提供可印刷电子器件的改进的性能的制品以及基材制造技术

本发明专利技术涉及基材以及利用这些基材的制品，所述基材和制品提供在聚合物基材上可印刷电子器件的改进的性能。所述制品包含涂覆有弹性体或热塑性弹性体的溶剂溶液或水基分散体的弹性体或热塑性弹性体膜基材，以及沉积在涂层上的弹性电导体。向聚合物膜施用薄聚合物涂层提供了印刷导体的改进的性能。

Products and substrates providing improved performance of printable electronic devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供可印刷电子器件的改进的性能的制品以及基材
本专利技术涉及基材以及利用这些基材的制品，所述基材和制品提供在聚合物基材上可印刷电子器件的改进的性能。特别地，改进的基材涉及聚合物膜以及印刷在其上的电导体。这些制品可以用于需要显著拉伸的应用中，例如在可穿戴服装中。
技术介绍
用于可印刷电子器件的导电和介电油墨对于它们印刷在其上的基材是敏感的。表面平滑度、表面能以及基材与油墨溶剂的相容性均可以影响印刷原样的电路材料的导电性或绝缘行为。它们还可能损害印刷的电子器件的粘附性和耐洗性。对改进聚合物基材膜上的印刷质量存在需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含有电导体的制品，所述制品包含：a)弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；b)在所述聚合物膜的一侧上的弹性体或热塑性弹性体涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层，并且其中所述涂层已由溶剂溶液或水基分散体形成；以及c)沉积在所述涂层上的弹性电导体。在上述制品的实施例中，热塑性弹性体聚合物膜的聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯、热塑性聚酯以及热塑性聚醚，并且热塑性弹性体涂层是由水基热塑性氨基甲酸乙酯分散体形成的热塑性氨基甲酸乙酯涂层。在一个实施例中，将聚合物膜没有涂层的一侧粘附到载体膜上，所述载体膜包含聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅酮处理的纸、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共聚物或聚氟乙烯。本专利技术还提供了一种用于制备含有印刷电路的制品的方法，所述方法包括：a)提供弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；b)使用弹性体或热塑性弹性体的溶剂溶液或水基分散体在所述聚合物膜的一侧上沉积涂层，其中，每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层；以及c)将弹性导电油墨沉积在所述涂层上，并且将所述弹性导电油墨干燥以形成印刷电路。本专利技术进一步提供了一种用于制备含有印刷电路的制品的方法，所述方法包括：a)提供包含聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共聚物或聚氟乙烯的载体膜；b)将弹性体或热塑性弹性体聚合物膜的一侧附着在所述载体膜上；c)使用弹性体或热塑性弹性体的溶剂溶液或水基分散体在所述聚合物膜的另一侧上沉积涂层，其中，每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层；d)将弹性导电油墨沉积在所述涂层上，并且将所述弹性导电油墨干燥以形成印刷电路。在一个实施例中，以上方法进一步包括：e)将所述载体从所述聚合物膜上移除。本专利技术还提供了一种复合基材，其包含：a)弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；以及b)在所述聚合物膜的一侧上的弹性体或热塑性弹性体涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层，并且其中所述涂层已由溶剂溶液或水基分散体形成。在以上复合基材的一个实施例中，热塑性弹性体聚合物膜的聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯、热塑性聚酯以及热塑性聚醚。在一个实施例中，本专利技术提供了一种复合基材，其包含：a)聚合物膜，其中聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯、热塑性聚酯以及热塑性聚醚；以及b)在所述聚合物膜的一侧上的聚氨酯涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的聚氨酯涂层，并且其中所述聚氨酯涂层已由水基聚氨酯分散体形成。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种复合基材，其包含：a)聚合物膜，其中聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯、热塑性聚酯以及热塑性聚醚；以及b)在所述聚合物膜的一侧上的聚氨酯涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的聚氨酯涂层，并且其中所述聚氨酯涂层已由有机溶剂基聚氨酯溶液形成。在以上制品、方法以及基材的一些实施例中，聚合物膜在沉积涂层之前已经经受了电晕或等离子体处理。附图说明图1A示出了在未经处理的热塑性聚氨酯膜基材上印刷并固化的银浆条。图1B示出了在本专利技术的经处理的复合基材(即具有由水基聚氨酯分散体形成的聚氨酯涂层的热塑性聚氨酯膜)上印刷并固化的银条。图2示出了在每个0％-40％-0％应变循环中在未经处理和经处理的基材上丝网印刷的银导体的作为后续拉伸循环次数的函数的最大电阻。图3示出了在每个0％-40％-0％应变循环中在未经处理和经处理的基材上丝网印刷的银导体的作为后续拉伸循环次数的函数的最小电阻。具体实施方式本专利技术涉及一种含有具有改进的电特性的电导体或电路的制品，并且涉及使这些改进成为可能的复合基材。这些制品和基材可以用于多种应用，但尤其用于可拉伸的电路，如在织物(例如，用于可穿戴服装的)上产生功能性电路的那些应用。在基材上印刷并干燥导体层以便产生功能电路，并且然后使整个电路经受织物将会受到的典型的弯曲/起折痕。另外，如对于织物典型的，它们必须在周期性基础上被洗涤并干燥，并且必须保持导体的导电性和完整性。本专利技术克服了热塑性和弹性体膜基材的三个缺陷。它减少或消除了来自用于在基材上印刷电子器件的油墨中的溶剂对基材的损害。它改进了印刷的电子器件与基材的粘附性，这会影响耐久性和耐洗性。并且它减少了表面粗糙度。在聚合物膜基材上印刷电子器件之前在所述基材上施用薄聚合物涂层产生复合基材，所述复合基材具有与用于印刷电子器件的油墨更相容的表面，同时保持未经处理的聚合物膜基材的希望的机械和热本体特性。复合基材包含弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；以及在聚合物膜的一侧上的弹性体或热塑性弹性体涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层，并且其中所述涂层已由溶剂溶液或水基分散体形成。如本文使用的，“经处理的基材”、“经处理的表面”或“经处理的”都是指“复合基材”，并且“未经处理的基材”、“未经处理的表面”或“未经处理的”都是指没有弹性体或热塑性弹性体涂层的基材。在一个实施例中，复合基材包含聚合物膜，其中聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯以及热塑性聚醚；以及在聚合物膜的一侧上的聚氨酯涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的聚氨酯涂层，并且其中所述聚氨酯涂层已由水基聚氨酯分散体形成。用于聚合物膜的一种聚合物是热塑性聚氨酯(TPU)，如从宾夕法尼亚州匹兹堡的科思创公司(Covestro,Pittsburgh,PA)可获得的CovestroPT6410S，以及从马萨诸塞州雪莉的毕玛时联合公司(BemisAssociates,Inc.,Shirley,MA)可获得的BemisST-604。另一种聚合物是热塑性聚酯，如从特拉华州威明顿的杜邦公司(DuPontCo.,Wilmington,DE)可获得的DuPontTM涂层是具有与将涂层施用到其上的聚合物膜的弹性特性类似的弹性特性的聚合物涂层。可以在电晕或等离子体处理后立即施用涂层以改进聚合物膜表面的湿润性，或者可以在聚合物膜表面没有电晕或等离子体预处理的情况下施用涂层。涂层可以由水基聚合物分散体或溶剂基聚合物溶液形成。每平方米聚合物膜有在1与50g之间的涂层。涂层在120℃与250℃之间的温度(取决于聚合物膜)下固化。在复合基材的一个实施例中，将聚合物膜没有涂层的一侧粘附到载体膜上，所述载体膜包含聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅酮处理的纸、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共聚物或聚氟乙烯。载体膜为聚合物膜提供机械支撑并且使其更容易处理。当使用厚度小于约0.003英寸(80μm)的聚合物膜时，这是尤其重要的。用于将聚合物膜粘附在载体上的粘合剂必须使得在电路或导体已经在复合基材上形成之后载体可以被移除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，其包含：a)弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；b)在所述聚合物膜的一侧上的弹性体或热塑性弹性体涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层，并且其中所述涂层已由溶剂溶液或水基分散体形成；以及c)沉积在所述涂层上的弹性电导体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 US 62/418,3381.一种制品，其包含：a)弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；b)在所述聚合物膜的一侧上的弹性体或热塑性弹性体涂层，其中每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层，并且其中所述涂层已由溶剂溶液或水基分散体形成；以及c)沉积在所述涂层上的弹性电导体。2.如权利要求1所述的制品，其中，所述热塑性弹性体聚合物膜的聚合物选自由以下各项组成的组：热塑性聚氨酯、热塑性聚酯以及热塑性聚醚，其中所述热塑性弹性体涂层是由水基热塑性聚氨酯分散体形成的热塑性聚氨酯涂层，并且其中所述弹性电导体是由聚合物厚膜银浆形成的。3.如权利要求1所述的制品，其中，所述聚合物膜在沉积所述涂层之前已经经受了电晕或等离子体处理。4.如权利要求1所述的制品，其中，所述聚合物膜没有涂层的一侧被粘附到载体膜上，所述载体膜包含聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、硅酮处理的纸、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯共聚物或聚氟乙烯。5.一种用于制备含有印刷电路的制品的方法，所述方法包括：a)提供弹性体或热塑性弹性体聚合物膜；b)使用弹性体或热塑性弹性体的溶剂溶液或水基分散体在所述聚合物膜的一侧上沉积涂层，其中，每平方米聚合物膜上有在1与50g之间的涂层；以及c)将弹性导电油墨沉积在所述涂层上，并且将所述弹性导电油墨干燥以形成印刷电路。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·沃尔夫，H·D·罗森德尔德，R·科博伦，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国,US