KR100815028B1 - 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로서, 전자가 풍부한 원자 및 탄소나노튜브와의 친화성이 높은 방향족 고리로 구성된 헤드부와; 유기용매 및 수계용매에 친화성을 갖는 테일부를 포함하는 구조로 이루어져, 탄소나노튜브를 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물 등 다양한 종류의 분산매 내에서 안정화시키고 분산시키는 효과가 뛰어난 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 분산제를 이용하면 전계방출디스플레이(FED)의 전계방출원(emitter), 탄소나노튜브 잉크, 프린터블 탄소나노튜브 등 각종 산업분야에서 필요한 탄소나노튜브 조성물을 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
탄소나노튜브, 분산제, 유기용매, 물, 전계방출원, 잉크, 페이스트

Description

탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 조성물{Dispersant for carbon nanotube and composition comprising the same}
도 1은 본 발명 분산제의 헤드부 종류에 따른 탄소나노튜브 용액들의 흡광도 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 2는 본 발명의 분산제의 테일부 종류에 따른 탄소나노튜브 용액의 흡광도 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 3은 분산매 및 본 발명 분산제의 종류에 따른 탄소나노튜브 용액의 흡광도 측정 결과를 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 분산제를 사용하여 얻은 탄소나노튜브 페이스트 조성물로 제조한 탄소나노튜브 막 표면의 주사전자현미경(SEM) 사진이고,
도 5는 본 발명의 분산제를 사용하지 않은 탄소나노튜브 페이스트 조성물로 제조한 탄소나노튜브 막 표면의 주사전자현미경(SEM) 사진이고,
도 6은 분자량 87,000을 갖는 본 발명 분산제(폴리(3-헥실티오펜))의 용해도 실험결과를 촬영한 사진이고,
도 7은 분자량 6,000을 갖는 본 발명 분산제(폴리(3-헥실티오펜))의 용해도 실험결과를 촬영한 사진이다.
본 발명은 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자가 풍부한 원자 및 탄소나노튜브와의 친화성이 높은 방향족 고리로 구성된 헤드부와; 유기용매 및 수계용매에 친화성을 갖는 테일부를 포함하는 구조로 이루어져, 다양한 종류의 용매에서 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키는 분산제 및 이를 함유하는 조성물에 관한 것이다.
탄소나노튜브(CNT; Carbon Nanotube)란 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질로서 이방성이 매우 크고, 단일벽, 다중벽, 다발 등의 다양한 구조를 가지며, 튜브의 직경이 나노미터(nm = 10억분의 1m) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소저장매체 특성 등을 지닌다. 또한 감긴 형태에 따라 반도체의 성질을 띠며 직경에 따라 에너지갭이 달라지고, 준일차원적 구조를 가지고 있어 특이한 양자효과를 나타낸다. 합성방법으로는 전기방전법, 열분해법, 레이저증착법, 플라즈마 화학기상 증착법, 열화학기상증착법 및 전기분해방법 등이 알려져 있다. 탄소나노튜브는 또한 높은 전기전도도를 나타내어 현재로서는 도전막 등의 형성에 사용되고 있으며, 장래로는 전계방출디스플레이(FED; Field Emission Display)와 주사탐침현미경(SPM; Scanning Probe Microscope)의 탐침 등에 사용될 가능성이 매우 높아지고 있으며, 그에 대한 연구들이 활발하게 진행되고 있다.
한편, 탄소나노튜브는 그 제조에 있어서 통상 카본블랙 등과 같은 탄소입자들과 함께 얻어지는 것이 일반적이기 때문에 탄소나노튜브와 탄소입자들의 혼합물로부터 탄소나노튜브를 분리, 정제할 필요가 있다. 또한, 탄소나노튜브는 도전막 등의 형성이나 기타 각종 소자들의 제조의 측면에서 사용하기 위하여 통상 용제 및 바인더 등과 혼합하여 페이스트(paste)로 만드는 것이 선행되기도 한다. 상기한 바와 같은 정제 또는 페이스트로의 제조를 위해서는 주로 탄소나노튜브를 적절한 분산매에 분산시킬 것이 요구된다. 특히 탄소나노튜브들의 취급에 있어서의 분산은 탄소나노튜브의 특성상 입자들 간의 응집력이 매우 크기 때문에 더욱 분산제의 선택 등이 중요하게 고려되어야 한다.
분산제는 일종의 계면활성제로서, 헤드부(head part)와 테일부(tail part)로 구성되며, 헤드부는 분산시키고자 하는 물질인 분산질의 표면에 친화성이 있어야 하고, 테일부는 분산시킬 용매, 즉 분산매와 친화성이 있어야 하며, 거기에 더해 입자 사이의 충돌에 대하여 장벽의 역할을 할 수 있는 것이 좋은 분산제라 할 수 있다.
종래 탄소나노튜브에 대한 분산제로는, 수계 분산제로서 도데실벤젠설폰산나트륨(sodium dodecyl benzen sulfonate, NaDDBS), 도데실설폰산나트륨(sodium dodecyl sulfonate), TX-100, 폴리비닐 피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone) 등이 사용되고 있고, 이 중에서 도데실벤젠설폰산나트륨(NaDDBS)이 가장 뛰어난 분산제로 알려져 있다. 그러나, 상기 수계 분산제는 물에서만 탄소나노튜브를 잘 분산시킬 수 있을 뿐 유기 용매에서는 효과를 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
또한 유기계 분산제로는 아직까지 크게 알려진 분산제가 없으나, 한국공개특허 제2004-0039425호 및 일본공개특허 제2004-339301호가 폴리티오펜계 공액계 고분자를 이용하여 탄소나노튜브를 유기용매 상에서 양호하게 분산시킬 수 있다는 내용을 개시한 바 있다. 그러나 상기 공개특허들은 캐리어 이동도가 높은 유기 반도체 소재의 공급을 위한 것으로 본 발명과는 발명의 목적에서부터 상이하며, 분자량을 조절하지 않은 폴리티오펜계 고분자를 이용함으로써, 사용가능한 분산매의 종류가 2, 3개로 국한되고, 높은 분자량을 갖는 상기 고분자의 고유 점도가 입자의 분산을 저해하여, 결국 공정이 제약된다는 문제점이 있다.
따라서 최근에는 유기계, 수계 및 이들의 혼합물을 포함하는 다양한 종류의 용매 내에서 탄소나노튜브를 잘 분산시킬 수 있는 새로운 개념의 탄소나노튜브용 분산제의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 기술적 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자가 풍부한 원자 및 탄소나노튜브와의 친화성이 높은 방향족 고리로 구성된 헤드부와; 유기용매 및 수계용매에 친화성을 갖는 테일부를 포함하는 구조로 이루어져, 탄소나노튜브를 다양한 종류의 용매 내에서 안정화시키고 분산시키는 효과가 뛰어난 탄소나노튜브용 분산제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 분산제를 포함하여 탄소나노튜브의 분산을 향상시킬 수 있는 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 -SH, -NH2 또는 하기 화학식 1로 표시되는 그룹 중에서 선택되는 헤드부; 및 상기 -SH 또는 -NH2의 헤드부에 연결되거나 또는 하기 화학식 1로 표시되는 그룹 중에서 선택되는 헤드부의 고리의 3 또는 4번 자리에 연결된 하기 화학식 2로 표시되는 테일부를 포함하여 이루어지는 탄소나노튜브용 분산제에 관계한다.
[화학식 1]
Figure 112005056265812-pat00001
상기 식에서, X는 S, NH, 또는 O이고,
l은 1 내지 60의 정수이다.
[화학식 2]
Figure 112005056265812-pat00002
상기 식에서, Y는 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알키닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Z는 -H, -CH3, -OH, 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
a는 0 또는 1이고,
m은 1 내지 9의 정수이고,
n은 0 내지 9의 정수이다.
단, 상기 식에서, X가 S인 경우는 Z는 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기한 분산제; 탄소나노튜브; 및 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함하는 탄소나노튜브 조성물에 관계한다.
본 발명의 조성물은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 본 발명에 따른 탄소나노튜브용 분산제 0.001 내지 10 중량부; 탄소나노튜브 0.01 내지 5 중량부; 및 나머지량의 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함할 수 있다.
상기 조성물에서 상기 탄소나노튜브와 분산제의 혼합중량비는 1:0.001 내지 1:10인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 조성물은 유기 바인더, 감광성 모노머, 광개시제, 점도 조절제, 저장 안정제, 습윤제 및 산 또는 염기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 탄소나노튜브용 분산제에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 분산제의 헤드부는 -SH, -NH2 또는 하기 화학식 1로 표시되는 그룹과 같이 황, 질소 등의 전자가 풍부한 원자 및 탄소나노튜브의 탄소와 친화 성이 높은 방향족 고리로 구성된다. 따라서, 상기 헤드부는 탄소나노튜브에 전자를 쉽게 제공할 수 있고, 탄소나노튜브와 파이전자들 간의 결합(π-π coupling)을 형성할 수 있으며, 탄소나노튜브 입자에 빗 구조 래핑(comb structure wrapping) 형태로의 흡착이 가능하여 탄소나노튜브를 임의의 분산매에 용이하게 분산시킬 수 있게 한다.
[화학식 1]
Figure 112005056265812-pat00003
상기 식에서, X는 S, NH, 또는 O 이고,
l은 1 내지 60의 정수이다.
상기 헤드부와 결합되는 테일부는 C, H 등으로 이루어진 유기용매와 수계용매 모두에 높은 친화성을 갖는 하기 화학식 2와 같은 구조로 이루어진다. 따라서 상기 테일부를 포함하는 본 발명의 분산제는 단독의 유기용매 또는 단독의 물 뿐만 아니라 1종 이상의 유기용매의 혼합물, 1종 이상의 극성용매와 물의 혼합물 등을 포함하는 넓은 범위의 다양한 분산매에서 탄소나노튜브를 용이하게 분산시킬 수 있게 한다.
상기 테일부들은 임의의 분산매 내에서 상기 헤드부를 중심으로 하여 사방으로 전개됨으로써 입체 장애 효과(steric hindrance) 및 정전기적 반발력 (electrostatic repulsion)을 부여하여 탄소나노튜브 입자들간의 충돌 및 응집을 막아주는 역할을 한다.
[화학식 2]
Figure 112005056265812-pat00004
상기 식에서, Y는 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알키닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Z는 -H, -CH3, -OH, 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
a는 0 또는 1이고,
m은 1 내지 9의 정수이고,
n은 0 내지 9의 정수이다.
이 때 상기 화학식 2에서, a가 0인 경우에는 소수성(hydrophobicity)이 증가됨으로써 주로 유기용매 내에서 탄소나노튜브를 잘 분산시키게 되고, a가 1인 경우에는 친수성(hydrophilicity)이 증가됨으로써 주로 극성용매, 물, 또는 이들의 혼합물 등에서 탄소나노튜브를 잘 분산시킬 수 있게 되는데, 이러한 분산효과는 입체 장애 효과로 인한 것이다.
나아가 Z에 전하를 띨 수 있는 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 , 또는 인산이나 그의 염을 도입하면, 정전기적 반발력을 유도할 수 있어, 극성용매, 물, 또는 이들의 혼합물 등에서 더욱 효과적으로 탄소나노튜브를 분산시킬 수 있게 된다.
한편 상기 식에서, 상기 비치환된 C1-C10의 알킬렌기의 구체적인 예로는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌, sec-부틸렌, 펜틸렌, iso-아밀렌, 헥실렌 등을 들 수 있고, 상기 알킬렌 중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 또는 인산이나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 비치환된 C1-C10의 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는 상기 정의된 바와 같은 알킬렌기의 중간이나 맨 끝단에 탄소 이중결합이나 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 구체적인 예로서는 에틸렌, 프로필렌, 뷰틸렌, 헥실렌, 아세틸렌 등을 들 수 있으며, 이들 알케닐렌기나 알키닐렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 또는 인산이나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 아릴알킬렌기는 하나 이상의 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 20개의 카보사이클 방향족 시스템인 아릴렌기에서 수소원자 중 일부가 저급알킬렌, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등과 같은 라디칼로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어 벤질렌, 페닐에틸렌 등이 있다. 상기 아릴알킬렌기 중 하나 이상의 수소원 자는 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 또는 인산이나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
본 발명에서 상기 테일부로는 C3-C20의 폴리에틸렌옥사이드 또는 C4-C20의 폴리프로필렌옥사이드가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명 분산제의 바람직한 예로서는 폴리(3-헥실티오펜)(분자량 10,000 이하), 3-헥실티오펜, 3-도데실티오펜, 폴리(3-펜타데실피롤), 헥실피롤, 도데실피롤, 헥실사이올, 도데칸사이올, 폴리헥실아닐린, 하기 화학식 3 내지 4로 표시되는 화합물 등을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3]
Figure 112005056265812-pat00005
상기 식에서, m은 1 내지 60의 정수이고, n은 1 내지 12의 정수이다.
[화학식 4]
Figure 112005056265812-pat00006
상기 식에서, Z는 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 1 내지 60의 정수이다.
또한 상기와 같은 구조의 헤드부와 테일부로 이루어지는 본 발명의 분산제는 10,000 이하의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 분산제가 10,000 이하의 저분자량을 갖게 되면 용해도가 증가하여 사용가능한 분산매의 종류가 보다 확대되며, 분산제 자체의 점도도 낮아져서 공정에 더욱 적합하게 된다.
상술한 본 발명에 따른 분산제를 함유하고 있는 조성물에 관하여 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 탄소나노튜브 조성물은 상기 본 발명에 따른 분산제; 탄소나노튜브; 및 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함한다.
본 발명의 조성물은 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 본 발명에 따른 탄소나노튜브용 분산제 0.001 내지 10 중량부; 탄소나노튜브 0.01 내지 5 중량부; 및 나머지량의 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 탄소나노튜브와 분산제의 혼합중량비는 1:0.001 내지 1:10인 것이 바람직한데, 이는 상기 혼합중량비의 범위보다 분산제의 양이 적으면 적절한 탄소나노튜브의 분산효과를 볼 수 없으며, 반대로 분산제의 양이 많을 경우에는 분산제 자체의 점도 때문에 오히려 마이너스 효과가 발생하기 때문이다.
본 발명에서 사용가능한 탄소나노튜브로는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 다발형 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 분산매로는 단독의 유기용매, 단독의 물, 1종 이상의 유기용매의 혼합물 또는 1종 이상의 극성용매와 물의 혼합물 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때, 상기 유기용매로는 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜, 이소부틸알콜 및 디아세톤알콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 케톤류; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올 및 1,6-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 글리콜류; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 및 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 글리콜 에테르류; 글리콜 에테르 아세테이트류; 에틸아세테이트, 부톡시에톡시 에틸 아세테이트(butoxyethoxy ethyl acetate), 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA) 및 디하이드로터피네올 아세테이트(dihydroterpineol acetate; DHTA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 아세테이트류; 터피네올류; 트리메틸 펜탄디올 모노이소부티레이트(Trimethyl pentanediol monoisobutyrate; TEXANOL); 디클로로에텐(DCE); 및 1-메틸 피롤리돈(NMP) 등을 각각 단독으로 사용하거나 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
한편 본 발명의 조성물은 필요에 따라 본 발명 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 유기 바인더, 감광성 모노머, 광개시제, 점도 조절제, 저장 안정제, 습윤제 및 산 또는 염기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 60 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 유기 바인더로는 셀룰로오스계 폴리머; 스티렌계 폴리머; 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐알콜, 폴리프로필렌카보네이트 등을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 바인더를 단독으로 또는 1종 이상 혼합하여 사용한다.
상기 감광성 모노머와 광개시제로는 통상 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 감광성 모노머의 구체적인 예로는 열분해성 아크릴레이트 계열의 모노머, 벤조페논계 모노머, 아세트페논계 모노머, 또는 티오키산톤계 모노머 등을 들 수 있다.
상기 점도 조절제 및 저장 안정제 또한 기술분야에서 통상 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 점도 조절제의 구체적인 예로서 카세인, 카르복시메틸셀룰로오즈 등을 사용할 수 있다.
마찬가지로 상기 습윤제 또한 종래 기술분야에서 알려진 통상의 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적인 예로서 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 2-메틸-2펜탄디올 등의 다가알콜을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에는 산 또는 염기가 더 포함될 수 있는데, 산 또는 염기는 물 및 극성용매에 대한 분산제의 용해도를 증가시키고, 분산된 탄소나노튜브 입자에 정전기적 반발력을 부여하여 탄소나노튜브의 분산 상태를 안정화시키는 역할을 한다. 이 때, 상기 산으로는 염산, 황산, 질산, 아세트산, 탄산 등을 사용할 수 있으며, 상기 염기로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화암모늄 등을 사용할 수 있다.
상기와 같은 조성으로 구성된 본 발명의 조성물은 수성 또는 유성 탄소나노튜브 조성물을 사용할 수 있는 각종 산업분야에 응용 가능하며, 구체적으로 예를 들면 전계방출디스플레이(FED)의 전계방출원(emitter), 탄소나노튜브 잉크, 프린터블 탄소나노튜브 등의 제조에 이용 가능하다.
이하 본 발명의 바람직한 구현예를 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명할 것 이나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[본 발명 분산제의 헤드부 종류에 따른 탄소나노튜브의 분산효과 측정]
실시예 1
분산제로서 폴리(3-헥실티오펜) 20 mg을 클로로포름 20 ml에 넣고 용해한 후, 이 용액에 다중벽 탄소나노튜브 2 mg을 첨가하여 초음파분산기(sonicbath)에서 10시간 분산시킨 다음, 5,600 rpm에서 5분간 원심분리하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
실시예 2
분산제로서 3-헥실티오펜을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
실시예 3
분산제로서 3-도데실티오펜을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
실시예 4
분산제로서 도데칸사이올을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
비교예 1
분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 얻은 각각의 탄소나노튜브 용액들을 원심분리하여 응집된 분말을 제거한 후 UV-Vis-spectroscopy(JASCO(V-560), Absorbance mode, Scanning speed: 400nm/min)로 800nm에서 흡광도를 측정하여 그 결과를 도 1에 도시하였다. 이 때, 표준용액으로는 탄소나노튜브가 없는 분산제 용액을 사용하였다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 분산제를 사용한 실시예 1 내지 4의 경우 상기 분산제를 사용하지 않은 비교예 1에 비해 흡광도가 높게 나타나, 본 발명의 분산제가 탄소나노튜브를 유기용매 내에서 잘 분산시킨다는 사실을 확인할 수 있으며, 그 중 헤드부로 티오펜 또는 폴리티오펜을 갖는 분산제(실시예 1 내지 3)가 더욱 우수한 분산효과를 갖는다는 사실을 알 수 있다.
[본 발명 분산제의 테일부 종류에 따른 탄소나노튜브의 분산효과 측정]
실시예 5
분산제로서 폴리티오펜 헤드부와 폴리에틸렌옥사이드 테일부로 구성된 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용하여 탄소나노튜브 용액을 제조하였다. 구체적으로 설명하면, 상기 분산제 20 mg을 터피네올 20 ml에 넣고 용해한 후, 이 용액에 단일벽 탄소나노튜브 2 mg을 첨가하여 초음파분산기(sonicbath)에서 10시간 분산시킨 다음, 5,600 rpm에서 5분간 원심분리하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
[화학식 5]
Figure 112005056265812-pat00007
상기 식에서, m은 50이고, n은 9이다.
실시예 6
상기 실시예 5의 분산제와 동일한 폴리티오펜 헤드부를 갖고, 테일부로는 알킬(헥실) 테일을 갖는 폴리(3-헥실티오펜)(분자량 6,000)을 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
비교예 2
분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
상기 실시예 5 내지 6 및 비교예 2에서 얻은 각각의 탄소나노튜브 용액들을 원심분리하여 응집된 분말을 제거한 후 UV-Vis-spectroscopy(JASCO(V-560), Absorbance mode, Scanning speed: 400nm/min)로 800nm에서 흡광도를 측정하여 그 결과를 도 2에 도시하였다.
도 2를 참고하면, 폴리에틸렌옥사이드 테일부를 갖는 분산제를 사용한 실시예 5와 알킬 테일부를 갖는 분산제를 사용한 실시예 6 모두, 상기 분산제를 사용하지 않은 비교예 2에 비해 높은 흡광도를 나타내어, 본 발명의 분산제가 테일부의 종류에 관계없이 탄소나노튜브를 유기용매 내에서 잘 분산시킨다는 사실을 확인할 수 있다. 이 때, 본 발명의 분산제들 중에서 알킬 테일부를 갖는 분산제가 더 높은 흡광도를 나타내는 이유는, 폴리에틸렌옥사이드 테일부를 갖는 분산제의 터피네올 용매에 대한 용해도가 상기 알킬 테일부를 갖는 분산제의 용해도보다 낮기 때문이다.
[ 분산매 및 본 발명 분산제의 종류에 따른 탄소나노튜브의 분산효과 측정]
실시예 7
분산제로 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 사용하고, 분산매로 물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
[화학식 6]
Figure 112005056265812-pat00008
상기 식에서 n은 50이다.
실시예 8
분산매로 물 4 ml와 에틸알콜 16 ml의 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
실시예 9
분산제로 폴리헥실피롤을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
실시예 10
분산제로 폴리헥실아닐린을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 용액을 얻었다.
상기 실시예 7 내지 10에 따른 각각의 탄소나노튜브 용액들을 원심분리하여 응집된 분말을 제거한 후 UV-Vis-spectroscopy(JASCO(V-560), Absorbance mode, Scanning speed: 400nm/min)로 800nm에서 흡광도를 측정하여 그 결과를 도 3에 도시하였다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 여러 가지 종류의 분산제를 물 또는 물과 극성용매의 혼합물에서 사용한 경우 모두 전체적으로 흡광도가 높게 나타나, 본 발명의 분산제를 사용할 수 있는 분산매의 범위가 유기용매 뿐만 아니라 단독의 물 그리고 극성용매와 물의 혼합물까지 다양함을 정량적으로 확인할 수 있다.
[본 발명 분산제의 사용유무에 따른 탄소나노튜브 페이스트 조성물의 점도 변화 측정 및 SEM 촬영]
실시예 11
터피네올 용매 13.775 g에 유기 바인더로서 에틸셀룰로오스 8.335 g을 용해시켜 바인더 용액을 준비하였다. 상기 바인더 용액에 실시예 5의 분산제 0.019 g과 다중벽 탄소나노튜브 0.38 g을 첨가한 후 볼-밀(bal-mill)로 10시간 동안 혼합하여 탄소나노튜브 페이스트 조성물을 얻었다.
비교예 3
분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 11과 동일한 방법으로 실시하여 탄소나노튜브 페이스트 조성물을 얻었다.
(1) 점도 측정
상기 실시예 11 및 비교예 3에서 얻은 각각의 탄소나노튜브 페이스트 조성물을 전단속도를 증가시키면서 점도 변화를 측정하였다. 이 때 점도는 점도측정계(RV-II, 미합중국 소재 Brookfield사 제품)를 사용하여 측정하였으며, 측정조건은 스핀들 14번을 사용하여 온도범위 24.5 내지 25.5℃에서, 측정시간 30초로 하여 전단속도에 따른 점도의 변화를 측정하였다.
그 결과, 비교예 3의 조성물의 경우에는 2 rpm에서 66000 cps, 20 rpm에서 23400 cps의 점도를 보인 반면, 본 발명의 분산제를 사용한 실시예 11의 조성물의 경우에는 2 rpm에서 46500 cps, 20 rpm에서 14325 cps의 낮은 점도를 나타내어, 본 발명의 분산제를 사용한 조성물이 비교예의 조성물에 비해 점도 감소 효과가 뚜렷함을 확인할 수 있었다.
(2) 탄소나노튜브 막의 제조 및 SEM 촬영
상기 실시예 11 및 비교예 3에서 얻은 탄소나노튜브 페이스트 조성물을 각각 글래스 기판에 30 ㎛ 두께로 프린팅한 후 공기 분위기하 380 ℃에서 소성하여 탄소나노튜브 막을 얻었다. 이와 같이 하여 수득한 각 탄소나노튜브 막의 표면을 주사전자현미경으로 촬영하여 그 결과를 도 4 및 도 5에 도시하였다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 분산제를 사용하여 얻은 탄소나노튜브 페이스트 조성물로 제조한 탄소나노튜브 막(도 4 참조)은 분산제를 사용하지 않은 비교예 3의 조성물로 제조한 탄소나노튜브 막(도 5 참조)에 비해 탄소나노튜브가 골고루 잘 분산되어 있음을 확인할 수 있다.
[본 발명 분산제의 분자량에 따른 용해도 실험]
분산제는 그 분자량에 따라 사용할 수 있는 용매의 종류가 한정된다. 이는 용매에 분산제 자체가 용해되지 않으면 목적하는 분산제 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 따라서 이하에서는 본 발명의 분산제의 분자량을 조절한 후, 그에 따른 다양한 용매 내에서의 용해도를 측정하였다.
실험예 1 내지 13
분산제로 87,000의 분자량을 갖는 폴리(3-헥실티오펜) 2 mg을 하기 표 1에 기재된 용매 각 20 ml에 투입한 후 초음파분산기에서 약 4시간 동안 혼합하여 13개의 분산제 용액을 얻었다.
실험예 14 내지 25
분산제로 6,000의 분자량을 갖는 폴리(3-헥실티오펜) 2 mg을 하기 표 1에 기재된 용매 각 20 ml에 투입한 후 초음파분산기에서 약 15분간 혼합하여 12개의 분산제 용액을 얻었다.
Figure 112005056265812-pat00009
상기 실험예 1 내지 13 및 실험예 14 내지 25에 따라 제조된 각각의 분산제 용액의 분산정도를 사진으로 촬영하여 도 6 및 도 7에 도시하였다. 도 6및 도 7을 참고하면, 분자량 87,000을 갖는 분산제는 용해시간을 길게 했음에도 불구하고 잘 용해되지 않으나(도 6), 분자량 6,000을 갖는 분산제의 경우에는 극히 짧은 용해시간에도 불구하고 대부분의 용매 내에서 잘 용해됨을 알 수 있다(도 7). 따라서 상기 결과로부터 저분자량, 즉 10,000이하의 분자량을 갖는 분산제가 고분자량을 갖는 분산제에 비해 용해도가 높아, 사용가능한 용매의 종류가 유기용매에서부터 극성 용매에 이르기까지 다양함을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명이 제공하는 분산제는 전자가 풍부한 원자 및 탄소나노튜브와의 친화성이 높은 방향족 고리로 구성되어 탄소나노튜브와 파이전자들 간의 결합(π-π coupling) 및 탄소나노튜브 입자에 래핑(wrapping) 형태로의 흡착이 가능한 헤드부와; 유기용매 및 수계용매에 친화성을 갖는 테일부를 포함하는 구조로 이루어짐으로써, 탄소나노튜브를 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물 등 다양한 종류의 분산매 내에서 안정화시키고 분산시키는 효과가 뛰어나다. 따라서 본 발명의 분산제를 이용하면 전계방출디스플레이(FED)의 전계방출원(emitter), 탄소나노튜브 잉크, 프린터블 탄소나노튜브 등 각종 산업분야에서 필요한 탄소나노튜브 조성물을 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. -SH, -NH2 또는 하기 화학식 1로 표시되는 그룹 중에서 선택되는 헤드부; 및 상기 -SH 또는 -NH2의 헤드부에 연결되거나 또는 하기 화학식 1로 표시되는 그룹 중에서 선택되는 헤드부의 고리의 3 또는 4번 자리에 연결된 하기 화학식 2로 표시되는 테일부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브용 분산제.
    [화학식 1]
    Figure 112008000691424-pat00010
    상기 식에서, X는 S, NH, 또는 O이고,
    l은 1 내지 60의 정수이다.
    [화학식 2]
    Figure 112008000691424-pat00011
    상기 식에서, Y는 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10의 알키닐렌기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬렌기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    Z는 -H, -CH3, -OH, 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    a는 0 또는 1이고,
    m은 1 내지 9의 정수이고,
    n은 0 내지 9의 정수이다.
    단, 상기 식에서, X가 S인 경우는 Z는 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분산제가 3-헥실티오펜, 3-도데실티오펜, 헥실피롤, 도데실피롤, 헥실사이올, 도데칸사이올, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브용 분산제.
    [화학식 3]
    Figure 112008000691424-pat00012
    상기 식에서, m은 1 내지 60의 정수이고, n은 1 내지 9의 정수이다.
    [화학식 4]
    Figure 112008000691424-pat00013
    상기 식에서, Z는 카르복실산이나 그의 염, 술폰산이나 그의 염 및 인산이나 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    n은 1 내지 60의 정수이다.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 분산제가 10,000 이하의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브용 분산제.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 테일부가 C3-C20의 폴리에틸렌옥사이드 또는 C4-C20의 폴리프로필렌옥사이드인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브용 분산제.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 분산제; 탄소나노튜브; 및 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함하는 탄소나노튜브 조성물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 조성물이 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 분산제 0.001 내지 10 중량부; 탄소나노튜브 0.01 내지 5 중량부; 및 나머지량의 유기용매, 물, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 분산매를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 탄소나노튜브와 분산제의 혼합중량비가 1:0.001 내지 1:10인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  8. 제 5항에 있어서, 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 다발형 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 유기용매는 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜, 이소부틸알콜 및 디아세톤알콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 케톤류; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올 및 1,6-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 글리콜류; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 및 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 글리콜 에테르류; 글리콜 에테르 아세테이트류; 에틸아세테이트, 부톡시에톡시 에틸 아세테이트(butoxyethoxy ethyl acetate), 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA) 및 디하이드로터피네올 아세테이트(dihydroterpineol acetate; DHTA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 아세테이트류; 터피네올류; 트리메틸 펜탄디올 모노이소부티레이트(Trimethyl pentanediol monoisobutyrate; TEXANOL); 디클로로에텐(DCE); 및 1-메틸 피롤리돈(NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 조성물이 유기 바인더, 감광성 모노머, 광개시제, 점도 조절제, 저장 안정제, 습윤제 및 산 또는 염기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 첨가제는 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 60 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 유기 바인더는 셀룰로오스계 폴리머; 스티렌계 폴리머; 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐알콜 및 폴리프로필렌카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224739B1 (ko) 2006-01-23 2013-01-21 삼성전자주식회사 아로마틱이미드계 탄소나노튜브용 분산제 및 그를포함하는 탄소나노튜브 조성물

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513768B2 (en) * 2005-05-09 2013-08-20 Nantero Inc. Nonvolatile nanotube diodes and nonvolatile nanotube blocks and systems using same and methods of making same
US8217490B2 (en) * 2005-05-09 2012-07-10 Nantero Inc. Nonvolatile nanotube diodes and nonvolatile nanotube blocks and systems using same and methods of making same
US9911743B2 (en) * 2005-05-09 2018-03-06 Nantero, Inc. Nonvolatile nanotube diodes and nonvolatile nanotube blocks and systems using same and methods of making same
US9196615B2 (en) * 2005-05-09 2015-11-24 Nantero Inc. Nonvolatile nanotube diodes and nonvolatile nanotube blocks and systems using same and methods of making same
KR20070043142A (ko) * 2005-10-20 2007-04-25 삼성전기주식회사 티올계 분산제 및 그를 포함하는 황화계 형광체 페이스트조성물
US20070267602A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Shie-Heng Lee Method of Manufacturing Carbon Nanotubes Paste
JP5680301B2 (ja) * 2006-10-11 2015-03-04 ユニバーシティ オブ フロリダ リサーチ ファンデーション インコーポレーティッド ペンダントパイ相互作用性／結合性置換基を含有する電気活性ポリマー、そのカーボンナノチューブ複合体、およびその形成方法
JP2008201834A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Honda Motor Co Ltd 熱輸送流体
KR100847987B1 (ko) * 2007-02-27 2008-07-22 삼성전자주식회사 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 탄소나노튜브조성물
KR100902509B1 (ko) * 2007-05-29 2009-06-15 삼성전자주식회사 탄소나노튜브의 선택적 분리 방법, 상기 방법으로 분리된탄소나노튜브를 포함하는 전극 및 탄소나노튜브용 올리고머분산제
CN101177261B (zh) * 2007-11-08 2010-05-19 上海交通大学 生物相容性的纤维素功能化碳纳米管的制备方法
JP5326297B2 (ja) * 2008-02-22 2013-10-30 日油株式会社 カーボンナノチューブ分散溶液
JP2009242145A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ膜の製造方法
US9263126B1 (en) 2010-09-01 2016-02-16 Nantero Inc. Method for dynamically accessing and programming resistive change element arrays
US9340697B2 (en) 2009-08-14 2016-05-17 Nano-C, Inc. Solvent-based and water-based carbon nanotube inks with removable additives
CN102648249B (zh) * 2009-08-14 2016-04-13 Nano-C公司 具有可移除性添加剂的溶剂基和水基碳纳米管油墨
WO2011052601A1 (ja) * 2009-10-26 2011-05-05 独立行政法人産業技術総合研究所 イオン性有機化合物及びその製法、並びに該イオン性有機化合物からなるカーボンナノチューブ分散剤
WO2011090029A1 (ja) * 2010-01-19 2011-07-28 日本電気株式会社 カーボンナノチューブ分散液および半導体装置の製造方法
US9169394B2 (en) 2010-02-09 2015-10-27 Nanyang Technological University Methods for dispersing carbon nanotubes and compositions used for the methods
CN102844273B (zh) * 2010-04-12 2016-03-02 日东电工株式会社 离子传导性有机无机复合粒子、含有粒子的树脂组合物以及离子传导性成型体
JP5612953B2 (ja) 2010-04-12 2014-10-22 日東電工株式会社 粒子、粒子分散液、粒子分散樹脂組成物および樹脂成形体
CN103930951B (zh) * 2011-06-24 2017-04-19 布鲁尔科技公司 具有增强导电率的高度可溶碳纳米管
FR2982866B1 (fr) * 2011-11-18 2015-02-20 Arkema France Procede de preparation d'une composition pateuse a base de charges conductrices carbonees
SG11201406925YA (en) * 2012-04-26 2014-11-27 Brewer Science Inc Multifunctional alcohol dispersions of carbon nanotubes
JP5926619B2 (ja) * 2012-06-01 2016-05-25 三菱製紙株式会社 リチウムイオン電池セパレータ用塗工液及びリチウムイオン電池セパレータの製造方法
JP5960178B2 (ja) * 2013-03-28 2016-08-02 富士フイルム株式会社 熱電変換素子の製造方法および熱電変換層用分散物の製造方法
CN104774432B (zh) * 2015-04-15 2018-01-26 华中科技大学 一种聚3‑己基噻吩/碳纳米管复合材料及制备方法
KR102571650B1 (ko) * 2016-01-08 2023-08-25 내셔날 리서치 카운실 오브 캐나다 친수성 반도전성 단일벽 탄소 나노튜브 잉크
EP3450393A4 (en) * 2016-04-27 2019-12-25 Toray Industries, Inc. CARBON NANOTUBE DISPERSION, ASSOCIATED PRODUCTION METHOD, AND CONDUCTIVE MOLDED BODY
TW201842087A (zh) 2017-02-08 2018-12-01 加拿大國家研究委員會 具改良之熱穩定性的分子油墨
JP7242557B2 (ja) 2017-02-08 2023-03-20 ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ 低粘度及び低処理温度を有する銀分子インク
TW201842088A (zh) 2017-02-08 2018-12-01 加拿大國家研究委員會 可印刷分子油墨
CN110611029B (zh) * 2019-09-04 2022-01-18 北京华碳元芯电子科技有限责任公司 一种印刷法制备碳纳米管薄膜的方法
KR102562265B1 (ko) * 2021-04-26 2023-08-01 (주)유창하이텍 전처리된 단일벽 카본나노튜브를 이용한 대전방지 조성물 및 그 제조방법
KR102463829B1 (ko) * 2022-06-21 2022-11-04 한국산노프코 주식회사 고농도 수계 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 탄소나노튜브 분산액

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003292801A (ja) 2002-02-04 2003-10-15 Toray Ind Inc 重合体コンポジット
JP2004002621A (ja) 2002-03-26 2004-01-08 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ含有ペースト、カーボンナノチューブ分散コンポジットおよびカーボンナノチューブ分散コンポジットの製造方法
JP2004244490A (ja) 2003-02-13 2004-09-02 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ含有樹脂コンポジットとその製造方法および高弾性フィルム
KR20060084674A (ko) * 2005-01-20 2006-07-25 삼성전자주식회사 전도성 입자 분산용의 전도성 폴리머, 그의 제조방법 및이를 포함하는 전도성 페이스트

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH586666A5 (ko) * 1973-09-11 1977-04-15 Ciba Geigy Ag
US4243795A (en) * 1979-09-04 1981-01-06 The Firestone Tire & Rubber Company Polyphosphazene copolymers containing N-substituted pyrrole substituents
JP2765462B2 (ja) * 1993-07-27 1998-06-18 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US6430032B2 (en) * 2000-07-06 2002-08-06 Showa Denko K. K. Solid electrolytic capacitor and method for producing the same
DE10144631A1 (de) * 2001-09-11 2003-03-27 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Pyrrol und Pyridin
JP5061414B2 (ja) * 2001-09-27 2012-10-31 東レ株式会社 薄膜トランジスタ素子
KR100720628B1 (ko) * 2002-11-01 2007-05-21 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 탄소 나노튜브 함유 조성물, 이를 포함하는 도막을 갖는복합체, 및 이들의 제조 방법
JP4177210B2 (ja) * 2003-09-04 2008-11-05 日信工業株式会社 炭素繊維複合金属材料の製造方法
JP4734943B2 (ja) * 2004-02-02 2011-07-27 東レ株式会社 光学測定用基材
US7247670B2 (en) * 2004-08-24 2007-07-24 General Electric Company Nanotubes and methods of dispersing and separating nanotubes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003292801A (ja) 2002-02-04 2003-10-15 Toray Ind Inc 重合体コンポジット
JP2004002621A (ja) 2002-03-26 2004-01-08 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ含有ペースト、カーボンナノチューブ分散コンポジットおよびカーボンナノチューブ分散コンポジットの製造方法
JP2004244490A (ja) 2003-02-13 2004-09-02 Toray Ind Inc カーボンナノチューブ含有樹脂コンポジットとその製造方法および高弾性フィルム
KR20060084674A (ko) * 2005-01-20 2006-07-25 삼성전자주식회사 전도성 입자 분산용의 전도성 폴리머, 그의 제조방법 및이를 포함하는 전도성 페이스트

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224739B1 (ko) 2006-01-23 2013-01-21 삼성전자주식회사 아로마틱이미드계 탄소나노튜브용 분산제 및 그를포함하는 탄소나노튜브 조성물

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Publication number Publication date
JP2007099611A (ja) 2007-04-19
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