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EP3298088A1 - Ink comprising silver nanoparticles - Google Patents

Ink comprising silver nanoparticles

Info

Publication number
EP3298088A1
EP3298088A1 EP16726815.0A EP16726815A EP3298088A1 EP 3298088 A1 EP3298088 A1 EP 3298088A1 EP 16726815 A EP16726815 A EP 16726815A EP 3298088 A1 EP3298088 A1 EP 3298088A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
compound
glycol
content
ether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16726815.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nicolas DELPONT
Stephanie LIMAGE
Virginie EL QACEMI
Gregoire STAELENS
Louis-Dominique KAUFFMAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Genesink SA
Original Assignee
Genesink SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Genesink SA filed Critical Genesink SA
Publication of EP3298088A1 publication Critical patent/EP3298088A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05K3/1241Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing

Definitions

  • the present invention relates to ink formulations based on silver nanoparticles and more particularly to ink formulations based on dispersions of silver nanoparticles.
  • the present invention relates to stable inks and high concentration of silver nanoparticles.
  • the present invention relates to ink formulations based on silver nanoparticles, said inks being characterized by a set of improved properties, among which we will mention by way of illustration:
  • the present invention relates to the field of conductive nanoparticle-based inks suitable for many printing methods.
  • printing methods inkjet, spray, screen printing, gravure printing, flexography, doctor blade, spin coating, and slot die coating; the inkjet application being particularly suitable for the type of ink claimed.
  • the inks based on conductive nanoparticles according to the present invention can be printed on all types of supports. Examples include the following: polymers and polymer derivatives, composite materials, organic materials, inorganic materials. Inks based on conductive nanoparticles according to the present invention have numerous advantages, among which we will mention as non-limiting examples:
  • the present invention also relates to a method of improved preparation of said inks; Finally, the present invention also relates to the use of said inks in the fields of printed electronics (for example RFID (Radio Frequency Identification) supports), photovoltaics, OLEDs (organic light-emitting diode), sensors (eg gas sensors), touch panels, biosensors, and contactless technologies.
  • printed electronics for example RFID (Radio Frequency Identification) supports
  • OLEDs organic light-emitting diode
  • sensors eg gas sensors
  • touch panels eg gas sensors
  • biosensors e.g., biosensors, and contactless technologies.
  • nanoparticles have a very important surface / volume ratio and the substitution of their surface by surfactants leads to the change of certain properties, in particular optical properties, and the possibility of dispersing them.
  • Nanoparticles are compounds of which at least one of their dimension is less than 100 nm. They can have different shapes:
  • rods L ⁇ 200 to 300 nm
  • wires a few hundred nanometers even a few microns
  • discs stars, pyramids, tetrapods, cubes or crystals when they have no predefined shape.
  • Vapor Deposition - CVD when a substrate is exposed to volatilized chemical precursors that react or decompose on its surface. This process generally leads to the formation of nanoparticles whose morphology depends on the conditions used;
  • the laser pulse in solution when a solution containing a precursor is irradiated with laser beam.
  • the nanoparticles form in the solution along the light beam;
  • Physical syntheses consume more raw materials with significant losses. They generally require time and high temperatures which make them unattractive for the transition to production on an industrial scale. This makes them unsuitable for certain substrates, for example flexible substrates. Moreover, the syntheses are carried out directly on the substrates in frames with reduced dimensions. These production methods are relatively rigid and do not produce on large substrates.
  • ligands prevent risks of aggregation and sedimentation. They offer a second advantage by also impacting the properties of the ink formulated based on these conductive nanoparticles. It is thus possible to adjust the nature of the ligands according to the intended application. In the context of biomedical application, it is thus preferred ligands such as peptides that increase the biocompatibility of nanoparticles in the biological medium. In the case of the printed electronics industry, this paves the way for the use of substrates of different sizes and types. Finally, these synthetic methods make it possible to produce stable quantities of nanoparticles in a relatively short time. All these points emphasize the strengths and flexibility of chemical synthesis routes to consider nanoparticle production on an industrial scale.
  • the present invention aims to overcome one or more disadvantages of the prior art by providing a dispersion-based ink of stable and high concentration of silver nanoparticles, said inks having significant improvements in the field of their disposability and / or their homogeneity and / or conductivity as well as reduced volatility. According to an embodiment of the present invention, this objective is achieved thanks to an ink based on silver nanoparticles whose composition comprises
  • the compound "X" is a cyclooctane solvent
  • terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol or a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether, or a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether.
  • the Applicant has unexpectedly discovered that the specific combination of the ink components according to the present invention made it possible to obtain inks based on dispersions of silver nanoparticles in high concentrations and with improved stability.
  • the viscosity of the ink according to the present invention is preferably between 1 and 10,000 mPa.s, more preferably between 1 and 1000 mPa.s, for example between 2 and 20 mPa.s.
  • the compound "a” according to the present invention therefore consists of silver nanoparticles.
  • the objectives of the present invention are particularly well achieved when the compound "a" consists of silver nanoparticles whose dimensions are between 1 and 50 nm, preferably between 2 and 20 ⁇ m. nm.
  • the size of the nanoparticles is defined as the average diameter of the silver-containing particles, excluding stabilizers, as determined for example by transmission electron microscopy.
  • the silver nanoparticles are of spheroidal and / or spherical shape.
  • spheroidal means that the shape resembles that of a sphere but is not perfectly round (“quasi-spherical"), for example an ellipsoidal shape.
  • the shape of the nanoparticles is usually identified by means of microscopic photographs.
  • the nanoparticles have diameters of between 1 and 50 nm, preferably between 2 and 20 nm.
  • the silver nanoparticles were previously synthesized by chemical synthesis. Any chemical synthesis may be preferentially used in the context of the present invention.
  • the silver nanoparticles are obtained by a chemical synthesis which uses as silver precursor an organic or inorganic silver salt.
  • an organic or inorganic silver salt By way of non-limiting example, mention may be made of silver acetate, silver nitrate, silver carbonate, silver phosphate, silver trifluorate, silver chloride, sodium perchlorate and the like. money, alone or in combination.
  • the precursor is silver acetate.
  • the silver nanoparticles are thus synthesized by chemical synthesis, by reducing the silver precursor by means of a reducing agent in the presence of the dispersing agent referred to as the "c" compound.
  • this reduction can be carried out in the absence or in the presence of a solvent (hereinafter also referred to as the "synthesis solvent").
  • the dispersing agent generally acts both as a dispersing agent and as a solvent for the silver precursor; a particular example of synthesis of nanoparticles in a medium without solvent and preparation of the dispersion according to the present invention is described by way of illustration below.
  • the synthetic dispersing agent compound “c", for example dodecylamine
  • compound “c" for example dodecylamine
  • the hydrazine reducing agent is then rapidly added to the mixture and the mixture is left stirring for about 60 minutes.
  • the mixture is treated by the addition of methanol (or any other suitable solvent, for example another monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms, for example ethanol) and the supernatant is removed during several washes successive (silver nanoparticles thus formed remain in the state of dispersion and in contact with liquid).
  • the cyclooctane solvent (compound “b") is added and the residual methanol is evaporated.
  • the compound “d” (a dispersing agent different from the compound “b” used, for example an octylamine) is then added and the mixture is stirred for 15 minutes at room temperature.
  • the silver nanoparticle dispersions thus obtained are used directly for the formulation of conductive inks.
  • the silver precursor is dissolved in said synthetic solvent; preferably, this synthetic solvent is different from the compound "b" (hereinafter also referred to as the "dispersion solvent”).
  • the synthesis solvent is preferably an organic solvent selected from the following list of hydrocarbons:
  • alkanes having from 5 to 20 carbon atoms which may be exemplified by Pentane (C5H12), Hexane (C6H14), Heptane (C7H16), Octane (C8H18), Nonane (C9H20), Decane (C10H22), Undecane ( C11H24), Dodecane (C12H26), Tridecane (C13H28), Tetradecane (C14H30), Pentadecane (C15H32), Cetane (C16H34), Heptadecane (C17H36), Octadecane (C18H38), Nonadecane (C19H40), Eicosane (C20H42), Cyclopentane ( C5H10) cyclohexane (C6H12), methylcyclohexane (C7H14); cycloheptane (C7H14), cyclononane (C9H18), cyclodecane
  • aromatic hydrocarbons having 7 to 18 carbon atoms for example toluene, xylene, ethylbenzene or ethyltoluene;
  • At least one dispersing agent (the compound "c") is also present in addition to the silver precursor (and the synthesis solvent when the latter is used).
  • This dispersing agent which we will call the synthetic dispersing agent corresponding to the above-mentioned compound "c", is preferably chosen from the list of dispersing agents described hereinafter in the present description.
  • the silver nanoparticles are therefore synthesized by chemical synthesis, by reducing the silver precursor by means of a reducing agent in the presence of the synthetic dispersing agent (the compound "C"), all preferably taking place in the synthesis solvent.
  • This synthesis is preferably carried out under non-binding pressure and temperature conditions as defined hereinafter in the present description.
  • the reducing agent may be selected from a wide range of compounds for reducing the silver precursor.
  • compounds for reducing the silver precursor By way of illustration, mention may be made of the following compounds: hydrogen; hydrides, among which we will mention by way of example NaBH4, LiBH4, KBH4, and tetrabutylammonium borohydride; hydrazines, among which we will mention by way of example hydrazine (H2N-NH2), substituted hydrazine (methylhydrazine, phenylhydrazine, para-methoxyphenylhydrazine, dimethylhydrazine, diphenylhydrazine, etc.), hydrazine salt (substituted), and the like. ; amines, among which we will mention by way of example trimethylamine, triethylamine, etc ...; and their mixtures.
  • the nanoparticles are then subjected to a washing / purification step that eliminates anything that is not chemically or physically related to the nanoparticles.
  • a liquid phase is always present, both during the reduction step of the silver precursor and during all the steps (for example the washing and purification steps). above) that precede the addition of compound "b" (cyclooctane).
  • a liquid phase for example a solvent
  • this characteristic makes it possible to considerably improve certain properties (monodispersion, homogeneity, stability and annealing at lower temperature) of the silver nanoparticles. This approach eliminates the nanoparticle isolation step, which has a positive impact in terms of production costs and personal health and safety.
  • the compound "b" according to the present invention therefore consists of a cyclooctane solvent.
  • the compounds "c” (synthetic dispersing agent) and “d” (dispersing agent) according to the present invention therefore consist of dispersing agents characterized in that the dispersing agent "d” is different from the agent "c” used .
  • This difference is displayed by a different chemistry; for example, a different carbon chain length (e.g., a difference of at least two carbon atoms in the chain), and / or a linear carbon chain compound and the other not, and / or a cyclic carbon chain and the other not and / or an aromatic carbon chain compound and the other not.
  • the compound “c” has a molecular weight and / or a carbon chain length at least 20% greater than that of the compound "d", for example at least 40%> greater .
  • These dispersing agents may advantageously be selected from the families of organic dispersing agents which comprise at least one carbon atom. These organic dispersing agents may also comprise one or more nonmetallic heteroatoms such as a halogenated compound, nitrogen, oxygen, sulfur, silicon.
  • thiols and their derivatives for example amino alcohols and amino alcohol ethers
  • carboxylic acids and their carboxylate derivatives for example polyethylene glycols, and / or their mixtures.
  • the organic dispersing agents "c” and “d” will be selected from the group consisting of amines such as, for example, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, diaminopentane, diaminohexane, diaminoheptane, diaminooctane, diaminononane, diaminodecane, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, propylbutylamine, octy
  • the compounds "b” (cyclooctane) and “d” are added to the silver nanoparticles already synthesized in the presence of the compound "c".
  • the synthetic dispersing agent (compound “c", for example dodec) is added and the mixture is stirred.
  • the hydrazine reducing agent is then rapidly added to the mixture and the mixture is left stirring for about 60 minutes.
  • the mixture is treated by the addition of methanol (or any other suitable solvent, for example another monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms, for example ethanol) and the supernatant is removed during three washes successive (silver nanoparticles thus formed remain in the state of dispersion and in contact with liquid, in this case in contact with methanol).
  • the cyclooctane solvent (compound "b") is added and the residual methanol is evaporated.
  • the compound “d” (a dispersing agent different from the compound “b” used, for example an octylamine) is then added and the mixture is stirred for 15 minutes at room temperature.
  • the silver nanoparticle dispersions thus obtained are used directly for the formulation of conductive inks.
  • the nanoparticles that are used are characterized by D50 values (which can be measured for example by means of the method described below) which are preferably between 2 and 12 nm; they are also preferably characterized by a monodisperse (homogeneous) distribution without aggregate.
  • D50 will be between 2 and 8 nm; for the nanoparticles synthesized in the absence of a solvent, the preferred range of D50 will be between 5 and 12 nm.
  • the dispersion thus obtained can be used directly or diluted to obtain the desired properties before being incorporated, for example, in an ink.
  • dispersions according to the present invention are characterized by superior stability (before dilution) as demonstrated in the examples.
  • the dispersion of silver nanoparticles comprises
  • a compound "a” (silver nanoparticles) in a content greater than 30% by weight, preferably greater than 35% by weight, for example greater than 40% by weight,
  • a compound "b” (cyclooctane) in a content of between 20 and 65% by weight, preferably between 40 and 60% by weight,
  • a compound "c” (dispersing agent) in a content of between 3 and 15% by weight, preferably between 3 and 10% by weight, and
  • the dispersion of silver nanoparticles may also include in its composition additional compounds among which we will mention by way of example solvents (for example ethers, alcohols, esters). and / or additives (for example polymers) whose objective may be for example the improvement of the dispersion of the nanoparticles.
  • the compounds "a", “b", “c”, and “d” (within the ranges of proportions indicated above) will preferably comprise at least 55% by weight of the final dispersion, preferably at least 75% by weight of the final dispersion. % by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the final dispersion.
  • the dispersion of silver nanoparticles does not include water in its composition.
  • the dispersion can tolerate traces of water depending on their degree of purity, it is obvious that the sum of these corresponding traces of water will be acceptable in the dispersions of silver nanoparticles according to the present invention.
  • the water content in the final dispersion generally depends essentially on the water content of the solvents used for its preparation; the monohydric alcohol (the dispersion washing methanol in our example embodiment above) will have this citrate the most important impact - in comparison with the other solvents used in the preparation of the dispersion - on the content final water dispersion.
  • the dispersions of silver nanoparticles comprise water concentrations of less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, for example less than 0.5% by weight. or even less than 0.2% by weight.
  • water is not added during the formulation of dispersions of silver nanoparticles.
  • the compound “e” present in the ink according to the present invention therefore consists of a solvent which is different from the “b” compound (cyclooctane) used and its content in the ink is greater than 10% by weight and less than 80% by weight. weight; the said compound "e” is
  • a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether A mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether.
  • this solvent compound "e” is a terpene alcohol selected from the family of menthol, nerol, cineol, lavandulol, myrcenol, terpineol (alpha-, beta-, gamma-terpineol, and / or or terpinen-4-ol, preferably alpha-terpineol), isoborneol, citronellol, linalool, terminalol, geraniol, and / or a mixture of two or more of said alcohols.
  • this solvent compound "e” is a mixture of terpene alcohol as defined above and aliphatic monohydric alcohol which is divided among the group consisting of ethanol, propanol, butanol, pentanol and hexanol and their isomers (eg isopropanol, tert-butanol), and / or a mixture of two or more of said aliphatic monohydric alcohols.
  • this solvent compound "e” is a mixture of terpene alcohol as defined above and glycol and / or glycol ether which will preferably be selected - for glycols examples of which are ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, hexylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, pentamethylene glycol - for example glycol ethers among the mono- or di-ethers of glycols among which we will mention by way of example ethylene glycol propyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol butyl ether, propylene glycol methyl ether, prop
  • this solvent compound "e” is a mixture of terpene alcohol as defined above and aliphatic monohydric alcohol as defined above and glycol and / or glycol ether as defined above.
  • the ink is characterized in that the compound "e” is a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol whose weight ratio [terpene alcohol] / [aliphatic monohydric alcohol ] is between 1/6 and 11/1, for example between 1/1 and 11/1.
  • the ink is characterized in that the compound "e” is a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether whose weight ratio [terpene alcohol] the glycol and / or glycol ether is between 1/6 and 11/1, for example between 1/1 and 11/1.
  • the ink is characterized in that the content of terpene alcohol (compound “e”) is greater than or equal to 30% by weight.
  • the optional compound "f” according to the present invention therefore consists of a rheology modifier.
  • cellulosic agents for example alkyl-cellulose, preferably ethylcellulose, nitro-celluloses, and / or mixtures thereof.
  • the optional compound "g” according to the present invention therefore consists of an antioxidant.
  • an antioxidant for example,
  • ascorbic acid or vitamin C E300
  • sodium ascorbates E301
  • calcium E302
  • diacetyl 5-6-1 -ascorbic acid E303
  • palmityl 6-1 -ascorbic acid E304
  • citric acid E330
  • sodium citrate E331
  • potassium E332
  • calcium citrate E333
  • the ink compositions also comprise an additional solvent, which we will call "X" solvent which is cyclooctane.
  • the inks formulated according to the present invention contain a content of less than 60% by weight of nanoparticles (compound "a”), preferably between 5 and 45%, and more particularly between 10% by weight. and 40% by weight.
  • compound "a" nanoparticles
  • the silver ink comprises
  • a dispersion according to the present invention (with compounds “a”, “b”, “c” and “d"), in a content of less than or equal to 60% by weight, and preferably greater than 5% by weight preferably greater than 10% by weight, for example greater than 20% by weight and even greater than 40% by weight,
  • An optional compound "f” (rheology modifying agent) in a content of less than 20% by weight, preferably between 0.1 and 2% by weight,
  • An optional compound "g” consisting of an antioxidant agent in a content of less than 10% by weight, preferably less than 3% by weight, and
  • the silver ink comprises the compound "g” consisting of an antioxidant in a content greater than 0.01% by weight.
  • the ink may also include in its composition other compounds among which we will mention by way of example additives (for example, an additive of the family of silanes) whose objective may for example be to improve the resistance to different types of mechanical stress, for example adhesion to many substrates; the following substrates may be mentioned as examples: polyimide, polycarbonate, PET polyethertetphthalate), polyethylene naphthalate (PEN), polyaryletherketone, polyester, thermostabilized polyester, glass, ITO glass, AZO glass, SiN glass.
  • additives for example, an additive of the family of silanes
  • substrates may be mentioned as examples: polyimide, polycarbonate, PET polyethertetphthalate), polyethylene naphthalate (PEN), polyaryletherketone, polyester, thermostabilized polyester, glass, ITO glass, AZO glass, SiN glass.
  • the compounds "a”, “b”, “c”, “d”, “e”, “f”, “g” and “X” (in the ranges of proportions indicated above) will preferably be less than 50% by weight of the final ink, preferably at least 75% by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the final ink.
  • the ink does not include water in its composition.
  • the ink components can tolerate traces of water depending on their degree of purity, it goes without saying that the sum of these corresponding traces of water will be acceptable in the inks according to the present invention.
  • the water content in the final ink generally depends essentially on the water content of the solvents used for its preparation; the monohydric alcohol (the dispersion washing methanol in our example embodiment above) will have the citrate the greatest impact - compared with the other solvents used in the preparation of the ink - on the final water content of the ink.
  • the inks comprise water concentrations of less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, for example less than 0.5% by weight, or even less than 1% by weight. 0.2% by weight.
  • water is not added during the formulation of the inks .
  • the preparation of the nanoparticle dispersion according to the present invention is characterized by the following steps:
  • a liquid phase is always present during all these preparation steps.
  • a preferred characteristic according to the present invention is that the silver nanoparticles are never isolated and dried; they therefore preferably remain in contact with a liquid phase (for example a solvent) in which they are dispersed.
  • step "a" the addition of the reducing agent is carried out in any suitable container (for example a reactor) with the characteristic that it is carried out sub-level, for example using a plunger directly introduced into the reaction medium.
  • a suitable container for example a reactor
  • An additional advantage of the dispersion according to the present invention lies in the fact that its preparation can be carried out under non-binding pressure and / or temperature conditions, for example at pressure and / or temperature conditions close to normal conditions or ambient. It is preferable to remain within 40% of the normal or ambient pressure conditions and, with respect to temperature, the latter is generally less than 80 ° C, preferably less than 70 ° C.
  • the Applicant has found that it is preferable to maintain the pressure conditions during the preparation of the dispersion at values oscillating at most 30%, preferably 15% around the values of the normal or ambient pressure conditions. preferably near atmospheric pressure.
  • a control of these pressure and / or temperature conditions can therefore advantageously be included in the device for preparing the dispersion so as to fulfill these conditions.
  • the preparation of the nanoparticle-based ink according to the present invention is characterized by the following consecutive steps:
  • the ink thus obtained can be used directly or diluted to obtain the desired properties.
  • a rheology modifying agent compound "f”
  • the preparation of the nanoparticle-based ink according to the present invention is characterized by the following consecutive steps:
  • An additional advantage of the ink according to the present invention lies in the fact that its preparation can be carried out under non-constraining pressure and / or temperature conditions, for example at pressure and / or temperature conditions close to or identical to the normal or ambient conditions. It is preferable to stay within 40% of normal or ambient pressure and / or temperature conditions. For example, the Applicant has found that it is preferable to maintain the pressure and / or temperature conditions during the preparation of the ink at values oscillating at most 30%, preferably 15% around the values of the conditions. normal or ambient. A control of these pressure and / or temperature conditions can therefore be advantageously included in the ink preparation device so as to fulfill these conditions.
  • This advantage related to an ink preparation under non-binding conditions obviously also results in a facilitated use of said inks.
  • the ink may advantageously be used in any printing method, in particular inkjet, spray, screen printing, gravure printing, flexography, doctor blade, spin coating, and slot die coating. ; the inkjet application being particularly suitable for the type of ink claimed.
  • the square resistance of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method.
  • it can advantageously be measured according to the following method:
  • An ink deposited by spincoating on a substrate (600 rpm / 3 min - for example glass) is annealed using a hot plate or an oven.
  • An analysis of the square resistance is carried out under the following conditions:
  • the Applicant has found that the square resistance values (measured as described above) of the inks obtained according to the present invention were preferably less than 100 mohms / sq for higher thicknesses or equal to 1 ⁇ (annealing temperature of
  • the silver nanoparticles content as mentioned in the present invention may be measured to any appropriate extent.
  • it can advantageously be measured according to the following method:
  • the size distribution of the silver nanoparticles (in the D50 dispersion) as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method.
  • it can be advantageously measured according to the following method: use of a device of the Nanosizer S type of Malvern with the following characteristics:
  • FIGS. 1 and 2 are representative of a general example of DLS (Dynamic light scattering) spectrum obtained during the synthesis of the nanoparticles according to the present invention, respectively with synthetic solvent (FIG. 1) and when the dispersing agent is used as a solvent for synthesis ( Figure 2).
  • FIGS. 1 and 2 We can see the particle size spectra in the size (in nm) of the silver nanoparticles.
  • D 50 is the diameter for which 50% of the silver nanoparticles in number are smaller. This value is considered representative of the average grain size.
  • the viscosity of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method. By way of example, it can be advantageously measured according to the following method:
  • the surface tension of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method.
  • it can be advantageously measured according to the following method:
  • Needle diameter 1.65 mm
  • the square resistance was measured according to the protocol described above (600 rpm 3 min, annealed 150 ° C 30 min). The values are shown in the table below.

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Abstract

The invention relates to ink formulations comprising dispersions of silver nanoparticles. In particular, the invention relates to stable inks having a high concentration of silver nanoparticles.

Description

ENCRE A BASE DE NANOPARTICULES D'ARGENT  INK BASED ON SILVER NANOPARTICLES

La présente invention a pour objet des formulations d'encres à base de nanoparticules d'argent et plus particulièrement des formulations d'encres à base de dispersions de nanoparticules d'argent. En particulier, la présente invention concerne des encres stables et à forte concentration de nanoparticules d'argent. The present invention relates to ink formulations based on silver nanoparticles and more particularly to ink formulations based on dispersions of silver nanoparticles. In particular, the present invention relates to stable inks and high concentration of silver nanoparticles.

Des encres similaires ont déjà été décrites par la Demanderesse dans sa demande de brevet PCT/EP2014/075416 déposée le 24 novembre 2014.  Similar inks have already been described by the Applicant in his patent application PCT / EP2014 / 075416 filed November 24, 2014.

Plus particulièrement, la présente invention concerne des formulations d'encre à base de nanoparticules d'argent, les dites encres étant caractérisées par un ensemble de propriétés améliorées parmi lesquelles nous citerons à titre illustratif :  More particularly, the present invention relates to ink formulations based on silver nanoparticles, said inks being characterized by a set of improved properties, among which we will mention by way of illustration:

Une jetabilité améliorée (comme démontré par exemple au moyen de photos de type « drop watcher » pour la forme des gouttes et/ou des tests d'impression pour comparer la résolution obtenue), et/ou  Improved disposability (as demonstrated, for example, by means of "drop watcher" photos for the shape of the drops and / or printing tests to compare the obtained resolution), and / or

Une homogénéité améliorée (comme démontré par exemple au moyen de mesures de type profïlomètre), et/ou  Improved homogeneity (as demonstrated for example by means of profiometer measures), and / or

Une conductivité accrue (comme démontré par exemple au moyen du « Spin Coater » et par comparaison des valeurs de Résistance-carré), et/ou  Increased conductivity (as demonstrated for example by means of "Spin Coater" and by comparison of Resistance-square values), and / or

Une volatilité diminuée et/ou meilleure jetabilité (comme démontré par exemple au moyen de tests en impression).  Decreased volatility and / or better disposability (as demonstrated for example by means of print tests).

Plus particulièrement, la présente invention se rapporte au domaine des encres à base de nanoparticules conductrices adaptées pour de nombreuses méthodes d'impression. On citera à titre d'exemples non limitatifs les méthodes d'impression suivantes : jet d'encre, spray, sérigraphie, héliogravure, flexographie, doctor blade, spin coating, et slot die coating ; l'application jet d'encre étant particulièrement adaptée pour le type d'encre revendiquée.  More particularly, the present invention relates to the field of conductive nanoparticle-based inks suitable for many printing methods. By way of nonlimiting examples, mention may be made of the following printing methods: inkjet, spray, screen printing, gravure printing, flexography, doctor blade, spin coating, and slot die coating; the inkjet application being particularly suitable for the type of ink claimed.

Les encres à base de nanoparticules conductrices selon la présente invention peuvent être imprimées sur tous types de supports. On citera à titre d'exemple les supports suivants : polymères et dérivés de polymères, matériaux composites, matériaux organiques, matériaux inorganiques. Les encres à base de nanoparticules conductrices selon la présente invention présentent de nombreux avantages parmi lesquels nous citerons à titre d'exemples non limitatifs : The inks based on conductive nanoparticles according to the present invention can be printed on all types of supports. Examples include the following: polymers and polymer derivatives, composite materials, organic materials, inorganic materials. Inks based on conductive nanoparticles according to the present invention have numerous advantages, among which we will mention as non-limiting examples:

- une stabilité dans le temps supérieure aux encres actuelles ;  a stability in time superior to current inks;

- une versatilité quant à leur domaine d'application ;  - versatility in their field of application;

- une non-toxicité des solvants et des nanoparticules ; a non-toxicity of solvents and nanoparticles;

- une conservation des propriétés intrinsèques des nanoparticules ; et, en particulier, a conservation of the intrinsic properties of the nanoparticles; and especially,

- une conservation des propriétés électroniques, et - a conservation of the electronic properties, and

- une conductivité améliorée pour des températures de recuit inférieures à 200° C et plus particulièrement pour des températures de recuit inférieures ou égales à 150°C. Cette conductivité améliorée est généralement démontrée grâce à la mesure de résistance carrée du matériau.  an improved conductivity for annealing temperatures below 200 ° C. and more particularly for annealing temperatures of less than or equal to 150 ° C. This improved conductivity is generally demonstrated by measuring the square strength of the material.

La présente invention se rapporte également à une méthode de préparation améliorée des dites encres ; enfin, la présente invention se rapporte aussi à l'utilisation des dites encres dans les domaines de l'électronique imprimée (par exemple les supports RFID (Identification par Radio Fréquence)), du photovoltaïque, des OLED (diode électroluminescente organique), des capteurs (par exemple des capteurs de gaz), des dalles tactiles, des biocapteurs, et des technologies sans contact (« contactless technologies »).  The present invention also relates to a method of improved preparation of said inks; Finally, the present invention also relates to the use of said inks in the fields of printed electronics (for example RFID (Radio Frequency Identification) supports), photovoltaics, OLEDs (organic light-emitting diode), sensors (eg gas sensors), touch panels, biosensors, and contactless technologies.

A la vue de la littérature de ces dernières années, les nanocristaux colloïdaux conducteurs ont reçu beaucoup d'attention grâce à leurs nouvelles propriétés optoélectroniques, photovoltaïques et catalytiques. Cela les rend particulièrement intéressants pour de futures applications dans le domaine de la nanoélectronique, des cellules solaires, des capteurs et du biomédical.  At the sight of the literature of recent years, conductive colloidal nanocrystals have received a lot of attention thanks to their new optoelectronic, photovoltaic and catalytic properties. This makes them particularly interesting for future applications in the field of nanoelectronics, solar cells, sensors and biomedical.

Le développement de nanoparticules conductrices permet de recourir à de nouvelles mises en œuvre et d'entrevoir une multitude de nouvelles applications. Les nanoparticules possèdent un rapport surface / volume très important et la substitution de leur surface par des tensioactifs entraîne le changement de certaines propriétés, notamment optiques, et la possibilité de les disperser.  The development of conductive nanoparticles makes it possible to resort to new implementations and to foresee a multitude of new applications. The nanoparticles have a very important surface / volume ratio and the substitution of their surface by surfactants leads to the change of certain properties, in particular optical properties, and the possibility of dispersing them.

Leurs faibles dimensions peuvent amener dans certains cas des effets de confinement quantique. Les nanoparticules sont des composés dont au moins une de leur dimension est inférieure à 100 nm. Ils peuvent présenter différentes formes : des billes (de Their small dimensions can lead in some cases to quantum confinement effects. Nanoparticles are compounds of which at least one of their dimension is less than 100 nm. They can have different shapes:

1 à 100 nm), des bâtonnets (L < 200 à 300 nm), des fils (quelques centaines de nanomètres voire quelques microns), des disques, des étoiles, des pyramides, des tétrapodes, des cubes ou des cristaux lorsqu'ils n'ont pas de forme prédéfinie. 1 to 100 nm), rods (L <200 to 300 nm), wires (a few hundred nanometers even a few microns), discs, stars, pyramids, tetrapods, cubes or crystals when they have no predefined shape.

Plusieurs procédés ont été élaborés afin de synthétiser des nanoparticules conductrices. Parmi eux, on peut citer de façon non exhaustive :  Several processes have been developed to synthesize conductive nanoparticles. Among them, one can quote in a non-exhaustive way:

- les procédés physiques : - the physical processes:

■ la déposition de vapeur chimique (aussi connue sous la dénomination « Chemical ■ the chemical vapor deposition (also known as "Chemical

Vapor Déposition - CVD ») lorsqu'un substrat est exposé à des précurseurs chimiques volatilisés qui réagissent ou se décomposent sur sa surface. Ce procédé conduit généralement à la formation de nanoparticules dont la morphologie dépend des conditions utilisées ; Vapor Deposition - CVD ") when a substrate is exposed to volatilized chemical precursors that react or decompose on its surface. This process generally leads to the formation of nanoparticles whose morphology depends on the conditions used;

■ Γ évaporati on thermique ;  ■ thermal evaporation;

l'épitaxie par jets moléculaires (aussi connue sous la dénomination « Molecular Beam Epitaxy ») lorsque des atomes qui vont constituer les nanoparticules sont bombardés à grande vitesse sur le substrat (où ils vont se fixer), sous la forme d'un flux gazeux ; the molecular beam epitaxy (also known under the name "Molecular Beam Epitaxy") when the atoms which will constitute the nanoparticles are high-speed bombarded on the substrate (where they will bind) under the form of a stream gaseous;

- les procédés chimiques ou physico-chimiques : - chemical or physicochemical processes:

la microémulsion ; the microemulsion;

l'impulsion laser en solution, lorsqu'une solution contenant un précurseur est irradiée par faisceau laser. Les nanoparticules se forment dans la solution le long du faisceau lumineux ; the laser pulse in solution when a solution containing a precursor is irradiated with laser beam. The nanoparticles form in the solution along the light beam;

■ La synthèse par irradiation aux microondes ;  ■ Microwave irradiation synthesis;

La synthèse orientée assistée par des surfactants ; Oriented synthesis assisted by surfactants;

La synthèse sous ultrasons ; Synthesis under ultrasound;

La synthèse électrochimique ; electrochemical synthesis;

La synthèse organométallique ; Organometallic synthesis;

■ La synthèse en milieu alcoolique ;  ■ Synthesis in an alcoholic medium;

La chimie sol-gel ; Sol-gel chemistry;

La synthèse en oxydo-réduction. Oxidation-reduction synthesis.

Les synthèses physiques consomment plus de matières premières avec des pertes significatives. Elles nécessitent généralement du temps et des températures élevées ce qui les rendent peu attractives pour le passage à une production à l'échelle industrielle. Cela les rend non adaptées à certains substrats, par exemple les substrats souples. De plus, les synthèses s'effectuent directement sur les substrats dans des bâtis aux dimensions réduites. Ces modes de productions se révèlent relativement rigides et ne permettent pas de produire sur des substrats de grandes dimensions. Physical syntheses consume more raw materials with significant losses. They generally require time and high temperatures which make them unattractive for the transition to production on an industrial scale. This makes them unsuitable for certain substrates, for example flexible substrates. Moreover, the syntheses are carried out directly on the substrates in frames with reduced dimensions. These production methods are relatively rigid and do not produce on large substrates.

Les synthèses chimiques quant à elles possèdent de nombreux avantages. Le premier est de travailler en solution, les nanoparticules conductrices obtenues ainsi sont déjà dispersées dans un solvant ce qui en facilite le stockage et l'utilisation. Dans la plupart des cas, les nanoparticules ne sont pas fixées à un substrat ce qui amène plus de latitude dans leur utilisation. Ces méthodes permettent aussi un meilleur contrôle des matières premières mises enjeu et limitent des pertes. Un bon ajustement des paramètres de synthèse conduit à un bon contrôle de la synthèse et la cinétique de croissance des nanoparticules conductrices. Ceci permet de garantir une bonne reproductibilité entre les lots ainsi qu'un bon contrôle de la morphologie finale des nanoparticules. La partie délicate est d'obtenir des solutions stables colloïdalement dans le temps sans agrégation des nanoparticules ni précipitation. La customisation de la surface des nanoparticules permet de lutter efficacement contre ce phénomène en choisissant pour cela des entités stabilisantes telles que les ligands. Ces ligands préviennent des risques d'agrégations et de sédimentations. Ils offrent un second avantage en impactant également sur les propriétés de l'encre formulée à base de ces nanoparticules conductrices. Il est ainsi possible d'ajuster la nature des ligands selon l'application visée. Dans le cadre d'application biomédicale, il est ainsi privilégié des ligands tels que des peptides qui augmentent la biocompatibilité des nanoparticules dans le milieu biologique. Dans le cas de la filière de l'électronique imprimée, cela ouvre la voie à l'emploi de substrats de différentes tailles et de différentes natures. Enfin, ces méthodes de synthèse permettent de produire en quantité des solutions stables de nanoparticules dans un délai relativement court. Tous ces points soulignent les atouts et la flexibilité des voies de synthèse chimiques pour envisager une production à l'échelle industrielle de nanoparticules.  Chemical syntheses have many advantages. The first is to work in solution, the conductive nanoparticles thus obtained are already dispersed in a solvent which facilitates storage and use. In most cases, the nanoparticles are not attached to a substrate which gives more latitude in their use. These methods also allow better control of the raw materials involved and limit losses. A good adjustment of the synthesis parameters leads to a good control of the synthesis and kinetics of growth of the conductive nanoparticles. This makes it possible to guarantee good batch reproducibility as well as good control of the final morphology of the nanoparticles. The tricky part is to obtain stable solutions colloidally over time without aggregation of the nanoparticles or precipitation. The customization of the surface of the nanoparticles makes it possible to fight this phenomenon effectively by choosing for this stabilizing entities such as ligands. These ligands prevent risks of aggregation and sedimentation. They offer a second advantage by also impacting the properties of the ink formulated based on these conductive nanoparticles. It is thus possible to adjust the nature of the ligands according to the intended application. In the context of biomedical application, it is thus preferred ligands such as peptides that increase the biocompatibility of nanoparticles in the biological medium. In the case of the printed electronics industry, this paves the way for the use of substrates of different sizes and types. Finally, these synthetic methods make it possible to produce stable quantities of nanoparticles in a relatively short time. All these points emphasize the strengths and flexibility of chemical synthesis routes to consider nanoparticle production on an industrial scale.

La présente invention a pour objectif de palier à un ou plusieurs inconvénients de l'art antérieur en fournissant une encre à base de dispersion de nanoparticules d'argent stable et à forte concentration, les dites encres présentant des améliorations importantes dans le domaine de leur jetabilité et/ou de leur homogénéité et/ou de leur conductivité ainsi qu'une volatilité diminuée. Selon un mode d'exécution de la présente invention, cet objectif est atteint grâce à une encre à base de nanoparticules d'argent dont la composition comprend The present invention aims to overcome one or more disadvantages of the prior art by providing a dispersion-based ink of stable and high concentration of silver nanoparticles, said inks having significant improvements in the field of their disposability and / or their homogeneity and / or conductivity as well as reduced volatility. According to an embodiment of the present invention, this objective is achieved thanks to an ink based on silver nanoparticles whose composition comprises

A. une dispersion de nanoparticules d'argent dans une teneur comprise entre 5 et 60 % en poids, la dite dispersion comprenant  A. a dispersion of silver nanoparticles in a content of between 5 and 60% by weight, said dispersion comprising

a. un composé « a » consistant en des nanoparticules d'argent,  at. a compound "a" consisting of silver nanoparticles,

b. un composé « b » consistant en un solvant cyclooctane,  b. a compound "b" consisting of a cyclooctane solvent,

c. un composé « c » consistant en un agent dispersant, et  vs. a compound "c" consisting of a dispersing agent, and

d. un composé « d » consistant en un agent dispersant différent du composé « c »,  d. a compound "d" consisting of a dispersing agent different from the compound "c",

B. un composé « e » consistant en un solvant différent du composé « b » dans une teneur supérieure à 10 % en poids et inférieure à 80% en poids,  B. a compound "e" consisting of a solvent different from the compound "b" in a content greater than 10% by weight and less than 80% by weight,

C. un composé « f » optionnel consistant en un agent modificateur de rhéologie dans une teneur inférieure à 20% en poids,  C. an optional compound "f" consisting of a rheology modifier in a content of less than 20% by weight,

D. un composé « g » optionnel consistant en un agent antioxydant dans une teneur inférieure à 10%> en poids, et  D. an optional "g" compound consisting of an antioxidant in a content of less than 10% by weight, and

E. un composé « X » consistant en un solvant dans une teneur comprise entre 0,5 et 60%) en poids, E. a compound "X" consisting of a solvent in a content of between 0.5 and 60% by weight,

la dite composition d'encre étant caractérisée en ce que said ink composition being characterized in that

le composé « X » est un solvant cyclooctane, et  the compound "X" is a cyclooctane solvent, and

le composé « e » est  the compound "e" is

o un alcool terpénique, ou  o terpene alcohol, or

o un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique, ou o un mélange d'alcool terpénique et de glycol et/ou d'éther de glycol, ou o un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique et de glycol et/ou d'éther de glycol.  a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol, or a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether, or a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether.

La Demanderesse a découvert de manière inattendue que la combinaison spécifique des composants de l'encre selon la présente invention permettait d'obtenir des encres à base de dispersions de nanoparticules d'argent à fortes concentrations et à stabilité améliorée.  The Applicant has unexpectedly discovered that the specific combination of the ink components according to the present invention made it possible to obtain inks based on dispersions of silver nanoparticles in high concentrations and with improved stability.

La viscosité de l'encre selon la présente invention est de préférence comprise entre 1 et 10 000 mPa.s, plus préférentiellement comprise entre 1 et 1 000 mPa.s, par exemple comprise entre 2 et 20 mPa.s. Ceci rend cette encre particulièrement attractive pour des utilisations dans les domaines de l'électronique imprimée (par exemple les supports RFID (Identification par Radio Fréquence)), du photovoltaïque, des OLED (diode électroluminescente organique), des capteurs (par exemple des capteurs de gaz), des dalles tactiles, des biocapteurs, et des technologies sans contact (« contactless technologies ») ; l'application jet d'encre étant particulièrement adaptée pour le type d'encre revendiquée. The viscosity of the ink according to the present invention is preferably between 1 and 10,000 mPa.s, more preferably between 1 and 1000 mPa.s, for example between 2 and 20 mPa.s. This makes this ink particularly attractive for uses in the fields of printed electronics (for example RFID (Radio Frequency Identification) supports), photovoltaics, OLEDs (electroluminescent organic diode), sensors (for example gas), touch panels, biosensors, and contactless technologies; the inkjet application being particularly suitable for the type of ink claimed.

Le composé « a » selon la présente invention consiste donc en des nanoparticules d'argent.  The compound "a" according to the present invention therefore consists of silver nanoparticles.

Selon une variante de réalisation de la présente invention, les objectifs de la présente invention sont particulièrement bien atteints lorsque le composé « a » est constitué de nanoparticules d'argent dont les dimensions sont comprises entre 1 et 50 nm, de préférence entre 2 et 20 nm. La taille des nanoparticules est définie comme étant le diamètre moyen des particules contenant de l'argent, à l'exclusion des stabilisants, tel que déterminé par exemple par microscopie électronique par transmission.  According to an alternative embodiment of the present invention, the objectives of the present invention are particularly well achieved when the compound "a" consists of silver nanoparticles whose dimensions are between 1 and 50 nm, preferably between 2 and 20 μm. nm. The size of the nanoparticles is defined as the average diameter of the silver-containing particles, excluding stabilizers, as determined for example by transmission electron microscopy.

Selon une variante de réalisation de la présente invention, les nanoparticules d'argent sont de forme sphéroïdale et/ou sphérique. Pour la présente invention et les revendications qui suivent, le terme « de forme sphéroïdale » signifie que la forme ressemble à celle d'une sphère mais elle n'est pas parfaitement ronde (« quasi-sphérique »), par exemple une forme ellipsoïdale. La forme des nanoparticules est généralement identifiée au moyen de photographies prises par microscope. Ainsi, selon cette variante de réalisation de la présente invention, les nanoparticules ont des diamètres compris entre 1 et 50 nm, de préférence entre 2 et 20 nm.  According to an alternative embodiment of the present invention, the silver nanoparticles are of spheroidal and / or spherical shape. For the present invention and the claims that follow, the term "spheroidal" means that the shape resembles that of a sphere but is not perfectly round ("quasi-spherical"), for example an ellipsoidal shape. The shape of the nanoparticles is usually identified by means of microscopic photographs. Thus, according to this variant embodiment of the present invention, the nanoparticles have diameters of between 1 and 50 nm, preferably between 2 and 20 nm.

Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, les nanoparticules d'argent ont été préalablement synthétisées par synthèse chimique. Toute synthèse chimique peut être préférentiellement utilisée dans le cadre de la présente invention. Dans un mode d'exécution préféré selon la présente invention les nanoparticules d'argent sont obtenues par une synthèse chimique qui utilise comme précurseur d'argent un sel d'argent organique ou inorganique. A titre d'exemple non limitatif, on citera l'acétate d'argent, le nitrate d'argent, le carbonate d'argent, le phosphate d'argent, le trifluorate d'argent, le chlorure d'argent, le perchlorate d'argent, seuls ou en mélange. Selon une variante préférée de la présente invention, le précurseur est de l'acétate d'argent. Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, les nanoparticules d'argent sont donc synthétisées par synthèse chimique, par réduction du précurseur d'argent au moyen d'un agent réducteur en présence de l'agent dispersant dénommé le composé « c » de la présente invention ; cette réduction peut s'effectuer en absence ou en présence d'un solvant (dénommé aussi par la suite le « solvant de synthèse »). Lorsque la synthèse est effectuée en absence de solvant, l'agent dispersant agit généralement à la fois en tant qu'agent dispersant et en tant que solvant du précurseur d'argent ; un exemple particulier de synthèse de nanoparticules en milieu sans solvant et de préparation de la dispersion selon la présente invention est décrit à titre illustratif ci-après. According to a particular embodiment of the present invention, the silver nanoparticles were previously synthesized by chemical synthesis. Any chemical synthesis may be preferentially used in the context of the present invention. In a preferred embodiment according to the present invention the silver nanoparticles are obtained by a chemical synthesis which uses as silver precursor an organic or inorganic silver salt. By way of non-limiting example, mention may be made of silver acetate, silver nitrate, silver carbonate, silver phosphate, silver trifluorate, silver chloride, sodium perchlorate and the like. money, alone or in combination. According to a preferred variant of the present invention, the precursor is silver acetate. According to a preferred embodiment of the present invention, the silver nanoparticles are thus synthesized by chemical synthesis, by reducing the silver precursor by means of a reducing agent in the presence of the dispersing agent referred to as the "c" compound. Of the present invention; this reduction can be carried out in the absence or in the presence of a solvent (hereinafter also referred to as the "synthesis solvent"). When the synthesis is carried out in the absence of solvent, the dispersing agent generally acts both as a dispersing agent and as a solvent for the silver precursor; a particular example of synthesis of nanoparticles in a medium without solvent and preparation of the dispersion according to the present invention is described by way of illustration below.

Préparation de la dispersion des nanoparticules dans le solvant « b » : dans un réacteur contenant de l'acétate d'argent, l'agent dispersant de synthèse (composé « c » ; par exemple la dodécylamine) est ajouté en excès et le mélange est agité. L'agent réducteur hydrazine est ensuite ajouté rapidement au mélange et l'ensemble est laissé sous agitation environ 60 minutes. Le mélange est traité par l'ajout de méthanol (ou de tout autre solvant approprié, par exemple un autre alcool monohydrique ayant de 2 à 3 atomes de carbone, par exemple de l'éthanol) et le surnageant est éliminé au cours de plusieurs lavages successifs (les nanoparticules d'argent ainsi formées restent donc à l'état de dispersion et au contact de liquide). Le solvant cyclooctane (composé « b ») est ajouté et le méthanol résiduel est évaporé. Le composé « d » (un agent dispersant différent du compose « b » utilisé ; par exemple une octylamine) est ensuite ajouté et le mélange est agité pendant 15 minutes à température ambiante. Les dispersions de nanoparticules d'argent ainsi obtenues sont utilisées directement pour la formulation des encres conductrices.  Preparation of the dispersion of the nanoparticles in the solvent "b": in a reactor containing silver acetate, the synthetic dispersing agent (compound "c", for example dodecylamine) is added in excess and the mixture is stirred. The hydrazine reducing agent is then rapidly added to the mixture and the mixture is left stirring for about 60 minutes. The mixture is treated by the addition of methanol (or any other suitable solvent, for example another monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms, for example ethanol) and the supernatant is removed during several washes successive (silver nanoparticles thus formed remain in the state of dispersion and in contact with liquid). The cyclooctane solvent (compound "b") is added and the residual methanol is evaporated. The compound "d" (a dispersing agent different from the compound "b" used, for example an octylamine) is then added and the mixture is stirred for 15 minutes at room temperature. The silver nanoparticle dispersions thus obtained are used directly for the formulation of conductive inks.

En général, lorsque la synthèse est effectuée en présence de solvant, le précurseur d'argent est dissout dans le dit solvant de synthèse ; de préférence, ce solvant de synthèse est différent du composé « b » (dénommé aussi par la suite le « solvant de dispersion »). Le solvant de synthèse est de préférence un solvant organique choisi parmi la liste suivante d'hydrocarbures:  In general, when the synthesis is carried out in the presence of solvent, the silver precursor is dissolved in said synthetic solvent; preferably, this synthetic solvent is different from the compound "b" (hereinafter also referred to as the "dispersion solvent"). The synthesis solvent is preferably an organic solvent selected from the following list of hydrocarbons:

- les alcanes ayant de 5 à 20 atomes de carbone dont on citera à titre illustratif les Pentane (C5H12), Hexane (C6H14), Heptane (C7H16), Octane (C8H18), Nonane (C9H20), Décane (C10H22), Undécane (C11H24), Dodécane (C12H26), Tridécane (C13H28), Tétradécane (C14H30), Pentadécane (C15H32), Cétane (C16H34), Heptadécane (C17H36), Octadécane (C18H38), Nonadécane (C19H40), Eicosane (C20H42), cyclopentane (C5H10), cyclohexane (C6H12), méthylcyclohexane (C7H14) ; cycloheptane (C7H14), cyclononane (C9H18), cyclodécane (C10H20) ; alkanes having from 5 to 20 carbon atoms, which may be exemplified by Pentane (C5H12), Hexane (C6H14), Heptane (C7H16), Octane (C8H18), Nonane (C9H20), Decane (C10H22), Undecane ( C11H24), Dodecane (C12H26), Tridecane (C13H28), Tetradecane (C14H30), Pentadecane (C15H32), Cetane (C16H34), Heptadecane (C17H36), Octadecane (C18H38), Nonadecane (C19H40), Eicosane (C20H42), Cyclopentane ( C5H10) cyclohexane (C6H12), methylcyclohexane (C7H14); cycloheptane (C7H14), cyclononane (C9H18), cyclodecane (C10H20);

- les hydrocarbures aromatiques ayant de 7 à 18 atomes de carbone dont on citera à titre illustratif les toluène, xylène, éthylbenzène, éthyltoluène ; et  aromatic hydrocarbons having 7 to 18 carbon atoms, for example toluene, xylene, ethylbenzene or ethyltoluene; and

- leurs mélanges.  - their mixtures.

Selon un mode d'exécution essentiel de la présente invention, au moins un agent dispersant (le composé « c ») est également présent en addition du précurseur d'argent (et du solvant de synthèse lorsque ce dernier est utilisé).  According to an essential embodiment of the present invention, at least one dispersing agent (the compound "c") is also present in addition to the silver precursor (and the synthesis solvent when the latter is used).

Cet agent dispersant, que nous appellerons agent dispersant de synthèse correspondant au composé « c » précité est de préférence choisi parmi la liste des agents dispersants décrits ci-après dans la présente description.  This dispersing agent, which we will call the synthetic dispersing agent corresponding to the above-mentioned compound "c", is preferably chosen from the list of dispersing agents described hereinafter in the present description.

Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, les nanoparticules d'argent sont donc synthétisées par synthèse chimique, par réduction du précurseur d'argent au moyen d'un agent réducteur en présence de l'agent dispersant de synthèse (le composé « c »), le tout s'effectuant de préférence dans le solvant de synthèse. Cette synthèse s'effectue de préférence dans des conditions de pression et de température non contraignantes telles que définies ci-après dans la présente description.  According to a preferred embodiment of the present invention, the silver nanoparticles are therefore synthesized by chemical synthesis, by reducing the silver precursor by means of a reducing agent in the presence of the synthetic dispersing agent (the compound "C"), all preferably taking place in the synthesis solvent. This synthesis is preferably carried out under non-binding pressure and temperature conditions as defined hereinafter in the present description.

L'agent réducteur pourra être sélectionné parmi une large gamme de composés permettant la réduction du précurseur d'argent. On citera à titre illustratif les composés suivants : l'hydrogène ; les hydrures, parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple les NaBH4, LiBH4, KBH4, et le borohydure de tétrabutylammonium ; les hydrazines, parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple les hydrazine (H2N-NH2), hydrazine substituée (méthylhydrazine, phénylhydrazine, para-méthoxyphénylhydrazine, dimétylhydrazine, diphénylhydrazine, etc .), sel d'hydrazine (substituée), etc . ; les aminés, parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple les triméthylamine, triéthylamine, etc... ; et leurs mélanges.  The reducing agent may be selected from a wide range of compounds for reducing the silver precursor. By way of illustration, mention may be made of the following compounds: hydrogen; hydrides, among which we will mention by way of example NaBH4, LiBH4, KBH4, and tetrabutylammonium borohydride; hydrazines, among which we will mention by way of example hydrazine (H2N-NH2), substituted hydrazine (methylhydrazine, phenylhydrazine, para-methoxyphenylhydrazine, dimethylhydrazine, diphenylhydrazine, etc.), hydrazine salt (substituted), and the like. ; amines, among which we will mention by way of example trimethylamine, triethylamine, etc ...; and their mixtures.

En général, après l'étape de réduction, les nanoparticules sont ensuite soumises à une étape de lavage/purification qui permet d'éliminer tout ce qui n'est pas chimiquement ou physiquement lié aux nanoparticules.  In general, after the reduction step, the nanoparticles are then subjected to a washing / purification step that eliminates anything that is not chemically or physically related to the nanoparticles.

Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, une phase liquide est toujours présente, à la fois lors de l'étape de réduction du précurseur d'argent ainsi que lors de toutes les étapes (par exemple les étapes de lavage et purification susmentionnées) qui précèdent l'ajout du composé « b » (cyclooctane). En d'autres termes, une caractéristique préférée selon la présente invention consiste en ce que les nanoparticules d'argent ne soient jamais isolées et séchées ; elles restent donc de préférence toujours en contact avec une phase liquide (par exemple un solvant) dans laquelle elles sont dispersées. Comme démontré plus avant dans la description, cette caractéristique permet d'améliorer considérablement certaines propriétés (monodispersion, homogénéité, stabilité et recuit à plus basse température) des nanoparticules d'argent. Cette approche permet de supprimer l'étape d'isolation des nanoparticules ce qui a un impact positif en termes de coûts de production et d'hygiène et sécurité des personnes. According to a particular embodiment of the present invention, a liquid phase is always present, both during the reduction step of the silver precursor and during all the steps (for example the washing and purification steps). above) that precede the addition of compound "b" (cyclooctane). In other words, a The preferred feature according to the present invention is that the silver nanoparticles are never isolated and dried; they therefore preferably remain in contact with a liquid phase (for example a solvent) in which they are dispersed. As demonstrated further in the description, this characteristic makes it possible to considerably improve certain properties (monodispersion, homogeneity, stability and annealing at lower temperature) of the silver nanoparticles. This approach eliminates the nanoparticle isolation step, which has a positive impact in terms of production costs and personal health and safety.

Le composé « b » selon la présente invention consiste donc en un solvant cyclooctane.  The compound "b" according to the present invention therefore consists of a cyclooctane solvent.

Les composés « c » (agent dispersant de synthèse) et « d » (agent dispersant) selon la présente invention consistent donc en des agents dispersants caractérisés en ce que l'agent dispersant « d » est différent de l'agent « c » utilisé. Cette différence s'affiche par une chimie différente ; nous citerons à titre illustratif une longueur de chaîne carbonée différente (par exemple une différence d'au moins deux atomes de carbone dans la chaîne), et/ou un composé à chaîne carbonée linéaire et l'autre pas, et/ou un composé à chaîne carbonée cyclique et l'autre pas et/ou un composé à chaîne carbonée aromatique et l'autre pas. Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, le composé « c » possède une masse moléculaire et/ou une longueur de chaîne carbonée au moins 20% supérieure à celle du composé « d », par exemple au moins 40%> supérieure.  The compounds "c" (synthetic dispersing agent) and "d" (dispersing agent) according to the present invention therefore consist of dispersing agents characterized in that the dispersing agent "d" is different from the agent "c" used . This difference is displayed by a different chemistry; for example, a different carbon chain length (e.g., a difference of at least two carbon atoms in the chain), and / or a linear carbon chain compound and the other not, and / or a cyclic carbon chain and the other not and / or an aromatic carbon chain compound and the other not. According to a preferred embodiment of the present invention, the compound "c" has a molecular weight and / or a carbon chain length at least 20% greater than that of the compound "d", for example at least 40%> greater .

Ces agents dispersants peuvent avantageusement être sélectionnés parmi les familles des agents dispersants organiques qui comprennent au moins un atome de carbone. Ces agents dispersants organiques peuvent aussi comprendre un ou plusieurs hétéroatomes non métalliques tels qu'un composé halogéné, l'azote, l'oxygène, le soufre, le silicium.  These dispersing agents may advantageously be selected from the families of organic dispersing agents which comprise at least one carbon atom. These organic dispersing agents may also comprise one or more nonmetallic heteroatoms such as a halogenated compound, nitrogen, oxygen, sulfur, silicon.

On citera à titre illustratif les thiols et leurs dérivés, les aminés et leurs dérivés (par exemple les amino alcools et les éthers d'amino alcools), les acides carboxyliques et leurs dérivés carboxylates, les polyéthylène glycols, et/ou leurs mélanges.  As examples, mention may be made of thiols and their derivatives, amines and their derivatives (for example amino alcohols and amino alcohol ethers), carboxylic acids and their carboxylate derivatives, polyethylene glycols, and / or their mixtures.

Dans une variante de réalisation préférée de la présente invention, les agents dispersants organiques « c » et « d » seront sélectionnés dans le groupe constitué par les aminés telles que par exemple la propylamine, la butylamine, la pentylamine, l'hexylamine, l'heptylamine, l'octylamine, la nonylamine, la décylamine, l'undécylamine, la dodécylamine, la tridécylamine, la tetradécylamine, l'hexadécylamine, le diaminopentane, le diaminohexane, le diaminoheptane, le diaminooctane, le diaminononane, le diaminodécane , la dipropy lamine, la dibutylamine, la dipentylamine, la dihexylamine, la dihepty lamine, la dioctylamine, la dinonylamine, la didécylamine, la méthylpropylamine, l'éthylpropy lamine, la propylbutylamine, l'éthylbuty lamine, réthylpentylamine, la propylpentylamine, la butylpentylamine, la tributylamine, la trihexy lamine, ou leurs mélanges. In a preferred embodiment of the present invention, the organic dispersing agents "c" and "d" will be selected from the group consisting of amines such as, for example, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, diaminopentane, diaminohexane, diaminoheptane, diaminooctane, diaminononane, diaminodecane, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, propylbutylamine, ethylbutylamine, ethylpentylamine, propylpentylamine, butylpentylamine, tributylamine, trihexyamine, or mixtures thereof.

Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, les composés « b » (cyclooctane) et « d » sont rajoutés aux nanoparticules d'argent déjà synthétisées en présence du composé « c ».  According to a preferred embodiment of the present invention, the compounds "b" (cyclooctane) and "d" are added to the silver nanoparticles already synthesized in the presence of the compound "c".

Ce rajout se passe généralement après les étapes de lavage/purification des nanoparticules comme décrit dans la présente description.  This addition usually takes place after the washing / purification steps of the nanoparticles as described in the present description.

Un exemple particulier de synthèse de nanoparticules et de préparation de la dispersion selon la présente invention est décrit à titre illustratif ci-après :  A particular example of synthesis of nanoparticles and preparation of the dispersion according to the present invention is described by way of illustration below:

Préparation de la dispersion des nanoparticules dans le solvant « b » (cyclooctane). Preparation of the dispersion of the nanoparticles in the solvent "b" (cyclooctane).

Dans un réacteur contenant de l'acétate d'argent dans le toluène, l'agent dispersant de synthèse (composé « c » ; par exemple la dodec) est ajouté et le mélange est agité. L'agent réducteur hydrazine est ensuite ajouté rapidement au mélange et l'ensemble est laissé sous agitation environ 60 minutes. Le mélange est traité par l'ajout de méthanol (ou de tout autre solvant approprié, par exemple un autre alcool monohydrique ayant de 2 à 3 atomes de carbone, par exemple de l'éthanol) et le surnageant est éliminé au cours de trois lavages successifs (les nanoparticules d'argent ainsi formées restent donc à l'état de dispersion et au contact de liquide, en l'occurrence au contact de méthanol). Le solvant cyclooctane (composé « b ») est ajouté et le méthanol résiduel est évaporé. Le composé « d » (un agent dispersant différent du compose « b » utilisé ; par exemple une octylamine) est ensuite ajouté et le mélange est agité pendant 15 minutes à température ambiante. Les dispersions de nanoparticules d'argent ainsi obtenues sont utilisées directement pour la formulation des encres conductrices. In a reactor containing silver acetate in toluene, the synthetic dispersing agent (compound "c", for example dodec) is added and the mixture is stirred. The hydrazine reducing agent is then rapidly added to the mixture and the mixture is left stirring for about 60 minutes. The mixture is treated by the addition of methanol (or any other suitable solvent, for example another monohydric alcohol having 2 to 3 carbon atoms, for example ethanol) and the supernatant is removed during three washes successive (silver nanoparticles thus formed remain in the state of dispersion and in contact with liquid, in this case in contact with methanol). The cyclooctane solvent (compound "b") is added and the residual methanol is evaporated. The compound "d" (a dispersing agent different from the compound "b" used, for example an octylamine) is then added and the mixture is stirred for 15 minutes at room temperature. The silver nanoparticle dispersions thus obtained are used directly for the formulation of conductive inks.

Selon une variante préférée de réalisation de la présente invention les nanoparticules qui sont utilisées sont caractérisées par des valeurs de D50 (pouvant être mesurées par exemple au moyen de la méthode décrite ci-après) qui sont préférentiellement comprises entre 2 et 12 nm ; elles sont également de préférence caractérisées par une distribution monodisperse (homogène) sans agrégat. According to a preferred embodiment of the present invention, the nanoparticles that are used are characterized by D50 values (which can be measured for example by means of the method described below) which are preferably between 2 and 12 nm; they are also preferably characterized by a monodisperse (homogeneous) distribution without aggregate.

Pour les nanoparticules synthétisées en présence de solvant la gamme préférée de For nanoparticles synthesized in the presence of a solvent, the preferred range of

D50 sera entre 2 et 8 nm ; pour les nanoparticules synthétisées en absence de solvant la gamme préférée de D50 sera entre 5 et 12 nm. D50 will be between 2 and 8 nm; for the nanoparticles synthesized in the absence of a solvent, the preferred range of D50 will be between 5 and 12 nm.

La dispersion ainsi obtenue pourra être utilisée directement ou bien diluée afin d'obtenir les propriétés souhaitées avant d'être incorporée, par exemple, dans une encre. The dispersion thus obtained can be used directly or diluted to obtain the desired properties before being incorporated, for example, in an ink.

Toutefois, et ceci représente un avantage considérable des dispersions selon la présente invention, les dites dispersions sont caractérisées par une stabilité supérieure (avant dilution) comme démontrée dans les exemples. However, and this represents a considerable advantage of the dispersions according to the present invention, said dispersions are characterized by superior stability (before dilution) as demonstrated in the examples.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, la dispersion de nanoparticules d'argent comprend  According to one embodiment of the present invention, the dispersion of silver nanoparticles comprises

• un composé « a » (nanoparticules d'argent) dans une teneur supérieure à 30 % en poids, de préférence supérieure à 35 % en poids, par exemple supérieure à 40 % en poids,  A compound "a" (silver nanoparticles) in a content greater than 30% by weight, preferably greater than 35% by weight, for example greater than 40% by weight,

· un composé « b » (cyclooctane) dans une teneur comprise entre 20 et 65 % en poids, de préférence entre 40 et 60 % en poids,  A compound "b" (cyclooctane) in a content of between 20 and 65% by weight, preferably between 40 and 60% by weight,

• un composé « c » (agent dispersant) dans une teneur comprise entre 3 et 15 % en poids, de préférence entre 3 et 10 % en poids, et  A compound "c" (dispersing agent) in a content of between 3 and 15% by weight, preferably between 3 and 10% by weight, and

• un composé « d » (agent dispersant différent du composé « c ») dans une teneur comprise entre 0,1 et 15 % en poids, de préférence entre 0,4 et 5 % en poids.  • a compound "d" (dispersing agent different from the compound "c") in a content of between 0.1 and 15% by weight, preferably between 0.4 and 5% by weight.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, la dispersion de nanoparticules d'argent peut également intégrer dans sa composition des composés additionnels parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple des solvants (par exemple des éthers, des alcools, des esters) et/ou des additifs (par exemple des polymères) dont l'objectif peut être par exemple l'amélioration de la dispersion des nanoparticules. Toutefois, les composés « a », « b », « c », et « d » (dans les gammes de proportions indiquées ci-dessus) constitueront de préférence au moins 55% en poids de la dispersion finale, de préférence au moins 75% en poids, par exemple au moins 90%> en poids, au moins 95% en poids, au moins 99% en poids, ou même 100% en poids de la dispersion finale.  According to one embodiment of the present invention, the dispersion of silver nanoparticles may also include in its composition additional compounds among which we will mention by way of example solvents (for example ethers, alcohols, esters). and / or additives (for example polymers) whose objective may be for example the improvement of the dispersion of the nanoparticles. However, the compounds "a", "b", "c", and "d" (within the ranges of proportions indicated above) will preferably comprise at least 55% by weight of the final dispersion, preferably at least 75% by weight of the final dispersion. % by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the final dispersion.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, la dispersion de nanoparticules d'argent n'intègre pas d'eau dans sa composition. Toutefois, comme les composants de la dispersion peuvent tolérer des traces d'eau en fonction de leur degré de pureté, il va de soi que la somme de ces traces d'eau correspondantes seront acceptables dans les dispersions de nanoparticules d'argent selon la présente invention. Ainsi, la teneur en eau dans la dispersion finale dépend en général essentiellement de la teneur en eau des solvants utilisés pour sa préparation ; l'alcool monohydrique (le méthanol de lavage de la dispersion dans notre exemple de réalisation ci-dessus) aura à ce citre l'impact le plus important - par comparaison avec les autres solvants utilisés lors de la préparation de la dispersion - sur la teneur finale en eau de la dispersion. Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, les dispersions de nanoparticules d'argent comprennent des concentrations en eau inférieures à 2 % en poids, de préférence inférieures à 1% en poids, par exemple inférieures à 0,5% en poids, ou même inférieures à 0,2% en poids. According to one embodiment of the present invention, the dispersion of silver nanoparticles does not include water in its composition. However, as the components of the Although the dispersion can tolerate traces of water depending on their degree of purity, it is obvious that the sum of these corresponding traces of water will be acceptable in the dispersions of silver nanoparticles according to the present invention. Thus, the water content in the final dispersion generally depends essentially on the water content of the solvents used for its preparation; the monohydric alcohol (the dispersion washing methanol in our example embodiment above) will have this citrate the most important impact - in comparison with the other solvents used in the preparation of the dispersion - on the content final water dispersion. According to a particular embodiment of the present invention, the dispersions of silver nanoparticles comprise water concentrations of less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, for example less than 0.5% by weight. or even less than 0.2% by weight.

Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, à l'exception des traces d'eau éventuellement présentes dans les composés de formulation/préparation de la dispersion, de l'eau n'est pas ajoutée lors de la formulation de dispersions de nanoparticules d'argent.  According to a preferred embodiment of the present invention, with the exception of traces of water possibly present in the compounds of formulation / preparation of the dispersion, water is not added during the formulation of dispersions of silver nanoparticles.

Le composé « e » présent dans l'encre selon la présente invention consiste donc en un solvant différent du composé « b » (cyclooctane) utilisé et sa teneur dans l'encre est supérieure à 10 % en poids et inférieure à 80%> en poids ; le dit composé « e » est  The compound "e" present in the ink according to the present invention therefore consists of a solvent which is different from the "b" compound (cyclooctane) used and its content in the ink is greater than 10% by weight and less than 80% by weight. weight; the said compound "e" is

• un alcool terpénique, ou  • a terpene alcohol, or

• un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique, ou · un mélange d'alcool terpénique et de glycol et/ou d'éther de glycol, ou • a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol, or · a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether, or

• un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique et de glycol et/ou d'éther de glycol. A mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, ce composé solvant « e » est un alcool terpénique sélectionné parmi la famille des menthol, nérol, cineol, lavandulol, myrcénol, terpinéol (alpha-, beta-, gamma-terpinéol, et/ou terpinén-4-ol ; de préférence, l'alpha-terpinéol), isobornéol, citronellol, linalol, borneol, géraniol, et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits alcools.  According to one embodiment of the present invention, this solvent compound "e" is a terpene alcohol selected from the family of menthol, nerol, cineol, lavandulol, myrcenol, terpineol (alpha-, beta-, gamma-terpineol, and / or or terpinen-4-ol, preferably alpha-terpineol), isoborneol, citronellol, linalool, terminalol, geraniol, and / or a mixture of two or more of said alcohols.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, ce composé solvant « e » est un mélange d'alcool terpénique tel que défini ci-dessus et d'alcool monohydrique aliphatique qui est sectionné parmi le groupe constitué des éthanol, propanol, butanol, pentanol et hexanol ainsi que de leurs isomères (par exemple l'isopropanol, le tert-butanol), et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits alcools monohydriques aliphatiques. According to one embodiment of the present invention, this solvent compound "e" is a mixture of terpene alcohol as defined above and aliphatic monohydric alcohol which is divided among the group consisting of ethanol, propanol, butanol, pentanol and hexanol and their isomers (eg isopropanol, tert-butanol), and / or a mixture of two or more of said aliphatic monohydric alcohols.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, ce composé solvant « e » est un mélange d'alcool terpénique tel que défini ci -dessus et de glycol et/ou d'éther de glycol qui sera de préférence sélectionné - pour les glycols parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple les éthylène glycol, propylène glycol, diéthylène glycol, hexylène glycol, triméthylène glycol, 1,3-Butylène glycol, 1,2-Butylène glycol, 2,3-Butylène glycol, Pentaméthylene glycol - pour les éthers de glycol parmi les mono- ou di-éthers de glycols parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple les éthylène glycol propyl éther, éthylène glycol butyle éther, éthylène glycol phényl éther, propylène glycol phényl éther, di éthylène glycol méthyl éther, di éthylène glycol éthyle éther, di éthylène glycol propyl éther, di éthylène glycol butyle éther, propylène glycol méthyle éther, propylène glycol butyle éther, propylène glycol propyl éther, éthylène glycol di-méthyl éther, éthylène glycol di-éthyle éther, éthylène glycol di-butyle éther, glymes, éther di éthylique de di éthylène-glycol, éther di éthylique de di butylène-glycol, diglymes, éthyle diglyme, butyle diglyme), et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits glycols et/ou éthers de glycol précités.  According to one embodiment of the present invention, this solvent compound "e" is a mixture of terpene alcohol as defined above and glycol and / or glycol ether which will preferably be selected - for glycols examples of which are ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, hexylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, pentamethylene glycol - for example glycol ethers among the mono- or di-ethers of glycols among which we will mention by way of example ethylene glycol propyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol butyl ether, propylene glycol propyl ether, ethylene glycol di-methyl ether, ethylene glycol di-ethyl ether, ethylene glycol di-butyl ether, glymes, diethylene glycol diethyl ether, di-butylene glycol diethyl ether, diglymes, ethyl diglyme, butyl diglyme), and or a mixture of two or more of said glycols and / or glycol ethers.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, ce composé solvant « e » est un mélange d'alcool terpénique tel que défini ci-dessus et d'alcool monohydrique aliphatique tel que défini ci-dessus et de glycol et/ou d'éther de glycol tel que défini ci-dessus.  According to one embodiment of the present invention, this solvent compound "e" is a mixture of terpene alcohol as defined above and aliphatic monohydric alcohol as defined above and glycol and / or glycol ether as defined above.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre est caractérisée en ce que le composé « e » est un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique dont le rapport pondéral [alcool terpénique]/[alcool monohydrique aliphatique] est compris entre 1/6 et 11/1, par exemple entre 1/1 et 11/1.  According to one embodiment of the present invention, the ink is characterized in that the compound "e" is a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol whose weight ratio [terpene alcohol] / [aliphatic monohydric alcohol ] is between 1/6 and 11/1, for example between 1/1 and 11/1.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre est caractérisée en ce que le composé « e » est un mélange d'alcool terpénique et de glycol et/ou d'éther de glycol dont le rapport pondéral [alcool terpénique]/[glycol et/ou éther de glycol] est compris entre 1/6 et 11/1, par exemple entre 1/1 et 11/1.  According to one embodiment of the present invention, the ink is characterized in that the compound "e" is a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether whose weight ratio [terpene alcohol] the glycol and / or glycol ether is between 1/6 and 11/1, for example between 1/1 and 11/1.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre est caractérisée en ce que la teneur en alcool terpénique (composé « e ») est supérieure ou égale à 30% en poids.  According to one embodiment of the present invention, the ink is characterized in that the content of terpene alcohol (compound "e") is greater than or equal to 30% by weight.

Le composé « f » optionnel selon la présente invention consiste donc en un agent modificateur de rhéologie. On citera à titre d'exemple les agents de type cellulosique, par exemple l'alkyle-cellulose, de préférence l'éthylcellulose, les nitro-celluloses, et/ou leurs mélanges. The optional compound "f" according to the present invention therefore consists of a rheology modifier. By way of example, mention may be made of cellulosic agents, for example alkyl-cellulose, preferably ethylcellulose, nitro-celluloses, and / or mixtures thereof.

Le composé « g » optionnel selon la présente invention consiste donc en un agent antioxydant. On citera à titre d'exemple les  The optional compound "g" according to the present invention therefore consists of an antioxidant. For example,

acide ascorbique ou vitamine C (E300), ascorbates de sodium (E301), de calcium (E302), acide diacétyl 5-6-1 -ascorbique (E303), acide palmityl 6-1 -ascorbique (E304) ; acide citrique (E330), citrates de sodium (E331), de potassium (E332) et de calcium (E333) ;  ascorbic acid or vitamin C (E300), sodium ascorbates (E301), calcium (E302), diacetyl 5-6-1 -ascorbic acid (E303), palmityl 6-1 -ascorbic acid (E304); citric acid (E330), sodium citrate (E331), potassium (E332) and calcium citrate (E333);

acide tartrique (E334), tartrates de sodium (E335), potassium (E336) et de sodium et de potassium (E337) ;  tartaric acid (E334), tartrates of sodium (E335), potassium (E336) and sodium and potassium (E337);

butylhydroxyanisol (E320) et butylhydroxytoluol (E321) ;  butylhydroxyanisole (E320) and butylhydroxytoluol (E321);

gallates d'octyle (E311) ou de dodécyle (E312) ;  octyl (E311) or dodecyl (E312) gallates;

lactates de sodium (E325), de potassium (E326) ou de calcium (E327) ;  sodium lactate (E325), potassium (E326) or calcium lactate (E327);

lécithines (E322) ;  lecithins (E322);

tocophérols naturels (E306), α-tocophérol de synthèse (E307), γ-tocophérol de synthèse (E308) et δ-tocophérol de synthèse (E309), l'ensemble des tocophérols constituant la vitamine E ;  natural tocopherols (E306), synthetic α-tocopherol (E307), synthetic γ-tocopherol (E308) and synthetic δ-tocopherol (E309), all of the tocopherols constituting vitamin E;

eugénol, thymol et/ou cinnamaldéhyde,  eugenol, thymol and / or cinnamaldehyde,

ainsi qu'un mélange de deux ou plusieurs des dits antioxydants.  and a mixture of two or more of said antioxidants.

Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, les compositions d'encres comprennent également un solvant additionnel, que nous appellerons solvant « X » qui est du cyclooctane.  According to a particular embodiment of the present invention, the ink compositions also comprise an additional solvent, which we will call "X" solvent which is cyclooctane.

Trois exemples particuliers de préparation de l'encre selon la présente invention sont décrits à titre illustratif ci-après  Three particular examples of preparation of the ink according to the present invention are described by way of illustration below.

1) dans un réacteur contenant la solution de nanoparticules d'argent en dispersion (mélange des composés « a », « b », « c », et « d ») est ajouté un mélange de solvant « e » et « X » et l'ensemble est agité pendant 15 min à température ambiante.  1) in a reactor containing the solution of silver nanoparticles in dispersion (mixture of compounds "a", "b", "c", and "d") is added a mixture of solvent "e" and "X" and the whole is stirred for 15 min at room temperature.

2) dans un réacteur contenant un mélange de solvant « e » est ajouté sous agitation et à température ambiante un agent modificateur de rhéologie de type cellulosique (composé « f »). A cette solution est ajouté le composé « X » et l'ensemble est agité pendant 15 min à température ambiante. Ce mélange est ensuite ajoutée à la solution de nanoparticules d'argent en dispersion (mélange des composés « a », « b », « c », et « d ») et l'ensemble est agité pendant 15 min à température ambiante. 2) in a reactor containing a mixture of solvent "e" is added with stirring and at room temperature a cellulosic rheology-modifying agent (compound "f"). To this solution is added the compound "X" and the whole is stirred for 15 min at room temperature. This mixture is then added to the nanoparticle solution dispersed silver (mixture of compounds "a", "b", "c", and "d") and the whole is stirred for 15 min at room temperature.

3) dans un réacteur contenant un mélange de solvant « e » et « X » est ajouté sous agitation et à température ambiante un agent antioxydant (composé « g »). Ce mélange est ensuite ajoutée à la solution de nanoparticules d'argent en dispersion (mélange des composés « a », « b », « c », et « d ») et l'ensemble est agité pendant 15 min à température ambiante.  3) in a reactor containing a mixture of solvent "e" and "X" is added with stirring and at room temperature an antioxidant (compound "g"). This mixture is then added to the solution of silver nanoparticles in dispersion (mixture of compounds "a", "b", "c", and "d") and the whole is stirred for 15 min at room temperature.

Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, les encres formulées selon la présente invention contiennent une teneur inférieure à 60% en poids de nanoparticules (composé « a »), de préférence entre 5 et 45%, et plus particulièrement entre 10 et 40% en poids.  According to one particular embodiment of the present invention, the inks formulated according to the present invention contain a content of less than 60% by weight of nanoparticles (compound "a"), preferably between 5 and 45%, and more particularly between 10% by weight. and 40% by weight.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre d'argent comprend According to one embodiment of the present invention, the silver ink comprises

• une dispersion conforme à la présente invention (avec les composés « a », « b », « c » et « d »), dans une teneur inférieure ou égale à 60 % en poids, et de préférence supérieure à 5 % en poids, de préférence supérieure à 10 % en poids, par exemple supérieure à 20 % en poids et même supérieure à 40 % en poids, A dispersion according to the present invention (with compounds "a", "b", "c" and "d"), in a content of less than or equal to 60% by weight, and preferably greater than 5% by weight preferably greater than 10% by weight, for example greater than 20% by weight and even greater than 40% by weight,

• un composé « e » dans une teneur supérieure à 10 % en poids et inférieure à 80% en poids, de préférence inférieure à 70% en poids, de préférence entre 15 et 65 % en poids,  A compound "e" in a content greater than 10% by weight and less than 80% by weight, preferably less than 70% by weight, preferably between 15 and 65% by weight,

• un composé « f » (agent modificateur de rhéologie) optionnel dans une teneur inférieure à 20 % en poids, de préférence entre 0,1 et 2 % en poids,  An optional compound "f" (rheology modifying agent) in a content of less than 20% by weight, preferably between 0.1 and 2% by weight,

• un composé « g » optionnel consistant en un agent antioxydant dans une teneur inférieure à 10% en poids, de préférence inférieure à 3% en poids, et  An optional compound "g" consisting of an antioxidant agent in a content of less than 10% by weight, preferably less than 3% by weight, and

• un composé « X » (cyclooctane) dans une teneur inférieure à 60 % en poids, de préférence inférieure à 41 % en poids, et de préférence supérieure à 0,5 % en poids. Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre d'argent comprend le composé « g » consistant en un agent antioxydant dans une teneur supérieure à 0,01% en poids.  An "X" (cyclooctane) compound in a content of less than 60% by weight, preferably less than 41% by weight, and preferably greater than 0.5% by weight. According to one embodiment of the present invention, the silver ink comprises the compound "g" consisting of an antioxidant in a content greater than 0.01% by weight.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre peut également intégrer dans sa composition d'autres composés parmi lesquels nous citerons à titre d'exemple des additifs (par exemple, un additif de la famille des silanes) dont l'objectif peut par exemple être d'améliorer la tenue à différents type de stress mécanique, par exemple l'adhérence sur de nombreux substrats ; on pourra citer à titre d'illustration les substrats suivants : polyimide, polycarbonate, polyethertetphtalate PET), polyéthylène naphthalate (PEN), polyaryléthercétone, polyester, polyester thermostabilisé, verre, verre ITO, verre AZO, verre SiN. According to one embodiment of the present invention, the ink may also include in its composition other compounds among which we will mention by way of example additives (for example, an additive of the family of silanes) whose objective may for example be to improve the resistance to different types of mechanical stress, for example adhesion to many substrates; the following substrates may be mentioned as examples: polyimide, polycarbonate, PET polyethertetphthalate), polyethylene naphthalate (PEN), polyaryletherketone, polyester, thermostabilized polyester, glass, ITO glass, AZO glass, SiN glass.

Toutefois, les composés « a », « b », « c », « d », « e », « f », « g » et « X » (dans les gammes de proportions indiquées ci-dessus) constitueront de préférence au moins 50% en poids de l'encre finale, de préférence au moins 75% en poids, par exemple au moins 90% en poids, au moins 95% en poids, au moins 99% en poids, ou même 100% en poids de l'encre finale.  However, the compounds "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g" and "X" (in the ranges of proportions indicated above) will preferably be less than 50% by weight of the final ink, preferably at least 75% by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the final ink.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre n'intègre pas d'eau dans sa composition. Toutefois, comme les composants de l'encre peuvent tolérer des traces d'eau en fonction de leur degré de pureté, il va de soi que la somme de ces traces d'eau correspondantes seront acceptables dans les encres selon la présente invention. Ainsi, la teneur en eau dans l'encre finale dépend en général essentiellement de la teneur en eau des solvants utilisés pour sa préparation ; l'alcool monohydrique (le méthanol de lavage de la dispersion dans notre exemple de réalisation ci-dessus) aura à ce citre l'impact le plus important - par comparaison avec les autres solvants utilisés lors de la préparation de l'encre - sur la teneur finale en eau de l'encre. Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, les encres comprennent des concentrations en eau inférieures à 2 % en poids, de préférence inférieures à 1% en poids, par exemple inférieures à 0,5% en poids, ou même inférieures à 0,2% en poids.  According to one embodiment of the present invention, the ink does not include water in its composition. However, since the ink components can tolerate traces of water depending on their degree of purity, it goes without saying that the sum of these corresponding traces of water will be acceptable in the inks according to the present invention. Thus, the water content in the final ink generally depends essentially on the water content of the solvents used for its preparation; the monohydric alcohol (the dispersion washing methanol in our example embodiment above) will have the citrate the greatest impact - compared with the other solvents used in the preparation of the ink - on the final water content of the ink. According to a particular embodiment of the present invention, the inks comprise water concentrations of less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, for example less than 0.5% by weight, or even less than 1% by weight. 0.2% by weight.

Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, à l'exception des traces d'eau éventuellement présentes dans les composés de formulation/préparation de l'encre, de l'eau n'est pas ajoutée lors de la formulation des encres.  According to a preferred embodiment of the present invention, with the exception of traces of water possibly present in the compounds of formulation / preparation of the ink, water is not added during the formulation of the inks .

Selon une variante de réalisation de la présente invention, la préparation de la dispersion de nanoparticules selon la présente invention est caractérisée par les étapes suivantes :  According to an alternative embodiment of the present invention, the preparation of the nanoparticle dispersion according to the present invention is characterized by the following steps:

a. synthèse des nanoparticules d'argent en présence de l'agent dispersant (composé « c » ) par réduction au moyen d'un agent réducteur d'un précurseur d'argent ; b. lavage/purification des nanoparticules obtenues à l'étape « a »,  at. synthesizing the silver nanoparticles in the presence of the dispersing agent (compound "c") by reduction using a reducing agent of a silver precursor; b. washing / purification of the nanoparticles obtained in step "a",

c. additions du composé « b » et du composé « d ». Selon une variante de réalisation préférée de la présente invention, une phase liquide est toujours présente lors de toutes ces étapes de préparation. En d'autres termes, une caractéristique préférée selon la présente invention consiste en ce que les nanoparticules d'argent ne soient jamais isolées et séchées ; elles restent donc de préférence toujours en contact avec une phase liquide (par exemple un solvant) dans laquelle elles sont dispersées. vs. additions of compound "b" and compound "d". According to a preferred embodiment of the present invention, a liquid phase is always present during all these preparation steps. In other words, a preferred characteristic according to the present invention is that the silver nanoparticles are never isolated and dried; they therefore preferably remain in contact with a liquid phase (for example a solvent) in which they are dispersed.

Selon une variante de réalisation préférée de la présente invention, lors de l'étape « a », l'addition de l'agent réducteur s'effectue dans tout récipient adapté (par exemple un réacteur) avec la caractéristique qu'elle s'effectue sous-niveau, par exemple à l'aide d'un plongeur directement introduit dans le milieu réactionnel.  According to a preferred embodiment of the present invention, during step "a", the addition of the reducing agent is carried out in any suitable container (for example a reactor) with the characteristic that it is carried out sub-level, for example using a plunger directly introduced into the reaction medium.

Un avantage additionnel de la dispersion selon la présente invention réside dans le fait que sa préparation peut être effectuée à des conditions de pression et/ou de température non contraignantes, par exemple à des conditions de pression et/ou de température proches aux conditions normales ou ambiantes. Il est préférable de rester à moins de 40% des conditions normales ou ambiantes de pression et, en ce qui concerne la température, cette dernière est généralement inférieure à 80°C, de préférence inférieure à 70°C. Par exemple, la Demanderesse a constaté qu'il était préférable de maintenir les conditions de pression durant la préparation de la dispersion à des valeurs oscillant au maximum de 30%, de préférence de 15% autour des valeurs des conditions de pression normales ou ambiantes, de préférence proche de la pression atmosphérique. Un contrôle de ces conditions de pression et/ou de température peut donc être avantageusement inclus dans le dispositif de préparation de la dispersion de manière à remplir ces conditions.  An additional advantage of the dispersion according to the present invention lies in the fact that its preparation can be carried out under non-binding pressure and / or temperature conditions, for example at pressure and / or temperature conditions close to normal conditions or ambient. It is preferable to remain within 40% of the normal or ambient pressure conditions and, with respect to temperature, the latter is generally less than 80 ° C, preferably less than 70 ° C. For example, the Applicant has found that it is preferable to maintain the pressure conditions during the preparation of the dispersion at values oscillating at most 30%, preferably 15% around the values of the normal or ambient pressure conditions. preferably near atmospheric pressure. A control of these pressure and / or temperature conditions can therefore advantageously be included in the device for preparing the dispersion so as to fulfill these conditions.

Cet avantage lié à une préparation de la dispersion dans des conditions non contraignantes se traduit bien évidemment également par une utilisation facilitée des dites dispersions.  This advantage related to a preparation of the dispersion under non-binding conditions obviously also results in a facilitated use of said dispersions.

Selon une variante de réalisation de la présente invention, la préparation de l'encre à base de nanoparticules selon la présente invention est caractérisée par les étapes consécutives suivantes :  According to an alternative embodiment of the present invention, the preparation of the nanoparticle-based ink according to the present invention is characterized by the following consecutive steps:

a. introduction du composé « e » dans un récipient, et  at. introduction of compound "e" into a container, and

b. addition de la dispersion selon la présente invention dans le dit récipient.  b. addition of the dispersion according to the present invention in said container.

L'encre ainsi obtenue pourra être utilisée directement ou bien diluée afin d'obtenir les propriétés souhaitées. Selon un mode d'exécution particulier de la présente invention, lorsqu'un agent modificateur de rhéologie (composé « f ») est utilisé dans la composition de l'encre, la préparation de l'encre à base de nanoparticules selon la présente invention est caractérisée par les étapes consécutives suivantes : The ink thus obtained can be used directly or diluted to obtain the desired properties. According to a particular embodiment of the present invention, when a rheology modifying agent (compound "f") is used in the composition of the ink, the preparation of the nanoparticle-based ink according to the present invention is characterized by the following consecutive steps:

a. mise en œuvre du composé « f » dans un mélange de composés « e » et « X », et b. addition de la dispersion selon la présente invention.  at. use of the compound "f" in a mixture of compounds "e" and "X", and b. addition of the dispersion according to the present invention.

Un avantage additionnel de l'encre selon la présente invention réside dans le fait que sa préparation peut être effectuée à des conditions de pression et/ou de température non contraignantes, par exemple à des conditions de pression et/ou de température proches ou identiques aux conditions normales ou ambiantes. Il est préférable de rester à moins de 40% des conditions normales ou ambiantes de pression et/ou de température. Par exemple, la Demanderesse a constaté qu'il était préférable de maintenir les conditions de pression et/ou de température durant la préparation de l'encre à des valeurs oscillant au maximum de 30%, de préférence de 15% autour des valeurs des conditions normales ou ambiantes. Un contrôle de ces conditions de pression et/ou de température peut donc être avantageusement inclus dans le dispositif de préparation de l'encre de manière à remplir ces conditions. Cet avantage lié à une préparation de l'encre dans des conditions non contraignantes se traduit bien évidemment également par une utilisation facilitée des dites encres.  An additional advantage of the ink according to the present invention lies in the fact that its preparation can be carried out under non-constraining pressure and / or temperature conditions, for example at pressure and / or temperature conditions close to or identical to the normal or ambient conditions. It is preferable to stay within 40% of normal or ambient pressure and / or temperature conditions. For example, the Applicant has found that it is preferable to maintain the pressure and / or temperature conditions during the preparation of the ink at values oscillating at most 30%, preferably 15% around the values of the conditions. normal or ambient. A control of these pressure and / or temperature conditions can therefore be advantageously included in the ink preparation device so as to fulfill these conditions. This advantage related to an ink preparation under non-binding conditions obviously also results in a facilitated use of said inks.

Selon un mode d'exécution de la présente invention, l'encre peut avantageusement être utilisée dans toute méthode d'impression, en particulier jet d'encre, spray, sérigraphie, héliogravure, flexographie, doctor blade, spin coating, et slot die coating ; l'application jet d'encre étant particulièrement adaptée pour le type d'encre revendiquée.  According to an embodiment of the present invention, the ink may advantageously be used in any printing method, in particular inkjet, spray, screen printing, gravure printing, flexography, doctor blade, spin coating, and slot die coating. ; the inkjet application being particularly suitable for the type of ink claimed.

Il est donc évident pour l'homme de l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans pour autant s'éloigner du domaine d'application de l'invention tel que revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.  It is therefore obvious to those skilled in the art that the present invention allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention as claimed. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration but may be modified in the field defined by the scope of the appended claims.

La présente invention et ses avantages seront à présent illustrés au moyen des formulations reprises dans le tableau ci-dessous. La synthèse des dispersions et les formulations d'encres ont été préparées conformément aux modes d'exécution décrits ci- dessus dans la description. Les composés chimiques utilisés sont indiqués dans la première ligne du tableau. The present invention and its advantages will now be illustrated by means of the formulations listed in the table below. The synthesis of the dispersions and the ink formulations were prepared in accordance with the embodiments described below. above in the description. The chemical compounds used are indicated in the first row of the table.

La résistance carrée de l'encre telle que mentionnée dans la présente invention pourra être mesurée selon toute méthode appropriée. A titre d'exemple correspondant aux mesures reprises dans le tableau, elle peut être avantageusement mesurée selon la méthode suivante :  The square resistance of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method. By way of example corresponding to the measurements given in the table, it can advantageously be measured according to the following method:

Une encre déposée par spincoater sur un substrat (600 tour minute / 3 min - par exemple du verre), est soumise à un recuit à l'aide d'une plaque chauffante ou d'un four. Une analyse de la résistance carrée est réalisée dans les conditions suivantes :  An ink deposited by spincoating on a substrate (600 rpm / 3 min - for example glass) is annealed using a hot plate or an oven. An analysis of the square resistance is carried out under the following conditions:

Référence de l'appareil : S302 Resistivity Stand  Device reference: S302 Resistivity Stand

Référence tête 4 pointes : SP4-40045TFY 4 point head reference: SP4-40045TFY

Référence source de courant : Agilent U8001A  Power Source Reference: Agilent U8001A

Référence multimètre : Agilent U3400  Multimeter reference: Agilent U3400

Température de mesure : température ambiante  Measuring temperature: room temperature

Coefficient conversion tension/résistance : 4,5324  Coefficient conversion voltage / resistance: 4,5324

Selon une variante de réalisation de la présente invention, la Demanderesse a découvert que les valeurs de résistance carrée (mesurée comme décrit ci-dessus) des encres obtenues conformément à la présente invention étaient de préférence inférieures à 100 mohms/sq pour des épaisseurs supérieures ou égales à 1 μιη (température de recuit de According to an alternative embodiment of the present invention, the Applicant has found that the square resistance values (measured as described above) of the inks obtained according to the present invention were preferably less than 100 mohms / sq for higher thicknesses or equal to 1 μιη (annealing temperature of

150°C). Cette propriété particulière de résistance carrée confère aux encres de la présente invention une conductivité améliorée pour des températures de recuit inférieures à 200° C et plus particulièrement pour des températures de recuit inférieures ou égales à 150°C150 ° C). This particular property of square strength gives the inks of the present invention improved conductivity for annealing temperatures of less than 200 ° C and more particularly for annealing temperatures of 150 ° C or less

(comme démontré dans l'exemple et la mesure). (as demonstrated in the example and the measure).

La teneur en nanop articule s d'argent telle que mentionnée dans la présente invention pourra être mesurée selon toute mesure appropriée. A titre d'exemple correspondant aux mesures reprises dans le tableau, elle peut être avantageusement mesurée selon la méthode suivante :  The silver nanoparticles content as mentioned in the present invention may be measured to any appropriate extent. By way of example corresponding to the measurements given in the table, it can advantageously be measured according to the following method:

Analyse thermogravimétrique  Thermogravimetric analysis

Appareil : TGA Q50 de TA Instrument  Device: TGA Q50 from TA Instrument

Creuset : Alumine  Crucible: Alumina

Méthode : rampe  Method: ramp

Plage de mesure : de température ambiante à 600°C Montée en température : 10°C/min Measurement range: from room temperature to 600 ° C Temperature rise: 10 ° C / min

La distribution des tailles des nanoparticules d'argent (dans la dispersion D50) telle que mentionnée dans la présente invention pourra être mesurée selon toute méthode appropriée. A titre d'exemple, elle peut être avantageusement mesurée selon la méthode suivante : utilisation d'un appareil de type Nanosizer S de Malvern avec les caractéristiques suivantes : The size distribution of the silver nanoparticles (in the D50 dispersion) as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method. By way of example, it can be advantageously measured according to the following method: use of a device of the Nanosizer S type of Malvern with the following characteristics:

Méthode de mesure DLS (Dynamic light scattering) :  DLS (Dynamic light scattering) measurement method:

- Type de cuve : verre optique  - Tank type: optical glass

- Matériel : Ag  - Material: Ag

- Indice de réfraction des nanoparticules : 0,54  - Refractive index of nanoparticles: 0.54

- Absorption : 0,001  - Absorption: 0.001

- Dispersant : Cyclooctane  - Dispersant: Cyclooctane

- Température : 20 °C  - Temperature: 20 ° C

- Viscosité : 2.133  - Viscosity: 2.133

- Indice de réfraction dispersant : 1,458  - Dispersing refractive index: 1.458

- General Options : Mark-Houwink parameters  - General Options: Mark-Houwink parameters

- Analysis Model : General purpose  - Analysis Model: General purpose

- Equilibration : 120 s  - Equilibration: 120 s

- Nombre de mesure : 4  - Number of measure: 4

Les figures 1 et 2 sont représentatives d'exemple général de spectre DLS (Dynamic light scattering) obtenu lors de la synthèse des nanoparticules selon la présente invention respectivement avec solvant de synthèse (figure 1) et lorsque l'agent dispersant est utilisé comme solvant de synthèse (figure 2). On peut y voir les spectres granulométriques en nombre de la taille (en nm) des nanoparticules d'argent.  FIGS. 1 and 2 are representative of a general example of DLS (Dynamic light scattering) spectrum obtained during the synthesis of the nanoparticles according to the present invention, respectively with synthetic solvent (FIG. 1) and when the dispersing agent is used as a solvent for synthesis (Figure 2). We can see the particle size spectra in the size (in nm) of the silver nanoparticles.

Figure 1 - D50 : 5,6 nm Figure 1 - D50: 5.6 nm

Figure 2 - D50 : 8,0 nm Figure 2 - D50: 8.0 nm

D50 est le diamètre pour lequel 50% des nanoparticules d'argent en nombre sont plus petits. Cette valeur est considérée comme représentative de la taille moyenne des grains. La viscosité de l'encre telle que mentionnée dans la présente invention pourra être mesurée selon toute méthode appropriée. A titre d'exemple, elle peut être avantageusement mesurée selon la méthode suivante : D 50 is the diameter for which 50% of the silver nanoparticles in number are smaller. This value is considered representative of the average grain size. The viscosity of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method. By way of example, it can be advantageously measured according to the following method:

Appareil : Rhéomètre AR-G2 de TA Instrument Device: AR-G2 Rheometer by TA Instrument

Temps de conditionnement : Pré-cisaillement à 40 s"1 pendant 10 secondes / équilibration pendant 1 minute Conditioning time: Pre-shear at 40 sec -1 for 10 seconds / equilibration for 1 minute

Type de test : Paliers de cisaillement  Test Type: Shear Bearings

Paliers: 40 s"1, 100 s"1 et 1000 s"1 Bearings: 40 s "1 , 100 s " 1 and 1000 s "1

Durée d'un palier : 5 minutes  Duration of a stage: 5 minutes

Mode : linéaire  Mode: linear

Mesure : toutes les 10 secondes Measure: every 10 seconds

Température : 20°C  Temperature: 20 ° C

Méthode de retraitement de la courbe : Newtonien  Method of reprocessing the curve: Newtonian

Zone retraitée : toute la courbe La tension de surface de l'encre telle que mentionnée dans la présente invention pourra être mesurée selon toute méthode appropriée. A titre d'exemple, elle peut être avantageusement mesurée selon la méthode suivante : Retarded Zone: The Whole Curve The surface tension of the ink as mentioned in the present invention may be measured by any suitable method. By way of example, it can be advantageously measured according to the following method:

Appareil : OCA 15 d'Appolo Instrument  Device: OCA 15 of Appolo Instrument

Méthode : Goutte pendante  Method: Drop hanging

Retraitement : Laplace-Young Reprocessing: Laplace-Young

Volume : 0.2 μΐ,  Volume: 0.2 μΐ,

Débit : 1 μί/β  Flow rate: 1 μί / β

Diamètre aiguille : 1.65 mm  Needle diameter: 1.65 mm

Température : 20°C Temperature: 20 ° C

Formulations - Tableau Formulations - Table

Dodécy alpha- hexylèneAlpha hexylene dodecyl

CO Octylamine CO Butanol DEGDBE CO Octylamine CO Butanol DEGDBE

Ex Ag lamine terpinéol glycol  Ex Ag Laminate Terpineol Glycol

« b » « d » « X » « e » « e »  "B" "d" "X" "e" "e"

« c » « e » « e » "C" "e" "e"

Comp. 20 22.1 2 0.3 30.6 20 5 0 0Comp. 20 22.1 2 0.3 30.6 20 5 0 0

Fl 20 22.1 2 0.3 0.6 0 0 50 5Fl 20 22.1 2 0.3 0.6 0 0 50 5

F2 20 22.1 2 0.3 0.6 5 0 50 0 Ag = Nanoparticules d'argent (D50 : 8,0 nm) F2 20 22.1 2 0.3 0.6 5 0 50 0 Ag = silver nanoparticles (D50: 8.0 nm)

CO = Cyclooctane CO = Cyclooctane

DEGDBE = Diéthylène glycol dibutyl ether  DEGDBE = Diethylene glycol dibutyl ether

Les valeurs de viscosité et de tension de surface des encres sont indiquées dans le tableau ci-dessous. The viscosity and surface tension values of the inks are shown in the table below.

On peut y apercevoir que la viscosité est plus élevée pour Fl et F2 ce qui améliore la jetabilité (voir également figure 3). It can be seen that the viscosity is higher for Fl and F2 which improves the flowability (see also Figure 3).

Des tests de jetabilité et de diamètre de splat ont également été effectués pour ces trois encres. Une représentation visuelle en est donnée dans la figure 3. On peut y apercevoir que la jetabilité est améliorée entre la formulation comparative et la formulation d'encre Fl conforme à la présente invention car les gouttes sont mieux alignées (inspection visuelle). De même, la jetabilité est encore meilleure pour la formulation d'encre F2car les gouttes sont encore mieux alignées. Jet and splat diameter tests were also performed for these three inks. A visual representation is given in Figure 3. It can be seen that the disposability is improved between the comparative formulation and the ink formulation Fl according to the present invention because the drops are better aligned (visual inspection). Similarly, the disposability is even better for the ink formulation F2car the drops are even better aligned.

La résistance carrée a été mesurée selon le protocole décrit ci-dessus (600 rpm 3 min, recuit 150°C 30 min). Les valeurs sont indiquées dans le tableau ci-dessous. The square resistance was measured according to the protocol described above (600 rpm 3 min, annealed 150 ° C 30 min). The values are shown in the table below.

Des tests de Dépôt spin-coating ont également été effectués pour ces trois encres. Une représentation visuelle en est donnée dans la figure 4. Les dépôts spin-coating sont de meilleure qualité pour les exemples Fl et F2 (dépôt plus homogène, plus brillant, effet miroir) que pour l'exemple comparatif. Spin-coating deposition tests were also performed for these three inks. A visual representation is given in Figure 4. The spin-coating deposits are better quality for examples Fl and F2 (more homogeneous deposit, brighter, mirror effect) than for the comparative example.

Claims

REVENDICATIONS 1. Encre à base de nanoparticules d'argent dont la composition comprend 1. Ink based on silver nanoparticles whose composition includes A. une dispersion de nanoparticules d'argent dans une teneur comprise entre 5 et 60 % en poids, la dite dispersion comprenant  A. a dispersion of silver nanoparticles in a content of between 5 and 60% by weight, said dispersion comprising a. un composé « a » consistant en des nanoparticules d'argent,  at. a compound "a" consisting of silver nanoparticles, b. un composé « b » consistant en un solvant cyclooctane,  b. a compound "b" consisting of a cyclooctane solvent, c. un composé « c » consistant en un agent dispersant, et  vs. a compound "c" consisting of a dispersing agent, and d. un composé « d » consistant en un agent dispersant différent du composé « c »,  d. a compound "d" consisting of a dispersing agent different from the compound "c", B. un composé « e » consistant en un solvant différent du composé « b » dans une teneur supérieure à 10 % en poids et inférieure à 80% en poids,  B. a compound "e" consisting of a solvent different from the compound "b" in a content greater than 10% by weight and less than 80% by weight, C. un composé « f » optionnel consistant en un agent modificateur de rhéologie dans une teneur inférieure à 20% en poids,  C. an optional compound "f" consisting of a rheology modifier in a content of less than 20% by weight, D. un composé « g » optionnel consistant en un agent antioxydant dans une teneur inférieure à 10%> en poids, et  D. an optional "g" compound consisting of an antioxidant in a content of less than 10% by weight, and E. un composé « X » consistant en un solvant dans une teneur comprise entre 0,5 et 60%) en poids,  E. a compound "X" consisting of a solvent in a content of between 0.5 and 60% by weight, la dite composition d'encre étant caractérisée en ce que said ink composition being characterized in that le composé « X » est un solvant cyclooctane, et  the compound "X" is a cyclooctane solvent, and le composé « e » est  the compound "e" is o un alcool terpénique, ou  o terpene alcohol, or o un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique, ou o un mélange d'alcool terpénique et de glycol et/ou d'éther de glycol, ou o un mélange d'alcool terpénique et d'alcool monohydrique aliphatique et de glycol et/ou d'éther de glycol.  a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol, or a mixture of terpene alcohol and glycol and / or glycol ether, or a mixture of terpene alcohol and aliphatic monohydric alcohol and glycol and / or glycol ether. 2. Encre selon la revendication précédente caractérisée en ce que les agents dispersants organiques « c » et « d » sont des aminés, de préférence des aminés sélectionnées parmi le groupe constitué de la propylamine, la butylamine, la pentylamine, l'hexylamine, l'heptylamine, l'octylamine, la nonylamine, la décylamine, l'undécylamine, la dodécylamine, la tridécylamine, la tetradécyl aminé, l'hexadécylamine, le diaminopentane, le diaminohexane, le diaminoheptane, le diaminooctane, le diaminononane, le diaminodécane , la dipropylamine, la dibutylamine, la dipentylamine, la dihexylamine, la dihepty lamine, la dioctylamine, la dinonylamine, la didécylamine, la méthylpropylamine, l'éthylpropylamine, la propylbutylamine, l'éthylbutylamine, l'éthylpentylamine, la propylpentylamine, la butylpentylamine, la tributy lamine, la trihexylamine, ou un mélange de deux ou plusieurs de ces composés. 2. Ink according to the preceding claim characterized in that the organic dispersing agents "c" and "d" are amines, preferably amines selected from the group consisting of propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, amine and amine. heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, diaminopentane, diaminohexane, diaminoheptane, diaminooctane, diaminononane, diaminodecane, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, propylbutylamine, ethylbutylamine, ethylpentylamine, propylpentylamine, butylpentylamine, tributylamine, trihexylamine, or a mixture of two or more of these compounds. 3. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la dispersion de nanoparticules d'argent comprend  Ink according to any one of the preceding claims characterized in that the dispersion of silver nanoparticles comprises • le composé « a » (nanoparticules d'argent) dans une teneur supérieure à 30 % en poids, de préférence supérieure à 35 % en poids, par exemple supérieure à 40 % en poids,  The compound "a" (silver nanoparticles) in a content greater than 30% by weight, preferably greater than 35% by weight, for example greater than 40% by weight, • le composé « b » (cyclooctane) dans une teneur comprise entre 20 et 65 % en poids, de préférence entre 40 et 60 % en poids,  The compound "b" (cyclooctane) in a content of between 20 and 65% by weight, preferably between 40 and 60% by weight, • le composé « c » (agent dispersant) dans une teneur comprise entre 3 et 15 % en poids, de préférence entre 3 et 10 % en poids, et  The compound "c" (dispersing agent) in a content of between 3 and 15% by weight, preferably between 3 and 10% by weight, and • le composé « d » (agent dispersant différent du composé « c ») dans une teneur comprise entre 0,1 et 15 % en poids, de préférence entre 0,4 et 5 % en poids.  • the compound "d" (dispersing agent different from the compound "c") in a content of between 0.1 and 15% by weight, preferably between 0.4 and 5% by weight. 4. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les composés « a », « b », « c », et « d » constituent au moins 55% en poids de la dispersion, de préférence au moins 75% en poids, par exemple au moins 90% en poids, au moins 95% en poids, au moins 99% en poids, ou même 100% en poids de la dispersion. 4. Ink according to any one of the preceding claims characterized in that the compounds "a", "b", "c", and "d" constitute at least 55% by weight of the dispersion, preferably at least 75% by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the dispersion. 5. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par une viscosité comprise entre 2 et 20 mPa.s. 5. Ink according to any one of the preceding claims characterized by a viscosity of between 2 and 20 mPa.s. 6. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que Ink according to one of the preceding claims, characterized in that - l'alcool terpénique (composé « e ») est sélectionné parmi la famille des menthol, nérol, cineol, lavandulol, myrcénol, terpinéol (alpha-, beta-, gamma-terpinéol, et/ou terpinén-4- ol ; de préférence, l'alpha-terpinéol), isobornéol, citronellol, linalol, borneol, géraniol, et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits alcools, the terpene alcohol (compound "e") is selected from the family of menthol, nerol, cineol, lavandulol, myrcenol, terpineol (alpha-, beta-, gamma-terpineol, and / or terpinen-4-ol; , alpha-terpineol), isoborneol, citronellol, linalool, borneol, geraniol, and / or a mixture of two or more of said alcohols, - l'alcool monohydrique aliphatique (composé « e ») est sectionné parmi le groupe constitué des éthanol, propanol, butanol, pentanol et hexanol ainsi que de leurs isomères et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits alcools, - le glycol est sélectionné parmi les ethylène glycol, propylène glycol, diéthylène glycol, triméthylène glycol, 1,3-Butylène glycol, 1,2-Butylène glycol, 2,3-Butylène glycol, Pentaméthylene glycol, hexylène glycol et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits glycols, et éther de glycol (composé « e ») est sélectionné parmi les mono- ou di-éthers de glycols, par exemple les éthylène glycol propyl éther, éthylène glycol butyle éther, éthylène glycol phényl éther, propylène glycol phényl éther, di éthylène glycol méthyl éther, di éthylène glycol éthyle éther, di éthylène glycol propyl éther, di éthylène glycol butyle éther, propylène glycol méthyle éther, propylène glycol butyle éther, propylène glycol propyl éther, éthylène glycol di-méthyl éther, éthylène glycol di-éthyle éther, éthylène glycol di-butyle éther, glymes, éther di éthylique de di éthylène-glycol, éther di éthylique de di butylène-glycol, diglymes, éthyle diglyme, butyle diglyme), et/ou un mélange de deux ou plusieurs des dits éthers de glycol. the aliphatic monohydric alcohol (compound "e") is divided into the group consisting of ethanol, propanol, butanol, pentanol and hexanol and their isomers and / or a mixture of two or more of said alcohols, the glycol is selected from ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, pentamethylene glycol, hexylene glycol and / or a mixture of of two or more of said glycols, and glycol ether (compound "e") is selected from mono- or di-ethers of glycols, for example ethylene glycol propyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol butyl ether, propylene glycol propyl ether, ethylene glycol di-methyl ether, ethylene glycol di-ethyl ether, ethylene glycol di-butyl ether, glymes, diethylene glycol diethyl ether, di-butylene glycol diethyl ether, diglymes, ethyl diglyme, butyl diglyme), and / or a mixture of two or more of said glycol ethers. 7. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le composé « f » (agent modificateur de rhéologie) est présent et est sélectionné parmi les agents de type cellulosiques, par exemple les alkyle-cellulose, de préférence l'éthylcellulose, les nitro-celluloses, et/ou leurs mélanges. Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that the compound "f" (rheology modifying agent) is present and is selected from cellulose-type agents, for example alkyl-cellulose, preferably ethylcellulose. , nitro-celluloses, and / or their mixtures. 8. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend la dispersion dans une teneur supérieure à 10 % en poids, par exemple supérieure à 20 % en poids, · le composé « e » dans une teneur comprise entre 15 et 65 % en poids, le composé « f » optionnel dans une teneur inférieure à 2 % en poids, le composé « g » optionnel dans une teneur inférieure à 3 % en poids, et le composé « X » dans une teneur inférieure à 60 % en poids, de préférence inférieure à 41 % en poids, et dans une teneur supérieure à 0,5 % en poids. 8. Ink according to any one of the preceding claims characterized in that it comprises the dispersion in a content greater than 10% by weight, for example greater than 20% by weight, the compound "e" in a content between 15 and 65% by weight, the compound "f" optional in a content of less than 2% by weight, the compound "g" optional in a content of less than 3% by weight, and the compound "X" in a content of less than 60% by weight, preferably less than 41% by weight, and in a content greater than 0.5% by weight. 9. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le rapport pondéral [alcool terpénique] /[alcool monohydrique aliphatique] est compris entre 1/6 et 11/1. 9. Ink according to any one of the preceding claims characterized in that the weight ratio [terpene alcohol] / [aliphatic monohydric alcohol] is between 1/6 and 11/1. 10. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le rapport pondéral [alcool terpénique] /[éther de glycol] est compris entre 1/6 et 11/1. Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that the weight ratio [terpene alcohol] / [glycol ether] is between 1/6 and 11/1. 11. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la teneur en alcool terpénique (composé « e ») est supérieure ou égale à 30% en poids. 11. Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that the content of terpene alcohol (compound "e") is greater than or equal to 30% by weight. 12. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les composés « a », « b », « c », « d », « e », « f », « g » et « X » constituent au moins 50% en poids de l'encre finale, de préférence au moins 75% en poids, par exemple au moins 90% en poids, au moins 95% en poids, au moins 99% en poids, ou même 100% en poids de l'encre finale. 12. Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that the compounds "a", "b", "c", "d", "e", "f", "g" and "X" constitute less than 50% by weight of the final ink, preferably at least 75% by weight, for example at least 90% by weight, at least 95% by weight, at least 99% by weight, or even 100% by weight of the final ink. 13. Encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une teneur en eau inférieure à 2 % en poids, de préférence inférieure à P/o en poids, par exemple inférieure à 0,5% en poids, ou même inférieure à 0,2% en poids. 13. Ink according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a water content of less than 2% by weight, preferably less than P / o by weight, for example less than 0.5% by weight, or even less than 0.2% by weight. 14. Procédé de préparation de l'encre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la dispersion de nanoparticules est préparée selon les étapes suivantes : a. synthèse des nanoparticules d'argent en présence de l'agent dispersant (composé « c ») par réduction au moyen d'un agent réducteur d'un précurseur d'argent ; b. lavage/purification des nanoparticules obtenues à l'étape « a », c. additions du composé « b » et du composé « d », et caractérisé en ce qu'une phase liquide est toujours présente lors de ces étapes de préparation. 14. Process for preparing the ink according to any one of the preceding claims, characterized in that the dispersion of nanoparticles is prepared according to the following steps: a. synthesizing the silver nanoparticles in the presence of the dispersing agent (compound "c") by reduction using a reducing agent of a silver precursor; b. washing / purification of the nanoparticles obtained in step "a", c. additions of the compound "b" and the compound "d", and characterized in that a liquid phase is always present during these preparation steps. 15. Utilisation d'une encre selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans une application d'impression par jet d'encre. 15. Use of an ink according to any one of claims 1 to 13 in an ink jet printing application.
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