[发明专利]用于改善特征清晰度的共挤出油墨化学

说明书

本公开内容大体涉及材料的挤出条带(extruded ribbon)，例如可被 用来制造具有相对高的长宽比的功能材料(例如导体或陶瓷)的相对细 的线(line)或结构(structure)，和可被用在这种材料的挤出条带中的材 料。更具体地，在实施方式中，本公开内容涉及共挤出油墨系统 (coextrusion ink system)，该系统在缺乏屈服应力和高粘度的第一种油 墨和也缺乏屈服应力和高粘度的第二种油墨或牺牲材料(sacrifical material)的界面形成具有有限的屈服应力或高粘度的材料。

在2007年10月29日提交的共同转让的美国专利申请第 11/926,405号中公开了一种用于条带挤出的牺牲原料。该条带包含牺 牲挤出物和高长宽比的功能材料，其中牺牲原料包含有机聚合物、溶 剂和一种或多种任选的添加剂。牺牲原料具有大于约100Pa的屈服强 度或在小于约10秒^-1的剪切速度时具有大于约10⁴cP的粘度，以使条 带能够维持结构整体性。

在2005年11月17日提交的共同转让的美国专利申请第 11/282,882号(现为美国专利申请公开第2007-0110836A1号)中公开了 一种在基材上挤出/分配材料的装置，该装置包括：外罩；被外罩包围 的至少两个通道，该至少两个通道便于材料流动；与每个通道相连的 至少一个入口，用于将材料加入每个通道；和出口，用于共挤出/分配 材料以形成具有相对高的长宽比的相对细的特征。还公开了一种太阳 能电池结构，其包括：基材；形成在基材上的至少一个栅格线(gridline)； 围绕每个栅格线的单独的局部化的(localized)透明支承结构；和形成在 所产生的单独的局部化的透明支承结构和基材上的层。

在2005年11月17日提交的共同转让的美国专利申请第 11/282,829号(现为美国专利公开第2007-0108229A1号)中公开了一种 挤出/分配复合材料的方法，其包括：将第一种材料加入用来挤出/分 配第一种材料的第一个通道内，将用来维持第一种材料的形状的第二 种材料加入位于第一个通道的至少一个侧面的一个或多个第二个通 道内；将第一种材料的流体和第二种材料的流体合并成单个流体，其 中第二种材料包围第一种材料；将单个流体施用至底材以生产至少一 种复合材料；和后加工被分配的复合材料以形成固体。

在2006年11月1日提交的共同转让的美国专利申请第11/555,479 号中公开了一种在基材上形成多个紧密间隔的高长宽比的栅格线结 构的方法，该方法包括：将第一个和第二个共挤出机头(co-extrusion head)设置在邻近基材的表面的位置，使得第一个共挤出机头的第一个 出口孔界定出在第一个方向延伸的第一个线，而第二个共挤出机头的 第二个出口孔界定出与第一个线分开并平行于第一个线的第二个线； 当将栅格线材料和牺牲材料挤出通过第一个和第二个出口孔的每一 个时，相对基材在第二个方向移动第一个和第二个共挤出机头，使得 从第一个和第二个出口孔的每一个挤出的所述栅格线材料形成相关 的(associated)高长宽比的栅格线结构，而从第一个和第二个出口孔的 每一个挤出的所述牺牲材料分别形成相关的第一个和第二个牺牲材 料部分，所述相关的第一个和第二个牺牲材料部分位于所述相关的高 长宽比的栅格线结构的相对侧，其中第一个所述出口孔和第二个所述 出口孔以交错排列的方式设置，使得从第一个共挤出机头挤出的第一 个所述高长宽比的栅格线结构被设置在从第二个共挤出机头挤出的 第二个和第三个所述高长宽比的栅格线结构之间。

在传统的挤出程序中，单一类型材料的条块(billet)被推动和/或拉 动通过印刷头(printhead)，以制造棒、杆、管或其他类似结构。各种应 用使用(leverage)这种能力。例如，挤出可被用于食品加工应用中，以 制造面团、谷类食物、快餐等。

但是，常规的挤出技术是有局限性的。例如，常规技术不能以经 济的成本提供相对高的长宽比和细的(例如小于5微米)多孔(例如， 0.01mm RMS)结构。因此，常规的挤出通常不用来制造用于电化电池 (例如，燃料电池)、太阳能电池和/或其他类型电池的导电接触器 (conducting contact)和/或通道，这些电池使用(leverage)高长宽比和细 的多孔结构，以增加效率和电功率产生。