NL1008460C2

NL1008460C2 - Geleidende inkt of verf.

Info

Publication number: NL1008460C2
Application number: NL1008460A
Authority: NL
Inventors: Wijchert Hinderk Spa
Original assignee: Acheson Colloiden B V
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-09-06
Also published as: JP2002505369A; AU2860299A; CA2322492A1; US6537359B1; WO1999045077A1; BR9908477A; EP1058717A1; KR20010041581A

Description

Titel: Geleidende inkt of verf

De uitvinding heeft betrekking op een geleidende inkt of verf en op de toepassing daarvan voor het aanbrengen van een elektromagnetische afschermlaag op een substraat.

5 Elektrisch geleidende inkten of verven worden in verschillende takken van de industrie gebruikt. Enkele voorbeelden van toepassingen zijn te vinden in membraanschakelaars, printplaten, medische sensoren, telefoonapparatuur, gedrukte schakelaars, 10 computerbehuizingen, verwarmingselementen en dergelijke. De functie van de inkt of de verf is het verzorgen van een functionele geleiding, waarbij een elektrische stroom van één locatie naar een andere wordt geleid, of het verzorgen van elektromagnetische afscherming zijn. Elektromagnetische 15 afscherming is met name van belang in behuizingen van elektronische en elektrische apparatuur, zoals zend- en ontvangstapparatuur en mobiele telefoons.

In Polym.-Plast. Technol. Eng., 34(2), 271-346 (1395) hebben Mottahed en Manoochehr-i een overzichtsartikel 20 gepubliceerd over gebruikte materialen, factoren die een rol spelen bij het ontwerp van elektromagnetische afschermlagen en testresultaten in verband met elektromagnetische afscherming ('Electromagnetic Interference Shielding' of EMI). Op bladzijde 279, in Tabel 25 4, wordt een overzicht gegeven van verschillende toepassingsvormen voor het realiseren van EMI. Belangrijke voorbeelden zijn geleidende kunststoffen (plastics), geleidende verven, flexibele laminaten, metalen folies en onder vacuüm of chemisch afgezette metaallagen. De 30 geleidende verven worden beschreven als een bijzonder aantrekkelijke vorm wat de kosten betreft.

Een alternatief voor een elektrisch geleidende verf is een elektrisch geleidende inkt waarmee door middel van een drukproces selectief elektromagnetische afschermlagen 1008460 2 op kunststof substraten aangebracht kunnen worden. Een elektrisch geleidende inkt bestaat doorgaans uit een dispersie van metaal- of koolstofdeeltjes en geschikte l harsen in organisch oplosmiddelen. Als metaaldeeltjes 5 worden meestal koper-, nikkel-, zilver- of met koper bedekte zilverdeeltjes gebruikt. De hars is doorgaans een kunsthars.

Om kosten te besparen wordt de geleidende inkt of I verf meestal selectief aangebracht in de vorm van een 10 raster of ander functioneel patroon op de gewenste vormdelen. Hierdoor is minder inkt of verf nodig dan wanneer het volledige oppervlak van een substraat moet worden bedekt. Een nadeel hiervan is dat de effectiviteit : van de afscherming sterk afneemt wanneer een aantal van de 15 verbindingen die in dergelijke patronen aanwezig zijn, wordt verbroken onder invloed van temperatuur of mechanische krachten tijdens de productie of het gebruik i van de apparatuur. Het. is daarom gewenst dat de inkt of de verf, in het bijzonder in de vorm van een aangebrachte, 20 gedroogde laag, vervormbaar is.

De wens om over een vervormbare geleidende inkt of verf te beschikken is des te groter sinds de ontwikkeling van de zogenaamde 'in-mould'- en 'in-mould decoration'-technologiën. Volgens de in-mould technologie wordt de inkt 25 of verf in een mal of matrijs aangebracht, waarna het materiaal van het uiteindelijke vormdeel in de vorm van een polymere smelt tegen de inkt- of verflaag wordt gespuitgiet. Het is van belang dat de inkt hierbij beter hecht aan het materiaal van het vormdeel dan aan de 30 matrijs.

Volgens een variant van de in-mould techniek wordt de inkt eerst op een vlakke folie (bijvoorbeeld een polycarbonaatfolie) aangebracht, bijvoorbeeld door . zeefdrukken. De bedrukte folie wordt vervolgens, 35 afhankelijk van de beoogde toepassing, met de inkt- of verflaag naar de binnen- of buitenzijde gekeerd in een mal ‘1 1008460 3 of matrijs gevormd (onder invloed van temperatuur of mechanische krachten) tot de gewenste, drie-dimensionale vorm, waarna het materiaal van het uiteindelijke vormdeel in de vorm van een polymere smelt tegen de inkt- of 5 verflaag wordt gespuitgiet. Voor een uitvoerige beschrijving van deze variant, de zogenaamde 1in-mould decoration' wordt verwezen naar European Plastics News, February 1997, blz. 22-24. Voorts is het voordelig dat het zeefdrukken van het gewenste patroon op een plat vlak kan 10 worden gedaan. Het traditionele tampon-drukken, waarbij de inkt op het gerede, dus reeds gevormde, vormdeel wordt aangebracht, is bijzonder arbeidsintensief en levert esthetisch gezien minder mooie resultaten op.

Zoals gezegd wordt volgens de in-mould decoration 15 technologie een in vlakke vorm bedrukte folie vervormd tot een gewenste vorm. Deze vervorming kan in een matrijs tot stand worden gebracht, maar het is ook mogelijk om de bedrukte folie tot de juiste vorm te vervormen voordat de folie in de matrijs wordt gebracht. Bij beide wijzen van 20 vervormen wordt gebruik gemaakt van de vervormbaarheid van het materiaal van de folie. Omdat het inkt- of verfpatroon inmiddels is aangebracht op de folie, moet de gedroogde inkt- of verflaag eveneens vervormbaar zijn. Anders wordt immers het patroon beschadigd. Daarnaast moet.de gebruikte 25 inkt of verf een uitstekend hechtend vermogen hebben op zowel het materiaal van de folie als het materiaal van het vormdeel. Omdat een inkt of verf, die zowel voldoende vervormbaar als voldoende elektrisch geleidend is, niet beschikbaar is, wordt de in-mould decoration technologie 30 nog niet toegepast voor het vervaardigen van elektromagnetische afschermlagen of vervormbare geleidende functionele banen.

In de internationale octrooiaanvrage WO-A-96/06438 is een vervormbare, transparante beschermlaag beschreven 35 die bedoeld is om statische elektriciteit af te voeren. De beschermlaag bestaat voor 30-70 gew.% uit elektrisch 1008460 4 , geleidende deeltjes die kleiner zijn dan 20 μιη en een 1 thermoplastische hars. Als materialen waaruit de geleidende deeltjes bestaan antimoon, of tinoxide gedoopt met antimoon, tantalium, niobium of fosfor genoemd. Als harsen 5 worden voornamelijk verzadigde copolyesters genoemd. De elektrische geleidbaarheid van de beschermlaag is zodanig laag, namelijk in de orde van 10s tot 1013 ohm per vierkant, : dat de laag niet elektrisch geleidend genoemd kan worden en niet kan worden toegepast als elektromagnetische 10 afschermlaag.

' Het is een doel van de uitvinding om een inkt of verf te verschaffen die een uitstekende elektrische = geleidbaarheid combineert met een goede vervormbaarheid. Er S wordt een inkt of verf beoogd die over zodanige 1 15 eigenschappen beschikt, dat een aangebrachte laag van de inkt of verf kan worden vervormd, waarna de laag nog voldoende elektrisch geleidend is. Het is een ander doel van de uitvinding een inkt of verf te verschaffen die kan worden toegepast voor het aanbrengen van een 20 elektromagnetische afschermlaag of een functioneel geleidende baan op een vormdeel onder toepassing van de in-mould decoration technologie.

Aldus heeft de uitvinding betrekking op een vervormbare, elektrisch geleidende inkt of verf.

25 Verrassenderwijs is gevonden dat het mogelijk is om een inkt of verf te bereiden, die over zodanige eigenschappen beschikt, dat hij na aanbrengen op een substraat, kan worden vervormd tot een aanzienlijke verstrekkingsgraad en daarbij een hoge elektrische 30 geleidbaarheid behoudt. Dankzij deze eigenschappen is de inkt of verf uitermate geschikt om te worden toegepast voor het vormen van elektromagnetische afschermlagen.

Een inkt of verf volgens de uitvinding is elektrisch geleidend. Dit houdt in dat de inkt of verf na aanbrengen 35 op een substraat, dus in droge vorm, elektrisch geleidende : i eigenschappen bezit. Volgens de uitvinding is een laag van 1008460 5 een inkt of verf elektrische geleidend, wanneer de oppervlakte-weerstand van de laag bij een laagdikte van 25 μπι lager is dan 10.000 Ω/D. In deze tekst zijn alle vermelde oppervlakte-weerstanden gebaseerd op een laagdikte 5 van 25 μπ\. Inkten of verven met een oppervlakte-weerstand hoger dan de oppervlakte-weerstand van lucht, die onder standaard omstandigheden 377 Ω/D bedraagt, zijn niet geschikt voor het vervaardigen van elektromagnetische afschermlagen. Voor een functioneel geleidende baan is een 10 nog lagere oppervlakte-weerstand nodig, bij voorkeur heeft de inkt of verf daarom een oppervlakte-weerstand van ten hoogste 10 Ω/D. De ondergrens van de oppervlakte-weerstand is niet bijzonder kritisch en zal over het algemeen bepaald worden door de aard van de materialen waaruit de inkt of 15 verf bestaat. Op grond van praktische overwegingen zal de oppervlakte-weerstand doorgaans niet lager zijn dan 0,001 Ω/D.

Een andere belangrijke eigenschap van een inkt of verf volgens de uitvinding is de vervormbaarheid. Onder dit 20 begrip wordt verstaan dat de inkt of verf in droge toestand, dat wil zeggen na aangebracht te zijn op een substraat en drogen, onder invloed van temperatuur en/of (mechanische) druk een andere vorm gegeven kan worden. In principe wordt bedoeld dat elke andere vorm bewerkstelligd 25 kan worden, hoewel in de praktijk met name de verstrekbaarheid van belang is. De vervormbaarheid van de inkt of verf brengt met zich mee dat de inkt of verf in droge toestand een elastisch karakter dient te hebben.

Volgens de uitvinding is het essentieel dat de 30 beide, hierboven besproken eigenschappen van een inkt of verf gecombineerd worden. Met andere woorden, een gedroogde inkt- of verflaag volgens de uitvinding is vervormbaar, en is na vervorming nog steeds elektrisch geleidend.

In de meeste gevallen zal de inkt of verf in de vorm 35 van één of meer patronen (of circuits) worden aangebracht. Onder een patroon wordt in dit verband verstaan een 1 008460 6 verzameling punten die met elkaar in verbinding staan; dit kan zowel een geheel opgevuld vlak zijn als een verzameling met elkaar verbonden lijnen, of een combinatie van beide. Het materiaal van de inkt of verf is volgens de uitvinding 5 zodanig gekozen, dat de bestaande verbindingen tussen de punten van het patroon door de vervorming niet verbroken worden, althans niet zodanig verbroken worden dat het patroon niet meer elektrisch geleidend is.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm kan een 10 patroon, dat is gevormd door het aanbrengen van een inkt of verf volgens de uitvinding, thermisch worden vervormd tot een verstrekkingsgraad van ten minste 30%, terwijl de oppervlakte-weerstand van het patroon lager blijft dan 10.000 Ω/D, bij voorkeur lager dan 377 Ω/0. Bij bijzondere 15 voorkeur kan het patroon ten minste 50%, nog liever van 75 tot 100% worden verstrekt en nog steeds elektrisch geleidend blijven. Na verstrekking bedraagt de oppervlakte-weerstand bij voorkeur ten hoogste 100 Ω/D, nog liever van 0,001 tot 10 Ω/D. De bovengrens van de verstrekkingsgraad 20 zal veelal worden ingegeven door de aard van de beoogde toepassing. In de praktijk blijkt een verstrekkingsgraad van meer dan 60% doorgaans niet nodig.

Met het begrip verstrekkingsgraad wordt bedoeld de mate waarin een voorwerp als gevolg van een vervorming is 25 verstrekt. Volgens de uitvinding wordt de verstrekkingsgraad van een inkt- of verfpatroon bepaald aan de hand van de verstrekking van het voorwerp, zoals een folie, waarop het inkt- of verfpatroon is aangebracht. Hiertoe klemt men de folie tussen twee horizontale platen, welke beide op 30 dezelfde plaats ten opzichte van het midden van de platen zijn voorzien van een cirkelvormige opening met een diameter van 80 mm. Hierbij zorgt men ervoor dat de openingen precies op elkaar komen te liggen. Vervolgens gaat men de folie door genoemde openingen dieptrekken bij 35 een temperatuur van 230“C, door druk uit te oefenen op het gedeelte van de folie dat wordt vrijgelaten door genoemde | 1008460 7 openingen in de platen. De benodigde druk kan men uitoefenen door het blazen van lucht. Hierbij vervormt de folie zich door de openingen in de platen tot een halve bol. Na afkoelen bepaalt men de verstrekkingsgraad door het 5 verschil in dikte tussen de oorspronkelijke, niet-vervormde folie en het dunste gedeelte van het vervormde, diepgetrokken deel van de folie te delen door de dikte van de oorspronkelijke, niet-vervormde folie. Met andere woorden, de verstrekkingsgraad is de verhouding van de 10 dikteverandering van de folie ten opzichte van de oorspronkelijke dikte van de folie.

Een inkt of verf volgens de uitvinding is bij voorkeur een samenstelling omvattende elektrisch geleidende deeltjes, een bindmiddel en een oplosmiddel.

15 Gevonden is dat een zeer gunstige vervormbare, elektrisch geleidende inkt of verf kan worden bereid, wanneer de elektrisch geleidende deeltjes de vorm van plaatjes hebben. Het is gebleken dat een patroon gevormd door het aanbrengen van een inkt of verf op basis van 20 plaatvormige, elektrisch geleidende deeltjes in twee richtingen kan worden verstrekt, zonder dat de oppervlakte-weerstand onaanvaardbaar toeneemt. Het is overigens ook mogelijk om een mengsel van poedervormige en plaatvormige elektrisch geleidende deeltjes te gebruiken.

25 De plaatvormige, elektrisch geleidende deeltjes zijn bij voorkeur zeer plat. Ze hebben bij voorkeur een dikte van ten hoogste 2 μπ\, nog liever van ten hoogste 1 pm. De ondergrens voor de dikte van de plaatjes is niet kritisch en zal op grond van praktische overwegingen meestal 0,1 pm 30 bedragen. De oppervlakte van de plaatjes wordt bepaald door de zogenaamde d50-waarde. Deze waarde geeft ruwweg de maximale lengte van de plaatjes, waarbij 50 vol.% van de plaatjes een grotere, en 50 vol.% van de plaatjes een kleinere lengte hebben. Bij voorkeur ligt de d50-waarde 35 tussen 1 en 20 μτη, bij bijzonder voorkeur tussen 10 en 15 μτη. Hoewel het in beginsel voordelig is om zo plaatjes met 1008460 8 een zo groot mogelijk oppervlak te gebruiken, is bij bepaalde toepassingen gewenst om kleinere oppervlakken te gebruiken. Dit zal in de praktijk afhangen van de gekozen techniek om de inkt of verf op een substraat aan te 5 brengen. De vakman zal in staat zijn om op basis van deze informatie plaatjes met een geschikte oppervlakte te kiezen.

Het materiaal van de elektrisch geleidende deeltjes dient zodanig gekozen te worden, dat het voorhanden is in 10 de gewenste deeltjesvorm. Daarnaast dient het materiaal voldoende elektrisch geleidend te zijn. Bijzonder geschikte materialen zijn verschillende vormen van koolstof, bijvoorbeeld grafiet, metalen en metaalsamenstellingen gebleken. Bij voorkeur wordt het materiaal van de deeltjes 15 gekozen uit de groep bestaande uit zilver, koper, met zilver bedekt koper ('silver plated copper'), nikkel, ijzer, grafiet en aluminium. Het liefst wordt nikkel, zilver, koper of met zilver bedekt koper gebruikt. Wanneer met zilver beplaat koper wordt gebruikt, zal dit in de 20 meeste gevallen van 1 tot 35 gew.%, betrokken op de totale hoeveelheid metaal, aan zilver bevatten.

Geschikte bindmiddelen voor een inkt of verf volgens de uitvinding zijn vervormbaar, elastisch, flexibel en bezitten een groot hechtend vermogen op het substraat 25 waarvoor de inkt of verf bestemd is. Hierbij dient opgemerkt te worden, dat de inkt of verf bedoeld is om te worden aangebracht onder toepassing van de hierboven beschreven in-mould decoration technologie, het bindmiddel voldoende hechtend moet zijn op zowel de gebruikte folie, 30 als het polymere materiaal waarvan het uiteindelijke beoogde vormdeel wordt vervaardigd. Een voorbeeld van een geschikt bindmiddel is een thermoplastische hars.

Het gebruikte bindmiddel is bij voorkeur een lineair of vertakt polymeer dat niet of nauwelijks is verknoopt en 35 een hoge breukrek heeft ('elongation at break'). Gevonden :J is dat het gebruik van bindmiddelen met een breukrek van \ 1008460 9 hoger dan 250% bijzonder goed vervormbare inkten of verven oplevert.

Voorts heeft het bindmiddel bij voorkeur een glasovergangstemperatuur die ligt tussen 10 en 70°C.

5 Gebleken is dat een te hoge glasovergangstemperatuur van het bindmiddel leidt tot een inkt of verf met een te hoge brosheid. Wanneer een bindmiddel gebruikt wordt met een te lage glasovergangstemperatuur, wordt een inkt of verf verkregen die een te lage viscositeit heeft.

10 Het gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van het bindmiddel zal meestal liggen tussen 10.000 en 100.000, bij voorkeur tussen 20.000 en 90.000. De molecuul- gewichtsverdeling (Mw/Mn) van het bindmiddel is bij voorkeur smal. Het is gevonden dat het gebruik van een 15 bindmiddel met een smalle molecuulgewichtsverdeling een inkt of verf oplevert, die na aanbrengen buitengewoon goed verstrekbaar is. Het heeft bijzondere voorkeur om een bindmiddel te gebruiken dat een molecuulgewichtsverdeling heeft van ten hoogste 4, nog liever ten hoogste 3. Zowel 20 het gewichtsgemiddeld molecuulgewicht en de molecuulgewichtsverdeling kunnen geschikt worden bepaald mee behulp van gelpermeatiechromatograf:e (GPC). Deze op zich zelf bekende techniek kan in dit verband op aan de vakman bekende wijze worden uitgevoerd met bijvoorbeeld 25 tetrahydrofuran als oplosmiddel en polystyreen als externe standaard.

Het polymeer waaruit het bindmiddel bestaat, is bij voorkeur een polyester, polyurethaan, polyacrylaat, fluorelastomeer, een vinylpolymeer of een mengsel daarvan. 30 Het bindmiddel kan een homo- of copolymeer zijn. Geschikte monomeren waaruit het bindmiddel kan zijn opgebouwd omvatten: vinylaromatische monomeren, zoals a-methylstyreen en styreen, acrylonitril, methacrylonitril, acrylamide, vinylacetaat, vinylchloride, fenoxyethylacrylaat, 35 multifunctionele acrylaten, zoals hexaandioldimethyl- acrylaat, glycoldimethylacrylaat, divinylbenzeen en esters 1 008 460 10 van methacrylzuur of acrylzuur, of mengsels van deze esters. Voorbeelden van geschikte esters omvatten alkylesters, waarbij de alkylgroep van 1 tot 20 koolstofatomen kan bevatten, alkoxyalkylesters, zoals 5 butoxyethylacrylaat en butoxyalkylmethacrylaat, en « hydroxyalkylesters. Andere geschikte monomeren zijn zure monomeren zoals acrylzuur, methacrylzuur, maleïnezuur, * dimethyltereftalaat, fumaarzuur, crotonzuur, itaconzuur, aconitzuur en halfesters daarvan, en maleïnezuuranhydride 10 en dergelijke, fluor-bevattende monomeren, zoals vinylideenfluoride, hexafluorpropyleen en tetrafluorethyleen, polyolen, zoals ethyleenglycol en propyleenglycol, en polyisocyanaten, zoals 2,4-tolueendiisocyanaat en hexamethyleendiisocyanaat. Bijzonder 15 goede resultaten zijn verkregen met het gebruik van lineaire polyesterurethanen of vinylpolymeren als bindmiddel.

Het oplosmiddel dat gebruikt kan worden voor de inkt of verf, wordt gekozen op basis van de oplosbaarheid van 20 het toe te passen bindmiddel en de wijze waarop de inkt of verf dient te worden aangebracht op een substraat. Wat betreft de wijze waarop de verf of de inkt wordt aangebracht op een substraat, is met name de viscositeit van de verf of de inkt van belang. Eén van de factoren die 25 de viscositeit beïnvloeden is het oplosmiddel. Voorts speelt de compatibiliteit van het substraat, waarop de inkt of verf dient te worden aangebracht, met het oplosmiddel een rol. Voorbeelden van geschikte oplosmiddelen zijn ketonen, zoals methylethylketon (MEK), glycolen, esters, 30 zoals glycolesters of butylacetaat, en mengsels daarvan. De vakman zal in staat zijn, om gegeven de aard van het beoogde substraat en de keuze voor het materiaal van de elektrisch geleidende deeltjes en het bindmiddel, in staat zijn om een geschikt oplosmiddel te kiezen.

35 Naast de hierboven beschreven bestanddelen kan de inkt of verf nog additionele stoffen bevatten, die 1 1008460 '1 11 gewoonlijk in geleidende inkten of verven worden toegepast. Voorbeelden van dergelijke additionele stoffen zijn kleurstoffen, dispergeermiddelen, smeermiddelen, oppervlakte-actieve stoffen en andere stoffen die de 5 vervormbaarheid van de inkt of verf positief kunnen beïnvloeden. Met name het gebruik van een smeermiddel is van voordeel gebleken. Geschikte smeermiddelen zijn bijvoorbeeld siliconen, polyolefines en zouten van vetzuren.

10 De hoeveelheden van de componenten van een inkt of verf volgens de uitvinding worden met voordeel zodanig gekozen dat, na droging van de aangebrachte inkt of verf, er een gewichtsverhouding van elektrisch geleidende deeltjes tot bindmiddel van 1:1-12:1, bij voorkeur tussen 15 2:1 en 9:1, wordt verkregen. De vloeibare inkt of verf zal bij voorkeur van 30 tot 90 gew.%, nog liever van 45 tot 75 gew.%, betrokken op het gewicht van de vloeibare inkt of verf, aan vaste stof en van 10 tot 30 gew.%, bij voorkeur van 15 tot 25 gew.%, betrokken op het gewicht van de 20 vloeibare inkt of verf, aan bindmiddel bevatten.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een inkt of verf volgens één van de voorgaande conclusies op een substraat ter vorming van een patroon (of circuit), welk patroon 25 thermisch kan worden vervormd tot een verstrekkingsgraad van 100%, waarna het patroon een oppervlakte-weerstand heeft van ten hoogste 377 Q/D.

Het aangebrachte patroon kan dienen om een elektromagnetische afscherming te bewerkstelligen. Gevonden 30 is dat een patroon dat volgens de uitvinding is aangebracht na vervorming nog een prima afscherming geeft. Volgens de uitvinding wordt een afschermfactor uitgedrukt in decibel (dB). Een geschikte definitie is beschreven in de "EMI/RFI Shielding Guide" (uitgave van GE Plastics, CCS-002, 35 Pittsfield, USA). Een afschermlaag van een inkt of verf volgens de uitvinding kan thermisch worden vervormd tot een 1008460 12 verstrekkingsgraad van ten minste 30%, waarna de afschermfactor nog ten minste 10 dB, bij voorkeur 30 dB bedraagt.

Het aangebrachte patroon kan natuurlijk ook dienen 5 als functioneel geleidende baan, waarbij het patroon bestaat uit één of meer banen of stroken die elektrisch geleidend zijn om met een bepaald doel stroom van een bepaalde locatie naar een andere locatie te geleiden. Dergelijke functioneel geleidende banen zijn onder meer te 3 10 vinden in een gedrukte schakelaar of een printplaat. Voorts , is het mogelijk om het aangebrachte patroon te gebruiken om een bepaalde elektrische weerstand te genereren. Hierbij wordt de inkt of de verf zodanig op dit doel afgestemd, dat de oppervlakte-weerstand van het patroon hoger ligt, 15 bijvoorbeeld tot ongeveer 10.000 Ω/D. Een patroon met een dergelijke oppervlakte-weerstand kan bijvoorbeeld worden toegepast in een verwarmingselement.

Het substraat waarop de inkt of verf wordt aangebracht, kan van elke aard zijn. In de meeste gevallen 20 zal het gaan om een substraat van een polymeer materiaal (kunststof). Voorbeelden zijn printplaten, gedrukte schakelaars, verwarmingselementen, medische sensoren, membraanschakelaars, behuizingen van (mobiele) telefoons, PC's en computermonitoren, televisies, en dergelijke, maar 25 zijn ook te vinden in de automobiel-elektronica. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm dat het substraat een folie is die wordt gebruikt in de hierboven beschreven in-mould decoration technologie. Geschikte folies in dit verband zijn folies die kunnen worden gevormd door gieten of 30 verstrekken, zoals polycarbonaat-, syndiotactisch polystyreen-, ABS-, PVC- en polyesterfolies.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding verder betrekking heeft op de toepassing van de hierboven beschreven inkt of verf voor het aanbrengen van een 35 elektromagnetische afschermlaag of een functioneel geleidende baan, bij voorkeur onder toepassing van de in- J 1008460 "i 13 mould decoration techniek of bij voorwerpen die worden gevormd door een vervormingstap, nadat de inkt of verf op dat voorwerp is aangebracht.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan 5 de hand van de volgende voorbeelden.

Vergelijkend voorbeeld

Van een commercieel verkrijgbare inkt op basis van zilverdeeltjes (Electrodag 418 SS, Acheson) werd een 10 patroon gedrukt op een polycarbonaatfolie (Lexan 8B35, GE Plastics Structured Products, Bergen op Zoom). Het patroon werd gevormd door laag met een dikte van ongeveer 10 pm in de vorm van een raster met ronde openingen met een diameter van 9 pm, die zich in hoek van 45° van elkaar bevinden. De 15 breedte van de geleidende banen in het raster was 3 pm.

De folie werd diepgetrokken tot een verstrekkingsgraad van 40%. Hierna bleek dat het niet mogelijk was om een oppervlakte-weerstand te bepalen.

Figuur 1 laat zien dat er zoveel breuken in het raster 20 waren ontstaan ten gevolge van de vervorming, dat er geen sprake meer was van geleiding.

Voorbeeld 1

Een inkt werd bereid door de volgende componenten 25 homogeen te mengen: zilver met plaatjesstructuur 54 gew.% dikte van de zilverplaatjes 1 pm dso-waarde van de zilverplaatjes 6 pm Arcosolv PM acetaat* 6,6 gew.% 30 Butylcarbitol 19,5 gew.%

Morthane CA-47" 18 gew.% zinkstearaat 2 gew.% commercieel verkrijgbaar bij Dow Chemical Company 35 “ Mw= 80.000; Mn=30.000, commercieel verkrijgbaar bij Morton International 1008460 14

Voorbeeld 2

Een aantal polycarbonaatfolies (Lexan 8B35, GE Plastics Structured Products, Bergen op Zoom) werden 5 bedrukt met de inkt bereid volgens Voorbeeld 1, ter vrkrijging van een inktpatroon als beschreven in het , Vergelijkend Voorbeeld.

De folies werden diepgetrokken tot een bepaalde verstrekkingsgraad. Uit de gevormde halve bollen werden een 10 stroken met een breedte van ongeveer 1 cm geknipt. De plekken met de dunste laagdikte van de vervormde folie vormden het midden van de stroken. Over deze stroken werden zogenaamde pur^ -t- -it-punt weerstanden gemeten als beschreven in "Electrical Resistance Test Methods for EMI Coating 15 Processes", Acheson Colloids Company, 1996. De gegevens zijn vermeld in onderstaande tabel.

^ Dikte van Verstrekte Hoogte Verstrekkings Weerstand na de folie laagdikte van de graad (%) verstrekking voor op de gevormde (Ω) verstrek- dunste halve bol king (pm) plek (μπ\)_(mm)_ 250 160 20 36 30 256 180 20 30 18 256 172 25 33 17 250 129 30 48 82 246_127_35_35_28_

Figuur 2 laat een folie zien die is bedrukt met een 20 inkt volgens de uitvinding in een raster als beschreven in het Vergelijkend Voorbeeld, welke folie is vervormd tot een verstrekkingsgraad van 40%. Duidelijk is te zien dat de geleidende banen niet zijn doorbroken.

'3 1 008 460

Claims

1. Vervormbare, elektrisch geleidende inkt of verf.

2. Inkt of verf volgens conclusie 1, die na aanbrengen op een substraat een patroon vormt, welk patroon thermisch kan worden vervormd tot een verstrekking van ten minste 30% 5 onder behoud van een oppervlakte-weerstand van ten hoogste 10.000 Ω/D.

3. Inkt of verf volgens conclusie 2, waarbij het patroon ten minste 50%, bij voorkeur van 75 tot 100%, kan worden verstrekt.

4. Inkt of verf volgens conclusie 2 of 3, het patroon een oppervlakte-weerstand van ten hoogste 100 Ω/D, bij voorkeur van 0,05 tot 10 Ω/D, behoudt na verstrekking.

5. Inkt of verf volgens één van de voorgaande conclusies, omvattende elektrisch geleidende deeltjes, een 15 bindmiddel en een oplosmiddel.

6. Inkt of verf volgens conclusie 5, waarbij de elektrisch geleidende deeltjes plaatvormige deeltjes zijn.

7. Inkt of verf volgens conclusie 6, waarbij de elektrisch geleidende deeltjes plaatvormige deeltjes zijn 2. met een dikte van ten hoogste 2 μτη, bij voorkeur ten hoogste 1 μπ), en een d50-waarde hebben van 1-2 0 μπι, bij voorkeur van 10-15 μπι.

8. Inkt of verf volgens één van de conclusies 5-7, waarbij de elektrisch geleidende deeltjes zijn gekozen uit 25 de groep van metaal- en koolstofdeeltjes.

9. Inkt of verf volgens één van de conclusies 5-8, waarbij het bindmiddel een elastische hars is.

10. Inkt of verf volgens conclusie 9, waarbij de hars een molecuulgewichtsverdeling (Mw/M„) heeft van ten hoogste 30 4, bij voorkeur ten hoogste 3.

11. Inkt of verf volgens conclusie 9 of 10, waarbij de hars een glasovergangstemperatuur heeft tussen 10 en 70°C. 1 008 460

12. Inkt of verf volgens é.én van de conclusies 5-11, waarbij de inkt of verf van 3 tot 90 gew.%, bij voorkeur van 45 tot 75 gew.%, betrokken op de totale hoeveelheid inkt of verf, aan vaste stof omvat.

13. Werkwijze voor het aanbrengen van een inkt of verf volgens één van de voorgaande conclusies op een substraat ter vorming van een patroon, welk patroon thermisch kan worden vervormd tot een verstrekkingsgraad van 30%, waarna het patroon een oppervlakte-weerstand heeft van ten hoogste 10 377 Ω/D.

14. Toepassing van een inkt of verf volgens één van de conclusies 1-12 voor het aanbrengen van een elektromagnetische afschermlaag of een functioneel geleidende baan op een substraat.

15. Toepassing volgens conclusie 14, waarbij de afschermlaag of de functioneel geleidende baan wordt aangebracht onder toepassing van een in-mould of een in-mould decoration techniek.

16. Substraat omvattende een elektromagnetische 20 afschermlaag of een functioneel geleidende baan van een inkt of verf volgens één van de conclusies 1-12.

17. Substraat volgens conclusie 16, zijnde een printplaat, een gedrukte schakelaar, een verwarmingselement, een medische sensor, een membraanschakelaar, of 25 een behuizing van een (mobiele) telefoon, PC, computermonitor, of televisie. Ί i 1008460