジフルオリドトリフルオロエチレン（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））は、所望の結晶相で容易に成長し、その後、ポリマーブレンドは、デフォルトで強誘電性になるので、好ましい強誘電性成分である。
【００３７】
本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の１０〜５０重量％、好ましくは１２〜４５重量％、より好ましくは１２．５〜４０重量％の有機強誘電性成分を含有する。
【００３８】
強誘電性成分の量が多すぎると、強誘電性インク組成物の接着性が低下する。一方、強誘電性成分の量が少なすぎると、強誘電性応答が極めて乏しくなるか、または全くもたらされない。
【００３９】
溶媒
本発明の強誘電性インク組成物は、溶媒を含有する。既知の多種多様な有機溶媒が、本発明では使用できる。本発明の使用に適した溶媒は、好ましくは、スクリーン上でインクが乾燥することなくインクをスクリーン印刷するのに十分高い引火点を有する。好ましくは、溶媒の引火点は、６０〜１２０℃である。
【００４０】
更に、本発明の強誘電性インク組成物に使用できる溶媒は、使用されるバインダーの溶解性、およびインクが基材に適用される方法に基づいて選択される。インクが基材に適用される方法に関して、特に、インクの粘度が重要である。粘度に影響を及ぼす因子の１つが溶媒である。また、インクを適用する基材の溶媒との適合性も、関与する。
【００４１】
本発明における使用に適した溶媒は、アルコール、ケトン、エステル、グリコールエステル、グリコールエーテル、エーテル、アミド、有機硫黄化合物およびそれらの混合物からなる群から選択することができる。
【００４２】
好ましくは、前記溶媒は、アセトン、アミルアセテート、エチル３−エトキシプロピオネート（EEP、Eastman）、ジエチルグリコール、モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチレンエーテル、カルビトール、カルビトールアセテート、ブチルカルビトール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジメチルグルタレートとジメチルスクシネートとの混合物（DBE-9）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、水、エタノールおよびそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、前記溶媒は、アセトン、ジメチルグルタレートとジメチルスクシネートとの混合物（DBE-9）、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００４３】
強誘電性成分を形成するフルオロポリマーは、非常に不活性であるので、溶解しにくい。好ましい溶媒は、最良の溶解性をもたらし、従って、インク組成物の向上した均質性をもたらす。
【００４４】
本発明における使用に適した市販の溶媒は、例えば、DBE-9（Sigma-Aldrich社）である。
【００４５】
本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の２０〜８５重量％、好ましくは３０〜８５重量％、より好ましくは３４〜８５重量％の溶媒を含有する。
【００４６】
本発明の強誘電性インク組成物における溶媒の理想的な量は、用途に依存する。例えば、インクをスクリーン印刷において使用する場合は、スクリーン印刷に理想的な粘度を得るために溶媒濃度はより高い。とはいうものの、溶媒量が多すぎると、組成物の固形分が低くなりすぎる。一方、溶媒量が少なすぎると、組成物の生成および均質なフィルムの形成に悪影響が及ぶ。
【００４７】
任意成分
上記成分に加えて、本発明の強誘電性インク組成物は、任意成分を更に含有してよい。更なる成分は、所望の特性を付与するために、強誘電性インク組成物に含まれ得る。インク組成物に典型的に使用され、本発明の強誘電性インク組成物に使用され得る様々な添加剤は、表面活性剤、界面活性剤、湿潤剤、酸化防止剤、チキソトロピー剤、強化繊維、シラン官能性パーフルオロエーテル、ホスフェート官能性パーフルオロエーテル、チタネート、ワックス、フェノールホルムアルデヒド、空気放出剤、流動性添加剤、接着促進剤、レオロジー調整剤、およびスペーサービーズを包含する。任意成分は、特に、本発明の強誘電性インク組成物において使用されるバインダーの使用にとって望ましい特性のバランスを得るために選択される。
【００４８】
任意成分が存在する場合、強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の約１０重量％までの任意成分を含有してよい。
【００４９】
好ましくは、本発明の強誘電性インク組成物は、１〜３０Ｐａｓ（１０ｓ−１）、好ましくは２〜２５Ｐａｓ（１０ｓ−１）、より好ましくは３〜２０Ｐａｓ（１０ｓ−１）の、４０ｍｍプレート−プレート構造を用いて一定剪断速度で（０．５ｍｍギャップ、２５℃で１８０秒）レオメーターAR 2000で測定した粘度を有する。
【００５０】
好ましくは、本発明の強誘電性インク組成物は、１〜１５、好ましくは１〜８、より好ましくは１〜４のチキソトロピー指数を有する。チキソトロピー指数は、１．５ｓ−１での粘度を１５ｓ−１での粘度で除算することによって計算される。
【００５１】
好ましくは、本発明の強誘電性インク組成物は、１．０μＣ／ｃｍ２以上、好ましくは１．１μＣ／ｃｍ２以上の、後述の実施例に記載の試験方法によって測定される永久残留分極値（Ｐｒ）を有する。特に好ましい態様では、永久残留分極値（Ｐｒ）は、１．２μＣ／ｃｍ２〜１０．０μＣ／ｃｍ２、好ましくは１．２μＣ／ｃｍ２〜６．０μＣ／ｃｍ２である。
【００５２】
好ましくは、本発明の強誘電性インク組成物は、３．０ｐＣ／Ｎ以上、好ましくは３．５ｐＣ／Ｎ以上の、後述の実施例に記載の試験方法によって測定される圧電歪係数ｄ３３を有する。特に好ましい態様では、ｄ３３係数は、３．８ｐＣ／Ｎ〜２０．０ｐＣ／Ｎ、好ましくは３．８ｐＣ／Ｎ〜１５．８ｐＣ／Ｎである。
【００５３】
好ましくは、本発明の強誘電性インク組成物は、５〜３５％、好ましくは１０〜３０％、より好ましくは１５〜２５％の固形分を有する。
【００５４】
理想的な固形分は、基材に理想的な被覆をもたらし、理想的なフィルム厚をもたらす。また、理想的な固形分は、強誘電性応答に好影響を及ぼす。
【００５５】
本発明の強誘電性インク組成物は、インクまたはスクリーン印刷可能なインクとして存在するが、フィルムまたはラミネートとして存在してもよい。組成物は、好ましくはインクとして存在し、より好ましくはスクリーン印刷可能なインクとして存在する。
【００５６】
本発明の強誘電性インク組成物は、全成分を一緒に混合する様々な方法で製造することができる。
【００５７】
１つの態様では、本発明の強誘電性インク組成物の製造方法は、下記工程：
１）バインダーを溶媒に予備溶解する工程；
２）有機強誘電性成分を溶媒に分散および／または溶解する工程；
３）均質な混合物が生成されるまで、工程１の溶液と工程２の溶液とを混合する工程；および
４）任意成分を添加し、均質な混合物が生成されるまで、混合する工程
を含む。
【００５８】
本発明の強誘電性インク組成物は、印刷可能なインクとして使用することができる。
【００５９】
本発明の強誘電性インク組成物は、様々な技術によって基材に適用され得る。本発明において使用される適当な技術は、例えば、スクリーン印刷、ロール印刷、ローラー被覆、ロータリースクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷および分注である。溶媒は乾燥中に蒸発するので、別個の硬化工程は必須ではなく、従って任意である。圧電応答が所望される場合、続くポーリング工程は、乾燥後に実施する。好ましい適用方法は、スクリーン印刷、ロール印刷およびロータリースクリーン印刷であり、より好ましくはスクリーン印刷である。
【００６０】
本発明で使用するのに適した基材の非限定的な例は、任意の導電性材料または導電性表面を有する材料であり、例えば、金属、金属被覆基材、例えば、銀インクが被覆された基材（例えばＰＥＴ）、例えば金がスパッタされた金属被覆基材である。
【００６１】
本発明の強誘電性インク組成物は、センサーまたはエミッターとして、或いはエネルギーハーベスターにおける発電機として使用することができる。
【００６２】
エミッター、センサー、またはエネルギーハーベスター用発電機のようなデバイスであって、２つの導電素子の間に本発明の強誘電性接着性インク組成物を含んでなるデバイスが提供され得る。本発明の強誘電性インク組成物は、デバイスにおける使用前に分極されなければならない。
【００６３】
１つの好ましい態様では、本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の１〜２０重量％のバインダー、組成物の総重量の１０〜５０重量％の強誘電性成分、組成物の総重量の２０〜８５重量％の溶媒を含有し、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する。
【００６４】
別の好ましい態様では、本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の１．２〜１５重量％のバインダー、組成物の総重量の１２〜４５重量％の強誘電性成分、組成物の総重量の３０〜８５重量％の溶媒を含有し、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する。
【００６５】
別の好ましい態様では、本発明の強誘電性インク組成物は、組成物の総重量の１．５〜１３．５重量％のバインダー、組成物の総重量の１２．５〜４０重量％の強誘電性成分、組成物の総重量の３４〜８５重量％の溶媒を含有し、前記強誘電性成分は強誘電相に存在する。
【実施例】
【００６６】
実施例
組成物：
実施例における強誘電性インク組成物は、熱可塑性ポリウレタン（Estane 5719、Lubrizol社）またはフェノキシ樹脂（PKHJ、IncChem社）を含有し、それらは、１０〜５０％の範囲、好ましくは２５％でDBE-9に溶解し、２−ブトキシエチルアセテート（ＢＣＡ）に溶解したSuperglue3（Henkel社）を含有した。
【００６７】
実施例における強誘電性インク組成物は、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）（Solvay社）のような有機強誘電性成分を含有した。
【００６８】
これらの系のための溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ、Alfa Aesar社）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、Alfa Aesar社）およびDBE-9（Sigma-Aldrich社）を含む。
【００６９】
強誘電性インクを製造するために、選択した系に応じた異なった手順に続いて、強誘電性成分およびインクを一緒に混合した。
【００７０】
表１に、実施例１〜６の詳しい組成を示す。
【表１】
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【００７１】
強誘電性評価を実施するために、以下のようにしてフィルムを製造した。
有機強誘電性成分を、溶媒に分散および／または溶解し、（バインダーおよびバインダーのための溶媒を含有する）インクと一緒に混合した。次いで、２００μｍの被覆ギャップで組成物をバーコーティングすることにより、組成物からフィルムを製造した。導電性基材、金属被覆ＰＥＴの上にフィルムキャスティングを施し、これは、強誘電性評価のための電極のように作用した。キャスティング後、２工程（第１工程は７０℃１５分間、第２工程は１２０℃で５分間）で溶媒を蒸発させた。これらの材料にとって、硬化工程は必須ではなかった。必要な場合は、フィルムを、系に応じて１３０℃で所定時間アニールする。最終フィルム厚は５μｍ〜６０μｍ、好ましくは１５μｍであった。強誘電性インクフィルムを乾燥した後、銀含有インクを用いて、金属スパッタリングにより、または導電性片を用いて、上側電極を設置した。
【００７２】
各実施例の試料製造のためのキーとなるパラメーターを表２に示す。
【表２】
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【００７３】
強誘電性インクの強誘電性評価
強誘電性測定は、試料に低周波数（周波数）で交互の外部電界を２サイクル印加することからなった。そのため、高電圧のＡＣ電源が必要とされた。電場は、材料中の電荷を発生させる試料を分極させ、これを、電荷増幅器で測定し、オシロスコープTDS200で視覚化した。試料面積で除算された電荷は、印加された各電界に対する分極値を与えた。 この試験から、残留分極（Ｐｒ）、抗電界（Ｅｃ）および破壊電界（E break）が特定の周波数で測定された。
【００７４】
強誘電性インクのポーリング
強誘電性評価を実施した後、それがＥｃを上回らなければならないことを考慮して、ポーリング場（Ｅポーリング）を決定した。その後、Ｅポーリング場の下で少なくとも６０0秒間、材料を分極した。
【００７５】
強誘電性インクのｄ３３係数測定
ポーリングを行った後、ピエゾd33メーターPM-3500（KCF Technologies, Inc）を用いてｄ３３係数（圧電歪係数）の測定を行った。低周波振動力（０．２５Ｎ、１１０Ｈｚ）を試料および標準セラミックに印加し、圧電効果によって両方の材料に電荷を発生させた。標準セラミックのｄ３３が分かると、試料のｄ３３が直接比較によって分かる。
【００７６】
結果を表３にまとめる。
【表３】
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【００７７】
本発明の強誘電性インク組成物は、選択された（フルオロポリマー自体とは異なる）基材との良好な接着性および良好な強誘電性応答を提供するフィルムを形成するのに使用できる。
【国際調査報告】
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