KR20180130562A - 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법, 및 생성물의 용도 - Google Patents

표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법, 및 생성물의 용도 Download PDF

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Abstract

일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법으로서, 상기 생성물을 수득하기 위해 하기 단계를 포함하는 방법이 기재된다: 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물을 제조 또는 제공하는 단계, 일정한 양의 은 나노와이어를 제조 또는 제공하는 단계, 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물을 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면에 부착하여 표면 개질된 은 나노와이어를 수득하는 단계, 및 임의로 (d) 하나 이상의 추가 구성 성분을 추가하고/추가하거나 하나 이상의 추가 단계를 수행하는 단계. 상응하는 생성물, 상응하는 용도 및 물품의 표면의 코팅 방법이 또한 기재된다.

Description

표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법, 및 생성물의 용도
본 발명은 생성물의 제조 방법, 상응하는 생성물, 코팅 재료 또는 잉크로서의 생성물의 용도, 은 나노와이어의 표면을 개질하기 위한 표면 작용제 화합물로서의 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도, 제 2 표면 작용제 화합물과 교환하기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물의 용도, 및 분산 매질 중 은 나노와이어의 분산 향상제로서의 화합물의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 물품의 표면의 코팅 방법에 관한 것이다. 본 발명은 첨부된 청구범위에서 정의되며, 특정 양태들이 이하에서 추가적으로 정의된다.
최근에, 전기 전도성 코팅은 산업의 관심을 더욱더 끌고 있다. 예를 들어, 이들은 인쇄 회로에 복잡한 전자 회로를 형성하는 데 사용된다. 따라서, 전기 전도성 잉크는 그 수요가 증가하고 있으며 산업 표준을 충족시키는데 필요한 다양한 적용 방법 및 조성물의 관점에서 특별히 맞추어질 필요가 있다.
오늘날 사용되는 전기 전도성 잉크는 본질적으로 유기 중합체 매트릭스와 그 안에 분산된 하나 이상의 나노구조화된 금속 입자, 금속 입자 전구체, 또는 다른 전도성 나노구조물로 이루어진다. 전기 전도성 잉크는 또한 이들의 안정성을 유지 또는 개선하거나 (예를 들어, 셋팅제(setting agent)) 또는 이들의 점도를 정밀하게 조절하여 편리한 적용을 허용하는 (예를 들어, 용매의 사용에 의해) 역할을 하는 첨가제를 보통 저농도로 함유할 수 있다. 인쇄된 전자 층의 핵심 특성은 예를 들어 중합체 매트릭스 중 나노구조화된 금속 입자의 농도 및/또는 분산 특성을 조정하는 것에 의해 영향을 받을 수 있다. 전기 전도성 잉크는 보통 상이한 코팅 방법 (예를 들어, 스크린 프린팅) 을 사용하여 기재(substrate)의 표면 상에 적용된다.
특히, 은 나노와이어는 디스플레이 장치에서, 예를 들어 투명 전도성 층의 형태로 널리 사용된다. 은 나노와이어를 제조하는데 사용된 제조 방법으로 인해 및 연구 단체의 상당한 노력에도 불구하고, 선행 기술에 공지된 은 나노와이어는 무극성 또는 소수성 용매에 균질하게 분산될 수 없다.
따라서, 예를 들어, 매트릭스 중 은 나노와이어의 농도를 증가시키거나, 또는 이들을 매트릭스에 균질하게 분산시키는 것은 여전히 어렵다. 이러한 매트릭스는 예를 들어 은 나노와이어 및 하나 이상의 유기 용매, 특히 소수성 용매를 포함하는 전기 전도성 잉크이며, 전기 전도성 잉크를 제조하기 위한 상이한 코팅 방법에서 일반적으로 사용된다.
이러한 방법 또는 작용제에 관한 상이한 교시가 특허 문헌에 보고되어 있다:
US 2014/0123808 A1 은 "나노와이어 제조 방법, 조성물, 및 물품" (제목) 을 개시한다. 물품은 기재를 전도성 조성물과 조합으로 포함한다.
US 2008/0182090 A1 은 전자 회로, 예컨대 RFID 안테나 등을 제조하기 위한 고속 프린팅용 잉크로서 사용하기에 적합한 조성물을 개시하고 있으며, 상기 조성물은 하기 구성 성분을 포함한다:
(a) 전도성 입자, 바람직하게는 은 입자, 더 바람직하게는 은 플레이크
(b) 스티렌/(메트)아크릴 공중합체
(c) 음이온성 습윤제
(d) 소포제 및
(e) 물.
US 2013/0342221 A1 은 "금속 나노구조화된 네트워크 및 투명 전도성 재료" (제목) 를 개시하고 있다. "전구체 잉크" (청구항 1 참조) 및 "투명 전도성 필름 형성 방법" (청구항 8 참조) 이 개시되어 있다. 또한, "금속 나노와이어를 갖는 코팅으로서 바로 적용하기 위한" 해결책이 개시되어 있다 (단락 [0035] 참조).
US 2013/0192423 A1 은 술프하이드릴-함유 지방족 화합물이 폴리올 방법의 후반기에 첨가되는 구현예를 포함하는 은 나노와이어 제조 방법을 개시하고 있다.
US 2015/0011763 A1 은 표면 관능화된 금속 나노입자를 포함하는 조성물 및 이들의 형성 방법을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법을 제공하고, 상응하는 생성물을 제공하는 것이었으며, 여기에서 상기 표면 개질된 은 나노와이어는 지금까지는 비상용성인 것으로 간주되었던 특정 분산 매질과 상용성으로 조합될 수 있거나, 또는 이와 접촉하여 존재한다.
방법은 바람직하게는 특히 인쇄 및 전자 산업 및/또는 장기간에 걸쳐 적용되는 제조 조건 하에 은 나노와이어가 균질하게 분산된 생성물 분산 매질을 포함하는 생성물을 제공해야 한다.
바람직하게는, 은 나노와이어는 일반적인 유기 용매, 특히 소수성 유기 용매에 균질하게 분산될 수 있어야 한다.
본 발명의 다른 목적은 상응하는 용도 및 물품의 표면의 코팅 방법을 제공하는 것이었다.
본 발명의 주제는 청구범위에서 정의된다. 본 발명의 바람직한 양태는 하기의 설명 및 하기에 기재된 실시예에서 추가로 정의된다.
본 발명의 제 1 목적은 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법에 의해 달성되며, 방법은 상기 생성물을 수득하기 위해 하기 단계를 포함한다:
(a) 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물을 제조 또는 제공하는 단계,
(b) 일정한 양의 은 나노와이어를 제조 또는 제공하는 단계,
(c) 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물을 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면에 부착하여 표면 개질된 은 나노와이어를 수득하는 단계,
및 임의로
(d) 하나 이상의 추가 구성 성분을 첨가하고/첨가하거나 하나 이상의 추가 단계를 수행하는 단계.
용어 "은 나노와이어" 는 용어는 당해 기술 분야에서 사용되는 용어이며 그 자체로 당업자에 의해 이해된다. 본 발명의 맥락에서, 은 나노와이어는 바람직하게는 적어도 5, 더 바람직하게는 적어도 10, 보다 더 바람직하게는 적어도 100, 특히 바람직하게는 적어도 1000 의 종횡비 (실린더의 직경에 대한 높이의 비) 를 갖는 실린더형의 임의의 은 나노입자이다.
본 발명의 맥락에서, "표면 개질된 은 나노와이어" 는 하나 이상의 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 은 나노와이어이다.
본 발명의 맥락에서, "표면 작용제 화합물" 은 은 나노와이어의 표면일 수 있거나 또는 은 나노와이어의 표면에 부착되는 화합물이며, 화합물의 원자 또는 화합물의 원자의 대부분은 공유 결합에 의해 결합된다. 따라서, "표면 작용제 화합물" 은 화합물의 원자의 대부분이 공유 결합에 의해 결합되는 한 일부 이온성 또는 금속성 결합을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 은 나노와이어에 대한 표면 작용제 화합물의 부착은 상당한 결합 강도를 가져야 한다. 예를 들어, 부착은 바람직하게는 매우 강하여, 상기 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있는 표면 개질된 은 나노와이어가 물, 에탄올, 이소프로판올, 또는 아세톤과 같은 일반적인 용매로 수 분 동안 헹구어지는 경우, 표면 작용제 화합물은 헹구어진 표면 개질된 은 나노와이어에 여전히 부착되어 있다.
놀랍게도, 본 발명의 실험에서, 이들 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물이 은 나노와이어의 분산성을 개질하는데 사용될 수 있어, 표면 개질된 은 나노와이어의 관련 특성, 예를 들어 표면 개질된 은 나노와이어의 소수성 매질에 분산되는 능력이 상이한 화학적 환경, 특히 전자 산업의 전형적인 제조 조건 하에서도 변하지 않는다는 것이 밝혀졌다.
임의의 이론에 구속되지 않으면서, 현재 티올 및/또는 아민 관능기가 본 발명에 따라서 사용되는 표면 작용제 화합물을 표면 개질된 은 나노와이어의 각각의 표면에 강하게 부착시키는 것을 돕는 것으로 여겨진다.
본 발명은 또한 은 나노와이어를 포함하는 (바람직하게는 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는) 생성물에 관한 것이며, 상기 정의된 바와 같은 제 1 표면 작용제 화합물 (즉, 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물) 은 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다. 바람직하게는, 제 1 표면 작용제 화합물은 표면 작용제 화합물의 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 관능기 중 1 개 이상을 통해 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다. 더 바람직하게는, 제 1 표면 작용제 화합물은 표면 작용제 화합물의 상기 관능기 중 1 개 이상과 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 1 개 이상의 은 원자 사이의 공유 결합을 통해 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다. 그리고 보다 더 바람직하게는, 제 1 표면 작용제 화합물은 표면 작용제 화합물의 관능기 중 1 개 이상과 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 100 결정면 상의 1 개 이상의 은 원자 사이의 결합 (바람직하게는 공유 결합) 을 통해 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다. 일부 경우, 표면 개질된 은 나노와이어의 표면은 부분적으로 또는 완전히 은 산화물로 덮인다.
그러나, 일부 경우, 표면 작용제 화합물은 흡착에 의해 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다.
제 1 표면 작용제 화합물을 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착시키는 동안, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제 1 표면 작용제의 1 개 이상의 관능기는 이들의 탈양성자화된 형태 (예를 들어, 티올레이트) 또는 이들의 중성 형태 (즉, 각각의 기의 탈양성자화 또는 양성자화로부터 생성된 음이온성 또는 양이온성 전하를 띠지 않음) 로 존재할 수 있다.
일부 경우, 단계 (a) 에서 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 적어도 1 개의 티올 기 및 적어도 1 개의 아민 기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물이 제조 또는 제공되는, 상기 기재된 바와 같은 방법이 바람직하다.
은 표면에 대한 표면 작용제 화합물의 부착, 특히 흡착에 대한 설명과 이론에 대해서는 Huang et al. (Langmuir, 12, 1996, 909-912) 를 참조한다.
추가의 구성 성분이 또한 은 나노와이어에 부착될 수 있으며, 상기 정의된 바와 같은 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물의 결합 유형에 영향을 미칠 수 있다.
(상기 정의된 바와 같은) 본 발명의 방법은 바람직하게는
단계 (b) 에서 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 상기 은 나노와이어의 표면에
(i) 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되거나 (즉, 제조 또는 제공되는 은 나노와이어는 표면 개질된 은 나노와이어임),
또는
(ii) 표면 작용제 화합물이 부착되지 않고,
제 2 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물과 상이한 방법이다.
본 발명의 방법의 단계 (b) 에서, 제 2 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 제조 또는 제공하는 것이 유리한데, 본 발명의 실험에 따르면 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있지 않은 은 나노와이어는 일반적인 유기 용매에 분산되기 어려우므로 화학적 반응 또는 변형에 사용하기 어렵기 때문이다. 본 발명에 있어서, 단계 (b) 는 단계 (c) 이전에 수행되며, 본 발명의 이러한 바람직한 양태에 있어서, 제 2 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물이 상기 은 나노와이어의 표면에 부착되기 전에 부착된다.
단계 (b) 에서 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 상기 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물이 제 1 표면 작용제 화합물과 상이한, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
제 2 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 (표면 개질된) 은 나노와이어에 제 1 표면 작용제 화합물을 부착하는 것은 소수성에 영향을 미치므로, 수득되는 표면 개질된 은 나노와이어의 분산 매질 중 분산성은 제 2 표면 작용제 화합물의 양에 대한 제 1 표면 작용제 화합물 (화합물 둘 모두 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착됨) 의 양의 비를 정확하게 조정함으로써 개별적인 실제 상황의 요건에 따라 맞추어질 수 있다. 따라서, 상응하는 전기전도성 층 (즉, 조정된 비의 2 개의 상이한 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 적용으로부터 수득되는 전기전도성 층) 의 특성은 개별적인 상황의 요건에 따라 맞추어질 수 있다.
단계 (b) 에서 일정한 양의 은 나노와이어가 폴리올 방법 ("폴리올 방법" 으로도 공지되어 있음, 두 용어는 본원에서 동의어로 사용됨) 을 사용하여 제조되고, 상기 일정한 양의 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물이 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고, 제 2 표면 작용제 화합물이 바람직하게는 캡핑제인, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
"폴리올 방법" (폴리올 방법) 은 은 나노와이어를 합성하는 일반적인 방법이다. 이는 예를 들어 하기 문헌에 기재되어 있다: Xia et al., Nano Lett. 2002, 2, 165; Adv. Mater. 2002, 14, 833; Chem. Mater. 2002, 14, 4736.
"캡핑제" 는 폴리올 방법에서 핵심적인 시약이다. 이는 상기 은 나노와이어의 성장을 제어하거나 개질할 수 있는 화합물이다. 폴리비닐피롤리돈 (PVP) 이 현재 가장 널리 사용되는 캡핑제이다. 상응하는 특허 문헌은, 예를 들어, US 2009/0282948 A1, US 2011/0185852 A1, US 2014/0123808 A1, WO 2013/191337 A1, CN 103433503 A 이다. 본 발명의 맥락에서, "캡핑제" 는 폴리올 방법에서 은 나노입자의 성장을 지시하여 은 나노와이어를 생성하는 화학 작용제를 지칭한다. 전형적으로, 특정량의 캡핑제가 생성된 은 나노와이어의 표면에 부착되며, 전형적으로 상기 표면으로부터 캡핑제를 제거하기 위한 특정 조치가 취해진다. 상기 정의에 따르면, 캡핑제가 표면에 부착된 은 나노와이어는 표면 개질된 은 나노와이어로 간주되고, 캡핑제는 표면 작용제 화합물로 간주된다.
은 나노와이어를 제조하기 위한 폴리올 방법에 관한 추가 문헌: US 2012/0247275 A1 은 폴리올이 사용되는 단분산된 은 나노와이어의 형성 방법을 개시하고 있다. 캡핑제는 폴리올에 혼합되어 실질적으로 균질한 용액을 형성한다. 폴리비닐피롤리돈 (PVP) 이 캡핑제로서 개시되어 있다.
US 7922787 B2 는 "은 나노와이어의 제조 방법" (제목) 을 개시하고 있다. PVP 가 "유기 보호제" 로서 개시되어 있다.
US 2009/0282948 A1 은 "나노구조 형성 및 형상 선택 방법" (제목) 을 개시하고 있다.
US 2011/0185852 A1 은 "나노구조 형성 및 형상 제어 방법" 을 개시하고 있다.
US 2013/0255444 A1 은 "은 나노와이어 제조 방법 및 나노와이어 성장 조절제" (제목) 를 개시하고 있다.
WO 2013/191337 A1 은 "은 나노와이어 제조 방법" (제목) 을 개시하고 있다.
본 발명에서 사용되는 은 나노와이어의 제조 방법의 수를 제한하지 않으면서, 단계 (b) 에서 폴리올 방법을 사용하여 표면 개질된 은 나노와이어를 제조하는 것이 유리한데, 폴리올 방법에 의해 제조된 표면 개질된 은 나노와이어가 상기 기재된 바와 같은 제 2 표면 작용제 화합물인 표면에 부착된 캡핑제를 갖기 때문이다. 폴리올 방법은 제한된 수의 분산 매질, 예를 들어, 에탄올 또는 물에 편리하게 분산되므로 화학적 반응 또는 변형에서 사용될 수 있는 표면 개질된 은 나노와이어를 제공하며, 예를 들어 제 1 표면 작용제 화합물이 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된다 (본 발명의 방법의 단계 (c)).
제 2 표면 작용제 화합물이 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO) 및 이미다졸리돈-1-일 단위를 함유하는 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 방법이 바람직하다.
특히 바람직한 제 2 표면 작용제 화합물은 폴리비닐피롤리돈 (PVP) 이다.
이들 특정 제 2 표면 작용제 화합물은 폴리올 방법에서 사용되는 전형적인 캡핑제인 것으로 공지되어 있다. 상응하는 표면 개질된 은 나노와이어는 상기 기재된 바와 같은 제한된 수의 분산 매질, 예를 들어 에탄올 또는 물에 편리하게 분산될 수 있다.
제 2 표면 작용제로서 적합한 이미다졸리돈-1-일 단위를 함유하는 중합체는 예를 들어 하기이다:
Figure pct00001
.
단계 (c) 에서 상기 제 2 표면 작용제 (예를 들어, 캡핑제) 화합물이 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면으로부터, 바람직하게는 상기 제 2 표면 작용제 화합물을 상기 제 1 표면 작용제 화합물로 교환함으로써, 부분적으로 또는 완전히 제거되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
전형적으로, 단계 (c) 에서 티올 또는 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물은 은 나노와이어의 표면에 강하게 부착되어, 단계 (b) 이후에 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물이 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면으로부터 탈착된다. 바람직한 양태에서, 단계 (c) 에서 상기 제 1 표면 작용제 화합물에 의해 제거되는 제 2 표면 작용제 화합물은 상기 논의된 바와 같은 캡핑제, 예를 들어 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO) 및 이미다졸리돈-1-일 단위를 함유하는 중합체이다.
임의의 이론에 구속되지 않으면서, 현재 상기 정의된 바와 같은 표면 개질된 은 나노와이어의 표면과 제 1 표면 작용제 화합물의 관능기 사이의 결합의 강도 또는 수는 은 나노와이어의 표면과 제 2 표면 작용제로서 존재하는 전형적인 캡핑제, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈의 피롤리돈 단위 사이의 결합의 강도 또는 수에 비해 증가되는 것으로 여겨진다. 본 발명의 실험은 제 1 표면 작용제 화합물을 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가, 상기 기재된 바와 같은 전형적인 제 2 표면 작용제 화합물 (특히, 캡핑제) 이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어보다 상이한 화학적 환경에서 더 안정하다는 것을 보여준다.
- 단계 (c) 에서 상기 제 2 표면 작용제 (예를 들어, 캡핑제) 화합물이, 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면으로부터, 분산 매질에서 상기 제 2 표면 작용제 화합물을 상기 제 1 표면 작용제 화합물로 교환함으로써, 부분적으로 또는 완전히 제거되어,
(i) 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 수득되고,
(ii) 상기 제 2 표면 작용제 화합물의 적어도 일부를 상기 분산 매질에 용해 또는 분산시키고,
그 후
- 바람직하게는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 상기 표면 개질된 은 나노와이어를 상기 분산 매질에 용해 또는 분산된 상기 제 2 표면 작용제 화합물의 적어도 상기 일부로부터, 바람직하게는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 상기 표면 개질된 은 나노와이어를 상기 제 2 표면 작용제 화합물의 적어도 일부가 용해 또는 분산된 분산 매질로부터 분리함으로써 분리하는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
상기 수득되는 생성물이 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
본원에서, "생성물 분산 매질" 은 생성물이 분산물이고 연속 상에 분산된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는, 본 발명의 바람직한 방법의 생성물의 연속 상이다. 따라서, 생성물 분산물은 비-연속 상으로서 표면 개질된 은 나노와이어를 포함한다. 생성물 분산 매질은 첨가제 분산 매질 또는 이하에 정의된 바와 같은 첨가제 분산 매질과 중간 분산 매질의 혼합물로 이루어질 수 있다.
바람직한 생성물 분산 매질은 알콜, 에테르 (예를 들어, 글리콜 에테르), 에스테르, 케톤 및 탄화수소 (예를 들어, 방향족 탄화수소) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매를 포함한다.
특히 바람직한 생성물 분산 매질은 2-프로판올, 톨루엔, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 아세톤, 부틸 아세테이트, 부탄온, 에탄올, 2-부탄올, 및 테트라하이드로푸란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기 용매를 포함한다.
선택된 각각의 생성물 분산 매질에 따라, 당업자는 분산 생성물의 최대 안정성 (즉, 표면 개질된 은 나노와이어가 장기간, 예를 들어 수 일 및 수 주 동안 균질하게 분산되어 있음) 에 도달하기 위해 가장 적합한 제 1 표면 작용제 화합물을 식별할 수 있다.
놀랍게도, 티올 또는 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물은 은 나노와이어의 표면에 강하게 부착될 수 있으며, 그 결과, 예를 들어, 표면 개질된 은 나노와이어가 다양한 유기 용매에 균질하게 및 영구적으로 분산될 수 있는 방식으로, 은 나노와이어의 표면 특성을 변화시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 표면 개질된 은 나노와이어는 이들이 광범위한 분산 매질에 균질하게 분산될 수 있다는 이점을 갖는다.
- 단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고,
- 단계 (b) 이후 및 단계 (c) 이전, 도중, 또는 이후의, 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 방법이 바람직하다.
"중간 분산 매질" 은 예를 들어 본 발명의 바람직한 방법의 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 바와 같은 은 나노와이어 (바람직하게는 표면 개질된 은 나노와이어) 를 포함하는 중간 분산물의 연속 상이다. 중간 분산물은 비-연속 상으로서 은 나노와이어를 포함하고, 바람직하게는 폴리올 방법 (이 경우, 은 나노와이어는 표면 개질됨) 으로부터 수득되는 중간 생성물이다.
많은 경우, 단계 (c) 로부터 수득되는 표면 개질된 은 나노와이어 (즉, 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 은 나노와이어) 는 단계 (b) 이후에 존재하는 중간 분산 매질과 완전히 상용성이 아니거나, 또는 중간 분산 매질은 산업 공정에서의 분산물의 추후 사용 요건을 충족시키지 못한다. 특히, 이러한 경우, 중간 분산 매질의 부분적 또는 완전한 교환이 바람직하다. 바람직하게는, 첨가제 분산 매질은 상용성이 개선되도록 선택되고/선택되거나 (즉, 단계 (c) 로부터 수득되는 표면 개질된 은 나노와이어는 첨가제 분산 매질 또는 첨가제 분산 매질/중간 분산 매질 혼합물과 상용성임), 첨가제 분산 매질은 산업 공정에서의 분산물의 추후 사용 요건을 충족시키도록 선택된다.
본 발명의 이 양태에 따르면, 단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 단계 (b) 로부터 수득되는 상기 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고 (상기 참조), 단계 (c) 에서, 상기 제 2 표면 작용제 화합물이 제 1 표면 작용제 화합물로 교환되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖고, 제 1 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
그 후
단계 (c-1) 에서, 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 (부분적으로 또는 완전히) 교환되는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
- 단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고,
- 단계 (c) 이후의 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 상기 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고,
단계 (c) 에서, 바람직하게는 상기 제 2 표면 작용제 화합물을 상기 제 1 표면 작용제 화합물로 교환함으로써, 상기 제 2 표면 작용제 화합물이 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면으로부터 부분적으로 또는 완전히 제거되고,
단계 (c) 이후의 하나 이상의 추가 단계에서, 상기 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
중간 분산 매질을 교환할 때, 당업자는 은 나노와이어 상의 표면 작용제 화합물의 첨가제 분산 매질 또는 중간 분산 매질과 첨가제 분산 매질의 혼합물과의 상용성을 고려할 것이다.
- 단계 (b) 에서 중간 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 중간 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수(homogeneity index)를 갖고/갖거나,
- 수득되는 생성물이 생성물 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물 분산물이고, 생성물 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖는,
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
균질성 지수의 결정 방법은 하기에 정의되어 있다. 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖는 생성물 분산물 또는 중간 분산물은 유의한 양의 은 나노와이어의 덩어리 또는 응집체를 포함하지 않으므로, 은 나노와이어가 균질하게 분포되는 필름으로 용이하게 가공된다.
상기 중간 분산 매질 및/또는 첨가제 분산 매질이 1013 hPa 에서 > 30 ℃ 의 비점, 바람직하게는 1013 hPa 에서 > 120 ℃ 의 비점을 갖는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
물품의 표면 상에 상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물을 코팅하는 동안 (하기에서 논의되는 바와 같은 본 발명에 따른 물품의 표면의 코팅 방법 참조), 전형적으로 분산 매질은 완전히 증발되어서는 안 된다. 따라서, 1013 hPa 에서 30 ℃ 초과의 비점을 갖는 중간 및/또는 첨가제 분산 매질을 사용하는 것이 유리하다. 보다 높은 온도가 본 발명의 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 방법의 생성물을 사용하는 코팅 방법에 적용되는 경우,
코팅 방법에서 1013 hPa 에서 120 ℃ 보다 높은 비점을 갖는,
- 첨가제 분산 매질을 포함하거나,
또는
- 중간 분산 매질과 첨가제 분산 매질의 혼합물을 포함하는
분산물을 사용하는 것이 유리하다.
상기 중간 분산 매질이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 물,
- 아세톤,
- 메탄올,
- 에탄올,
- 프로판-1-올,
- 프로판-2-올,
- 1-하이드록시부탄,
- 2-하이드록시부탄,
- 1-하이드록시-2-메틸프로판,
- 2-하이드록시-2-메틸프로판,
- 포름산,
- 아세트산,
- 프로피온산,
및
- 아닐린.
이들 특정 중간 분산 매질 및 상응하는 화합물은 은 나노와이어의 제조를 위한 다양한 합성 방법에서 편리하게 사용된다.
상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법, 더 바람직하게는 상기 기재된 바와 같은 특정 중간 분산 매질이 사용되는 방법이 바람직하며, 상기 첨가제 분산 매질은 치환기를 포함하여, 적어도 2 개의 탄소 원자, 바람직하게는 적어도 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는, 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
상기 또는 이하 기재된 바와 같은 치환된 유기 화합물의 바람직한 치환기는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 전형적인 관능기이다:
- -OH (알콜을 생성하는 하이드록시-치환기),
- =O (케톤 또는 알데하이드를 생성하는 옥소-치환기),
- -O- (에테르를 생성하는 옥사-치환기),
- -C(=O)OH (카르복실산을 생성하는 카르복실 치환기),
- -F (플루오로-치환기),
- -Cl (클로로-치환기),
- -Br (브로모-치환기),
- -I (요오도-치환기),
및
- -NH2 (아미노-치환기).
많은 경우, 동일한 유기 화합물 상에 여러 개의 치환기, 예를 들어 이웃하는 위치에 옥소-치환기 및 옥사-치환기를 가져 상응하는 에스테르, 예를 들어 에틸 아세테이트, CH3CH2-C(=O)-O-CH2CH3, 에틸 락테이트, 또는 부틸 하이드록시아세테이트를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제 분산 매질이, 치환기를 포함하여, 적어도 2 개의 탄소 원자, 바람직하게는 적어도 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는, 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 알콜,
- 에테르,
- 에스테르,
- 케톤,
및
- 방향족 유기 화합물.
상기 기재된 바와 같은 적합한 알콜의 예는 1-하이드록시펜탄, 2-하이드록시펜탄, 1-하이드록시-2-메틸펜탄, 및 2-하이드록시-2-메틸펜탄이다.
상기 기재된 바와 같은 적합한 에테르의 예는 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 및 디이소프로필 에테르이다.
상기 기재된 바와 같은 적합한 에스테르의 예는 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 락테이트, 및 부틸 하이드록시아세테이트이다.
상기 기재된 바와 같은 적합한 케톤의 예는 2-부탄온, 2-펜탄온, 2-헥산온 및 이소포론이다.
상기 기재된 바와 같은 적합한 방향족 유기 화합물의 예는 바람직하게는 방향족 탄화수소, 예를 들어 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠이다.
상기 표면 개질된 은 나노와이어의 총 중량에 대한 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 총 중량의 비가 0.01 내지 0.3 범위이고 열중량 분석에 의해 측정되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00002
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00003
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 또는 1 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임].
1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00004
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00005
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소 또는 메틸이고,
- m 은 1 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임].
1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00006
[식 중,
- Y 는 SH 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00007
[식 중,
- Y 는 SH 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3) 또는 에틸 (-CH2-CH3) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 또는 1 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 5 내지 150 범위의 정수임].
1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00008
[식 중,
- Y 는 SH 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 메틸,
또는
- 2 내지 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00009
[식 중,
- Y 는 SH 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3) 또는 에틸 (-CH2-CH3) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 5 내지 50 범위의 정수임].
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 1-도데칸티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
특히 바람직한 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 이다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올" 은 500 g/mol 내지 20000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량 및 하기 화학식 (II-a) 의 구조를 갖는 중합체에 상응한다:
Figure pct00010
[식 중,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- n 은 정수 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임].
본 발명의 맥락에서, 용어 "폴리에테르아민" 은 500 g/mol 내지 20000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량 및 하기 화학식 (II-b) 의 구조를 갖는 중합체에 상응한다:
Figure pct00011
[식 중,
- Y 는 NH2, 메틸, 에틸 또는 프로필이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- n 은 정수 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임].
특히, 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 첨가제 분산 매질이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 방법이 바람직하다:
- 부틸 아세테이트,
- 아세톤,
- 톨루엔,
- 물,
- 에탄올,
- 2-프로판올,
- 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트,
- 에틸렌 글리콜 메틸 에테르,
및
- 프로필렌 글리콜 메틸 에테르.
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 제 1 표면 작용제 화합물의 상기 적어도 1 개의 관능기가 티올이고, 바람직하게는 단계 (c) 에서 수득되는 표면 개질된 은 나노와이어가 1372 cm-1 에서 IR 시그널을 야기하는 결합을 특징으로 하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
Figure pct00012
표 1a: AgNW (즉, 표면 개질된 은 나노와이어) 와 전형적인 표면 작용제 화합물의 관능기 사이의 전형적인 결합 유형의 스케치 및 상응하는 분광학 시그널의 예상 위치.
단계 (c) 에서 수득되는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도가 생성물의 총 부피를 기준으로 0.5 g/L 내지 20 g/L 범위인, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
단계 (d) 에서 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 추가 구성 성분이 첨가되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다:
결합제,
수지,
가소제,
소포제,
부식 억제제,
연장제,
계면활성제,
및
1 개 이상의 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물로서, 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기가 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 (은 나노와이어의 표면에 부착되어 있지 않음).
상기 기재된 바와 같은 전형적인 결합제의 예는 하기이다:
- 중량 평균 분자량이 2000 내지 20,000 범위인 폴리(메틸 메타크릴레이트),
- 중량 평균 분자량이 1000 내지 5000 범위인 머캡토폴리(에틸렌 글리콜) 카르복실산,
및
- 중량 평균 분자량이 1,000 내지 100,000 범위인 폴리비닐 알콜.
상기 기재된 바와 같은 추가 구성 성분의 첨가는 수득되는 생성물의 특성을 추가로 개선하며 따라서 목적하는 기능에 따라 수득되는 생성물을 유리하게 조정한다는 이점을 갖는다.
본 발명은 또한 하기와 같은 생성물에 관한 것이다:
(a) 하기를 포함하는 생성물:
- 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어 (상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각은
- 은 나노와이어의 표면에
- 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물로서, 제 1 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 부착시킴으로써 제조될 수 있음),
및 임의로
- 하나 이상의 추가 구성 성분,
및/또는
(b) 상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 방법에 의해 수득되거나 또는 수득될 수 있는 생성물.
일반적으로, 생성물의 제조 방법의 맥락에서 상기 본원에서 논의된 본 발명의 모든 양태는 달리 언급되지 않는 한, 본 발명에 따라서 필요한 변경을 가하여 적용된다. 그리고 마찬가지로, 이하 본원에서 논의되는 본 발명에 따른 생성물의 모든 양태는 달리 언급되지 않는 한, 본 발명에 따른 생성물의 제조 방법에 필요한 변경을 가하여 적용된다.
바람직하게는 (상기 정의된 바와 같은) 본 발명의 생성물은 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 총 중량에 대한 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 총 중량의 비가 0.01 내지 0.3 범위이고 열중량 분석에 의해 측정되는 생성물이다.
1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00013
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00014
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 또는 1 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임].
상기 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 1-도데칸티올, 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다.
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다.
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 제 1 표면 작용제 화합물의 상기 적어도 1 개의 관능기가 티올이고, 바람직하게는 단계 (c) 에서 수득되는 표면 개질된 은 나노와이어가 1372 cm-1 에서 IR 시그널을 야기하는 결합을 특징으로 하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다.
바람직한 생성물은 추가 구성 성분으로서 생성물 분산 매질을 포함하고, 생성물은 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물 분산물이고, 생성물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖고, 생성물 분산물 중 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 생성물 분산물의 총량을 기준으로 바람직하게는 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위인, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이다.
상기 생성물 분산 매질이 1013 hPa 에서 > 30 ℃ 의 비점, 바람직하게는 1013 hPa 에서 > 120 ℃ 의 비점을 갖는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다.
상기 생성물 분산 매질이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다:
- 물,
- 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물,
및
- 이들의 혼합물.
상기 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다:
- 알콜,
- 에테르,
- 에스테르,
- 케톤,
및
- 방향족 유기 화합물.
적합한 알콜의 예는 1-하이드록시부탄, 2-하이드록시부탄, 1-하이드록시-2-메틸프로판, 및 2-하이드록시-2-메틸프로판이다.
적합한 에테르의 예는 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 및 디이소프로필 에테르이다.
적합한 에스테르의 예는 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 락테이트, 및 부틸 하이드록실 아세테이트이다.
적합한 케톤의 예는 부탄온, 2-펜탄온, 2-헥산온 및 이소포론이다.
이러한 방향족 유기 화합물의 예는 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠이다.
상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도가 생성물의 총 부피를 기준으로 0.5 g/L 내지 20 g/L 범위인, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다.
하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 추가 구성 성분을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 (바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 본 발명의 생성물이 바람직하다:
결합제,
수지,
가소제,
소포제,
부식 억제제,
연장제,
계면활성제, 및
1 개 이상의 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물로서, 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기가 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 (은 나노와이어의 표면에 부착되어 있지 않음).
본 발명은 또한
- 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어 (상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각은
- 은 나노와이어 및, 그 표면에 부착된,
- 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물로서, 제 1 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함함),
및 임의로
- 추가 구성 성분
을 포함하는 생성물로서,
표면 작용제 화합물은 바람직하게는 1372 cm-1 에서 IR 시그널을 야기하는 결합에 의해 은 나노와이어의 표면에 부착되는, 생성물에 관한 것이다.
일반적으로, 생성물의 제조 방법의 맥락에서 상기 본원에서 논의된 본 발명의 모든 양태는 달리 언급되지 않는 한,
- 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물로서, 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각은
- 은 나노와이어 및, 그 표면에 부착된,
- 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물을 포함하는,
상기 기재된 바와 같은 생성물에 필요한 변경을 가하여 적용된다.
일반적으로, 생성물의 제조 방법의 맥락에서 상기 본원에서 논의된 본 발명의 모든 양태는 이하 기재되는 바와 같은
- 코팅 재료 또는 잉크로서의, 상기 기재된 바와 같은 생성물의 용도,
- 은 나노와이어의 표면을 개질하기 위한 표면 작용제 화합물로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도,
- 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물로 교환하기 위한, 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도,
및
- 분산 매질 중 은 나노와이어의 분산 향상제로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도
에 필요한 변경을 가하여 적용된다.
본 발명은 또한 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물로서,
상기 표면 개질된 은 나노와이어의 적어도 일부, 바람직하게는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각에는, 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어(들)의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있고,
상기 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물은 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00015
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00016
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 또는 1 이고,
- n 은 0 내지 300, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임],
상기 제 1 표면 작용제는 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 1-도데칸티올, 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
상기 제 1 표면 작용제 화합물은 더 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물은 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
상기 생성물 분산 매질은 첨가제 분산 매질 또는 첨가제 분산 매질과 중간 분산 매질의 혼합물로 이루어지고,
상기 첨가제 분산 매질은 치환기를 포함하여 적어도 4 개의 총 탄소 원자수를 갖는 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 생성물에 관한 것이다:
- 알콜,
- 에테르,
- 에스테르,
- 케톤,
및
- 방향족 유기 화합물.
일반적으로, 생성물의 제조 방법의 맥락에서 상기 본원에서 논의된 본 발명의 모든 양태는 상기 기재된 바와 같은 생성물 및/또는 코팅 재료 또는 잉크로서의 그 용도에 필요한 변경을 가하여 적용된다.
본 발명은 또한 코팅 재료 또는 잉크로서의 상기 기재된 바와 같은 생성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 은 나노와이어의 표면을 개질하기 위한 표면 작용제 화합물로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물로 교환하기 위한, 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도에 관한 것이다.
상기 제 2 표면 작용제 화합물이 은 나노와이어를 제조하기 위한 폴리올 방법에서 사용되는 캡핑제인, 상기 기재된 바와 같은 용도가 바람직하다.
본 발명은 또한 분산 매질 중 은 나노와이어의 분산 향상제로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 용도에 관한 것이다.
상기 은 나노와이어가 폴리올 방법을 사용하여 제조되는, 상기 기재된 바와 같은 용도가 바람직하다.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 물품의 표면의 코팅 방법에 관한 것이다:
- 상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계,
및 임의로
- 상기 표면에 적용된 생성물을 경화 및/또는 건조시키는 단계.
상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물은 이들이 물품의 표면 상에서 편리하게 경화되거나 건조될 수 있기 때문에 유리하다.
상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 분무, 페인팅, 프린팅, 및 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 바람직하게는 자가-계량(self-metered) 코팅 또는 예비-계량(pre-metered) 코팅을 포함하고,
상기 기재된 바와 같은 (또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은) 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 특히 바람직하게는 예비-계량 코팅을 포함하는, 상기 기재된 바와 같은 방법이 바람직하다.
상기 중간 분산 매질 및/또는 첨가제 분산 매질이 1013 hPa 에서 > 30 ℃ 의 비점, 바람직하게는 1013 hPa 에서 > 120 ℃ 의 비점을 갖는, 상기 기재된 바와 같은 또는 바람직한 것으로 상기 기재된 바와 같은 물품의 표면의 코팅 방법이 특히 바람직하다.
예비-계량 코팅 단계의 비-한정적인 예는 단일층 또는 다중층 슬라이드-비드(slide-bead) 코팅, 단일층 또는 다중층 슬롯-비드(slot-bead) 코팅, 및 단일층 또는 다중층 커튼 코팅이다.
상이한 적용 단계의 의미는 중첩될 수 있으며 (예를 들어, 프린팅이 또한 코팅일 수도 있음), 자가-계량 코팅의 한 예는 소위 "스크린 프린팅" 이다.
이하에서, 기본 발명을 이들의 바람직한 양태를 요약하여 더 설명한다. 한편, 기본 발명은 청구범위에서 정의된 주제를 포함하고, 다른 한편으로는 대안적인 주제를 포함한다.
1. 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법으로서, 상기 생성물을 수득하기 위해 하기 단계를 포함하는 제조 방법:
(a) 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물을 제조 또는 제공하는 단계,
(b) 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어를 제조 또는 제공하는 단계,
(c) 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물을 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면에 부착하여 표면 개질된 은 나노와이어를 수득하는 단계,
및
단계 (b) 이전 및 단계 (c) 이전, 도중 또는 이후의 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질은 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되고,
상기 첨가제 분산 매질은 치환기를 포함하여 적어도 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함함:
- 알콜,
- 에테르,
- 에스테르,
- 케톤,
및
- 방향족 유기 화합물,
및 임의로
(d) 하나 이상의 추가 구성 성분을 추가하고/추가하거나 하나 이상의 추가 단계를 수행하는 단계.
2. 제 1 항에 있어서, 단계 (b) 에서
- 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 상기 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물이 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고/하거나,
- 일정한 양의 은 나노와이어가 폴리올 방법을 사용하여 제조되고, 상기 일정한 양의 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물이 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하며,
제 2 표면 작용제 화합물이 바람직하게는 캡핑제이며,
제 2 표면 작용제 화합물이 더 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO) 및 이미다졸리돈-1-일 단위를 함유하는 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는,
제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 단계 (c) 에서, 바람직하게는 상기 제 2 표면 작용제 화합물을 상기 제 1 표면 작용제 화합물로 교환함으로써, 상기 제 2 표면 작용제 화합물이 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면으로부터 부분적으로 또는 완전히 제거되는 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수득된 생성물이 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하고,
바람직하게는,
- 단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고,
- 단계 (c) 이후의 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되는,
제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 단계 (b) 에서 중간 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 중간 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖고/갖거나,
- 수득된 생성물은 생성물 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물 분산물이고, 생성물 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖는,
제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 분산 매질 및/또는 상기 첨가제 분산 매질이 1013 hPa 에서 > 30 ℃ 의 비점, 바람직하게는 1013 hPa 에서 > 120 ℃ 의 비점을 갖는 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 개질된 은 나노와이어의 총 중량에 대한 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 총 중량의 비가 0.01 내지 0.3 범위이고 열중량 분석에 의해 측정되는 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나:
- 화학식 (I) 의 화합물
Figure pct00017
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
- 수소,
- 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
또는
- 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
및
- 화학식 (II) 의 화합물
Figure pct00018
[식 중,
- Y 는 SH 또는 NH2 이고,
- X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
- 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
- m 은 0 또는 1 이고,
- n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임],
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 1-도데칸티올, 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는,
제조 방법.
9. 하기와 같은 생성물:
(a) 하기를 포함하는 생성물:
- 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어 (상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각은
- 은 나노와이어의 표면에
- 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물로서, 제 1 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을, 부착시킴으로써 제조될 수 있고,
상기 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택됨),
및 임의로
- 하나 이상의 추가 구성 성분,
및/또는
(b) 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득되거나 또는 수득될 수 있는 생성물.
10. 코팅 재료 또는 잉크로서의 제 9 항에 따른 생성물의 용도.
11. 은 나노와이어의 표면을 개질하기 위한 표면 작용제 화합물로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는,
화합물의 용도.
12. 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물과 교환하기 위한, 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 제 2 표면 작용제 화합물은 바람직하게는 은 나노와이어를 제조하기 위한 폴리올 방법에서 사용되는 캡핑제인,
화합물의 용도.
13. 분산 매질 중 은 나노와이어의 분산 향상제로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 1-도데칸티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 은 나노와이어는 바람직하게는 폴리올 방법을 사용하여 제조되는,
화합물의 용도.
14. 하기 단계를 포함하는, 물품의 표면의 코팅 방법:
- 제 9 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계,
및 임의로
- 상기 표면에 적용된 생성물을 경화 및/또는 건조시키는 단계.
15. 제 14 항에 있어서, 제 9 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 분무, 페인팅, 프린팅, 및 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
제 9 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 바람직하게는 자가-계량 코팅 또는 예비-계량 코팅을 포함하며,
제 9 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 특히 바람직하게는 예비-계량 코팅을 포함하는, 코팅 방법.
도 1: 도 1 에, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중에 분산되어 있는, PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 도시되어 있다. 도 1 은 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 응집되며 따라서 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중에 랜덤하게 분산되어 있지 않음을 보여준다. 도 1 에 도시된 현미경 이미지는 암시야 현미경으로 측정되었다.
도 2: 도 2 에, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 분산물이 도시되어 있다. 도 2 는 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중에 균질하게 분산되어 있음을 보여준다. 도 2 에 도시된 현미경 이미지는 암시야 현미경으로 측정되었다.
도 3: 도 3 에, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트와 결합제로서의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 혼합물 중 분산물이 도시되어 있다. 도 3 은 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 균질하게 분산되어 있음을 보여준다. 도 3 에 도시된 이미지는 주사 전자 현미경으로 측정되었다.
도 4: 도 4 에, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트와 결합제로서의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 혼합물 중 분산물이 도시되어 있다. 도 4 는 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어가 균질하게 분산되어 있음을 보여준다. 도 4 에 도시된 이미지는 주사 전자 현미경으로 측정되었다.
도 5: 도 5 에, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트와 결합제로서의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 혼합물 중 분산물이 도시되어 있다. 도 5 는 상기 표면 개질된 은 나노와이어가 균질하게 분산되어 있음을 보여준다. 도 5 에 도시된 이미지는 주사 전자 현미경으로 측정되었다.
도 6: 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 스케치가 도 6 에 도시되어 있다. 표면 작용제 화합물의 표면 결합된 관능기는 티올레이트 (탈양성자화된 티올 기) 이다. Ag 표면은 굵은 수평선으로 표시되며, 표면 작용제 화합물의 "주쇄" 는 ~~~ 로 표시된다.
도 7: 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 스케치가 도 7 에 도시되어 있다. 표면 작용제 화합물의 표면 결합된 관능기는 아민이다. Ag 표면은 굵은 수평선으로 표시되며, 표면 작용제 화합물의 "주쇄" 는 ~~~ 로 표시된다.
도 8: 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물의 제 1 표면 작용제 화합물로의 교환의 스케치가 도 8 에 도시되어 있다.
도 9: 실시예 2 에서 제조한 건조된 잉크 층의 헤이즈 및 시트 저항을 나타내는 그래프.
도 10: 실시예 3 에서 제조한 건조된 잉크 층의 접촉각을 나타내는 그래프.
본 발명은 하기 실험예에 의해 추가로 기재된다:
실시예:
측정 방법:
1. 열중량 분석
열중량 분석은 TA 기기에서 수행하였다.
2. 광학 현미경
광학 현미경 이미지는 Olympus BX 51 기기의 암시야 현미경에 의해 수득하였다.
3. 주사 전자 현미경
주사 전자 현미경 이미지는 Phenom, Pro-X 기기에서 수득하였다.
4. 시트 저항
건조된 층의 시트 저항은 Lucas lab pro-4 의 4 포인트 프로브 스테이션에 의해 측정하였다.
5. 광학 특성
투과율 및 헤이즈는 공급업체 BYK-Gardener 의 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터(haze-gard plus hazemeter)에 의해 ASTM D1003 에 따라 측정하였다.
6. 접촉각 실험
중합체 기재 상의 상이한 은 나노와이어 층의 접촉각은 dataphysics 의 OCA 측정 기기에 의해 측정하였다.
7. 균질성 지수
전형적이고 바람직한 중간 또는 생성물 분산물은 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 은 나노와이어의 농도를 갖는다. 특히 이러한 중간 또는 생성물 분산물의 균질성 지수는 하기 루틴에 따라 결정될 수 있다:
균질성 지수를 결정하기 위해, Olympus 사의 Olympus BX 51 현미경으로 분산물 0.05 ml 의 암시야 현미경 이미지를 촬영한다. 배율은 200x 이며, 이때 현미경의 접안 렌즈 배율은 10x 이고 대물 렌즈 배율은 20x 이다.
촬영한 이미지의 크기는 0.12 ㎟ 의 면적에 해당한다 (이미지 상의 눈금 막대로 결정될 수 있음).
그 후, 암시야 현미경 이미지를 400 개의 동일한 사각형 단위로 나눈다.
다음 단계에서, 전체 사각형 단위의 총 수에 대한 은 나노와이어를 포함하는 사각형 단위의 수의 비를 결정한다. 각각의 샘플에 대해, 분산물 샘플의 무작위로 선택된 상이한 위치에서 촬영한, 동일한 분산물 샘플의 상응하는 수의 현미경 이미지로부터 수득한 3 개의 비로 평균을 계산한다. 이 3 개의 비의 평균은 균질성 지수로 정의된다.
완벽하게 균질하게 분산된 샘플의 균질성 지수는 100% 이다. 80% 초과의 균질성 지수를 갖는 샘플은 '안정한' 것으로 간주된다.
실험
실험 1
실험 1.1
에탄올에 용해되어 있는 산소를 제거하기 위해 500 ml 의 에탄올에 5 ml N2/min 의 유량으로 30 분 동안 질소를 버블링한다.
단계 (a):
각각 하나의 특정 제 1 표면 작용제 화합물을 포함하는 7 개의 용액을 표 1a 에 나타낸 바와 같이 상이한 농도로 산소-프리 에탄올에서 제조하였다.
Figure pct00019
표 1a: 제조한 용액 1 내지 7 의 상이한 교반 시간
제 1 표면 작용제 화합물의 예로서, 7 개의 용액 각각에, 하기 화합물 중 하나를 첨가하였다:
용액 1: 40,000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PVP (CAS-번호: 9003-39-8) (이하 PVP 로 표기함),
용액 2: 1-도데칸티올,
용액 3: 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT,
용액 4: 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT,
용액 5: 1-아미노헥사데칸 (이하 헥사데실아민으로 표기함),
용액 6: 2000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민 (CAS-번호: 83713-01-3) (이하 폴리에테르아민으로 표기함),
또는
용액 7: 4-메틸벤젠티올.
단계 (b):
0.5 wt.-% 농도의 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 중간 분산물을 제조하였다.
단계 (c):
제조한 표면 작용제 화합물 함유 용액 각각의 200 ml 에, 각 경우 16 ml 의 제조한 중간 분산물을 첨가하여, 반응 분산물을 각각 수득하였다 (반응 분산물 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7).
질소 분위기하에, 반응 분산물 각각을 표 1 에 명시된 기간 동안 교반하여 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 PVP 를 상응하는 제 1 표면 작용제 화합물 (상기 단계 (a) 하에 기재한 바와 같음) 으로 교환하였다. 각각의 경우, 상응하는 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 중간 생성물 분산물을 수득하였다.
Figure pct00020
표 1: 반응 분산물의 상이한 교반 시간
단계 (d):
중간 생성물 분산물 각각을 4000 rpm 으로 15 분 동안 원심분리하고, 각각의 경우, 중간 생성물 분산 매질을 표면 개질된 은 나노와이어로부터 분리한 후, 30 ml 의 1:1 에탄올/아세톤에 재분산시켜, 각각의 경우, 에탄올/아세톤 분산물을 수득하였다.
그 후, 7 개의 에탄올/아세톤 분산물 각각에 대해 원심분리, 분리 및 재분산 단계를 반복한 다음, 또 다른 원심분리 및 또 다른 분리 단계를 수행하여 고체 표면 개질된 은 나노와이어의 하기 7 개의 샘플을 수득하였다:
샘플 1: PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어,
샘플 2: 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 방법의 예),
샘플 3: 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 생성물의 예),
샘플 4: 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 생성물의 예),
샘플 5: 헥사데실아민이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 생성물의 예),
샘플 6: 폴리에테르아민이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 생성물의 예),
및
샘플 7: 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (본 발명의 생성물의 예).
그 후, 수득한 샘플 1 - 7 을 하기 표 2 에 나타낸 각종 생성물 분산 매질에 재분산시키고, 각 경우, 생성물 분산물을 수득하였다. 수득한 생성물 분산물 중 상응하는 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 생성물 분산물의 총 중량을 기준으로 0.1 wt.-% 였다.
다음 단계에서,
(i) 표면 개질된 은 나노와이어
(i-비교) PVP 가 표면에 부착되어 있음
또는
(i-발명) 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있음
및
(ii) 상이한 분산 매질
을 포함하는 수득한 생성물 분산물의 균질성 지수를 광학 현미경으로 측정하였다. 표면 개질된 은 나노와이어
(i-발명) 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있음 (샘플 2 내지 6)
를 포함하는 분산물은 본 발명의 생성물의 예이다. 결과를 표 2 에 요약하였다.
Figure pct00021
표 2: 문자 Y 를 나타내는 셀은 균질성 지수가 80% 초과인 분산물에 해당한다 (코팅 또는 프린팅 방법의 산업적 적용에 충분함). 문자 N 를 나타내는 표 2 의 셀은 균질성 지수가 80% 미만인 분산물에 해당한다 (코팅 또는 프린팅 방법의 산업적 적용에 불충분함).
* PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 분산물의 현미경 이미지는 하기 도 1 에 도시되어 있다.
** 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 분산물의 현미경 이미지는 하기 도 2 에 도시되어 있다.
표 2 에 나타낸 결과는 1-도데칸티올, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 헥사데실아민, 2000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민 및 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 은 나노와이어가 상이한 유기 화합물에 분산될 수 있다는 것을 보여준다.
실험 1.2
물, 에탄올 또는 2-프로판올을 포함하는 분산물을 2 주 및 4 주 동안 저장하고 이들의 균질성 지수를 저장 후에 결정하였다 (각각 하기 표 2 i) 및 표 ii) 참조).
표 2 i) 에 나타낸 결과는 1-도데칸티올, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 헥사데실아민, 2000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민 및 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 은 나노와이어가 물, 에탄올 또는 2-프로판올에 균질하게 분산될 수 있고, 2 주의 기간 동안 안정하다는 것을 보여준다.
이와 대조적으로, PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어는 2 주의 기간 동안 저장 후에 2-프로판올에 더 이상 균질하게 분산되지 않았다.
Figure pct00022
표 2 i): 문자 Y 를 나타내는 셀은 2 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 초과인 분산물에 해당한다. 문자 N 을 나타내는 표 2 i) 의 셀은 2 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 미만인 분산물에 해당한다.
표 2 ii) 에 나타낸 결과는 1-도데칸티올, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 헥사데실아민, 폴리에테르아민 및 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 은 나노와이어가 물, 에탄올 또는 2-프로판올에 균질하게 분산될 수 있고, 4 주의 기간 동안 안정하다는 것을 보여준다.
이와 대조적으로, PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어는 4 주의 기간 동안 저장 후에 2-프로판올에 더 이상 균질하게 분산되지 않았다.
Figure pct00023
표 2 ii): 문자 Y 를 나타내는 셀은 4 주 동안의 저장 후에 균질성 지수가 80% 초과인 분산물에 해당한다. 문자 N 을 나타내는 표 2 ii) 의 셀은 4 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 미만인 분산물에 해당한다.
실험 1.3
상이한 분산 매질 중 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 1),
상이한 분산 매질 중 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 2),
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 3),
상이한 분산 매질 중 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 4),
상이한 분산 매질 중 2000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 6),
또는
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 7)
를 포함하는 상이한 분산물을 2 주 동안 저장하고 이들이 균질성 지수를 저장 후에 결정하였다 (하기 표 2 iii) 참조).
Figure pct00024
표 2 iii): 문자 Y 를 나타내는 셀은 2 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 초과인 분산물에 해당한다. 문자 N 을 나타내는 표 2 iii) 의 셀은 2 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 미만인 분산물에 해당한다.
*2 주의 저장 기간 동안 저장한 후, 테트라하이드로푸란이 분산 매질인 경우 샘플 2 는 여전히 균질하게 분산되어 있었다 (PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 분산물과는 대조적으로).
**2 주의 저장 기간 동안 저장한 후, 톨루엔 또는 아세톤이 분산 매질인 경우 샘플 4 는 여전히 균질하게 분산되어 있었다 (PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 분산물과는 대조적으로).
***2 주의 저장 기간 동안 저장한 후, 부탄온, 테트라하이드로푸란 또는 아세톤이 분산 매질인 경우 샘플 6 은 여전히 균질하게 분산되어 있었다 (PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 분산물과는 대조적으로).
표 2 iii) 에 나타낸 결과는 1-도데칸티올, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 및 2000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민이 표면에 부착된 은 나노와이어가 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트에 균질하게 분산될 수 있고, 상응하는 분산물이 2 주의 기간 동안 안정하다는 것을 보여준다.
상기 결과와 대조적으로, PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어는 상응하는 분산 매질에 균질하게 분산될 수 없었다.
실험 1.4
상이한 분산 매질 중 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 1),
상이한 분산 매질 중 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 2),
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 3),
상이한 분산 매질 중 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 4),
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 2000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에테르아민이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 6),
또는
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 중 4-메틸벤젠티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (샘플 7)
를 포함하는 분산물을 4 주 동안 저장하고 이들의 균질성 지수를 저장 후에 결정하였다 (하기 표 2 iv) 참조).
Figure pct00025
표 2 iv): 문자 Y 를 나타내는 셀은 4 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 초과인 분산물에 해당한다. 문자 N 을 나타내는 표 2 iv) 의 셀은 4 주의 기간 동안 저장 후에 균질성 지수가 80% 미만인 분산물에 해당한다.
*4 주의 저장 기간 동안 저장한 후, 샘플 2 는 테트라하이드로푸란에 여전히 균질하게 분산되어 있었다 (PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 분산물과는 대조적으로).
**4 주의 저장 기간 동안 저장한 후, 샘플 4 는 아세톤 또는 톨루엔에 여전히 균질하게 분산되어 있었다 (PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 분산물과는 대조적으로).
표 2 iv) 에 나타낸 결과는 1-도데칸티올, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 폴리에테르아민이 표면에 부착된 은 나노와이어가 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트에 균질하게 분산될 수 있고, 상응하는 분산물이 4 주의 기간 동안 안정하다는 것을 보여준다.
상기 결과와 대조적으로, PVP 가 표면에 부착된 은 나노와이어는 상응하는 분산 매질에 균질하게 분산될 수 없다.
실시예 2
실시예 2.1
실험 1 에서 제조한 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트를 포함하는 생성물 분산물 2 ml (상기 표 2 참조) 를 0.01 g 의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체 (비닐 클로라이드 공- 및 삼원중합체 및 아크릴레이트 중합체는 재료 번호 291132 VINNOL® E 15/40 A TF 의 Wacker Chemie AG 사제 제품임) 와 혼합하여 은 잉크 조성물을 수득하였다.
실시예 2.1 에서 수득된 은 잉크 조성물 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 0.5 wt.-% 였다. 은 잉크 조성물 중 상기 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체의 농도는 0.5 wt.-% 였다.
수득된 은 잉크 조성물은 상기 은 잉크에서 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 응집으로 인해 기재 상에 성공적으로 프린팅될 수 없었다.
실시예 2.2
800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 실험 1 에서 상기 기재된 바와 같이 제조하였다 (샘플 3).
실험 1 에서 제조한 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트를 포함하는 생성물 분산물 2 ml (상기 표 2 참조) 를 0.01 g 의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체 (재료 번호 291132 VINNOL® E 15/40 A TF 의 Wacker Chemie AG 사제 제품) 와 혼합하여 은 잉크 조성물을 수득하였다.
은 잉크 조성물을 15 분 동안 LAU Disperser DAS 200 (DIN 53 238) 으로 완전히 혼합하였다.
실험 2.2 에서 수득한 은 잉크 조성물 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 0.5 wt.-% 였다. 은 잉크 조성물 중 상기 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 농도는 0.5 wt.-% 였다.
은 잉크 조성물을 블레이드 코팅 (코팅 속도: 5 cm/s) 에 의해 기재에 적용하여 중합체 기재 상에 6 ㎛ 의 두께를 갖는 습윤 잉크 층을 수득하였다. 블레이드 코팅은 실온에서 Erichsen 의 K303 Modell 625 로 수행하였다. 블레이드 코팅에 관한 더 많은 정보는 국제 출원 번호 PCT/EP2015/068421 의 출원 및 ASTM D823 에서 확인할 수 있다.
중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켜 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층을 수득하였다. 이 열 처리 동안, 습윤 잉크 층이 완전히 건조될 때까지 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 여전히 부착되어 있었고 상기 표면 개질된 은 나노와이어는 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층에 여전히 균질하게 분산되어 있었다.
중합체 기재 상의 건조된 잉크 층의 헤이즈 및 시트 저항을 측정하였고, 도 9 에 도시하였다. 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층의 주사 전자 현미경 이미지는 도 3 에 도시되어 있다.
실시예 2.3
6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 실험 1 에서 상기 기재된 바와 같이 제조하였다 (샘플 4).
실험 1 에서 제조한 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트를 포함하는 생성물 분산물 2 ml (상기 표 2 참조) 를 0.01 g 의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체 (재료 번호 291132 VINNOL® E 15/40 A TF 의 Wacker Chemie AG 사제 제품) 와 혼합하여 은 잉크 조성물을 수득하였다.
은 잉크 조성물을 15 분 동안 LAU Disperser DAS 200 으로 혼합하였다.
실험 2.3 에서 수득한 은 잉크 조성물 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 0.5 wt.-% 였다. 은 잉크 조성물 중 상기 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 농도는 0.5 wt.-% 였다.
은 잉크 조성물을 블레이드 코팅 (코팅 속도: 5 cm/s) 에 의해 기재에 적용하여 중합체 기재 상에 6 ㎛ 의 두께를 갖는 습윤 잉크 층을 수득하였다.
중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켜 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층을 수득하였다. 이 열 처리 동안, 습윤 잉크 층이 완전히 건조될 때까지 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 여전히 부착되어 있었고 상기 표면 개질된 은 나노와이어는 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층에 여전히 균질하게 분산되어 있었다.
중합체 기재 상의 건조된 잉크 층의 헤이즈 및 시트 저항을 측정하였고, 도 9 에 도시하였다. 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층의 주사 전자 현미경 이미지는 도 4 에 도시되어 있다.
실시예 2.4
단계 (a):
산소-프리 에탄올 중 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 를 함유하고 농도가 200 ㎛ 인 제 1 용액을 제조하였다.
산소-프리 에탄올 중 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 를 함유하고 농도가 5 mM 인 제 2 용액을 제조하였다.
단계 (b):
농도가 0.5 wt.-% 인 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 중간 분산물을 제조하였다.
단계 (c):
200 ml 의 제 1 용액을 농도가 0.5 wt.-% 인 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 중간 분산물 16 ml 과 120 min 동안 질소 분위기 하에서 혼합하여, 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 PVP 가 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 로 교환되게 하였다. 그 다음, 5 ml 의 제 2 용액을 혼합물에 교반하에 첨가하였다. 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 중간 생성물 분산물을 수득하였다.
단계 (d):
중간 생성물 분산물을 6000 rpm 으로 15 분 동안 원심분리하고, 중간 생성물 분산 매질을 표면 개질된 은 나노와이어로부터 분리한 후, 이를 30 ml 의 신선한 1:1 에탄올/아세톤 용액에 재분산시켜 에탄올/아세톤 분산물을 수득하였다.
그 후, 에탄올/아세톤 분산물에 대하여 원심분리, 분리, 재분산 단계를 반복한 후, 또 다른 원심분리 및 분리 단계를 수행하여 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 수득하였다.
800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트에 분산시켜 표면 개질된 은 나노와이어 및 그 표면에 부착된 PEGT 의 총 중량을 기준으로, 0.5 wt.-% 의 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도를 갖는 분산물을 수득하였다.
단계 (e):
수득한 분산물에, 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체를 첨가하여 은 잉크 조성물을 수득하였다. 은 잉크 조성물을 15 분 동안 LAU Disperser DAS 200 (DIN 53 238) 으로 완전히 혼합하였다.
은 잉크 조성물 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 0.5 wt.-% 였다. 은 잉크 조성물 중 상기 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트의 농도는 0.5 wt.-% 였다.
은 잉크 조성물을 블레이드 코팅 (코팅 속도: 5 cm/s) 에 의해 기재 상에 적용하여 중합체 기재 상에 6 ㎛ 의 두께를 갖는 습윤 잉크 층을 수득하였다.
중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켜 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층을 수득하였다. 열 처리 동안, 습윤 잉크 층이 완전히 건조될 때까지 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 여전히 부착되어 있었고, 상기 표면 개질된 은 나노와이어는 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층에 여전히 균질하게 분산되어 있었다.
실시예 2.5 - 실시예 2.2, 2.3 및 2.4 의 결과
중합체 기재 상의 건조된 잉크 층의 주사 전자 현미경 이미지는 도 5 에 도시되어 있다.
각 실시예 (즉, 실시예 2.2, 2.3 또는 2.4) 에 대하여, 상응하는 실시예에 따라 제조된 중합체 기재 상의 4 개의 건조된 잉크 층 (샘플) 의 헤이즈 및 시트 저항을 결정하였고, 각 실시예에 대하여 모든 4 개의 샘플의 결과를 도 9 에 도시하였다. 실시예 2.2, 2.3 또는 2.4 에 따라서 제조된 4 개의 층의 가변적인 층 두께로 인해, 헤이즈 및 시트 저항은 약간 상이했다. 일반적으로, 헤이즈 및 시트 저항이 낮을수록, 상응하는 분산물을 은 잉크 조성물로서 사용하기에 더 적합하다.
도 9 로부터, 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 또는 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 둘 모두 은 잉크 조성물에서 사용하기 위해 은 나노와이어의 표면을 개질하는데 성공적으로 사용될 수 있음을 결론 내릴 수 있었다. 또한, 표면 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 (AgNW) 를 포함하는 분산물이 가장 우수한 성능을 제공한다.
실험 2.6
실험 2.4 의 단계 (d) 에서 수득한 분산물에, 0.01 g 의 비닐 클로라이드 코- 및 아크릴레이트를 첨가하여 은 잉크 조성물을 수득하였다.
은 잉크 조성물 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도는 0.2 wt.-% 였다.
은 잉크 조성물을 15 분 동안 LAU Disperser DAS 200 (DIN 53 238) 으로 완전히 혼합하였다.
은 잉크 조성물을 2 mL/min 내지 10 mL/min 의 가변적인 흐름 및 4 m/min 내지 8 m/min 의 웹 속도에서 너비가 15 cm 인 슬롯 비드 다이를 사용하여 중합체 기재 상에 적용하였고, 중합체 기재 상에 수득한 습윤 잉크 층의 두께는 3 ㎛ 내지 21 ㎛ 였다. 각각의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켜 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층을 수득하였다.
표 2a 에 결과를 요약하였다.
Figure pct00026
표 2a: 실험 2.6 에서 제조한 중합체 기재 상의 상이한 건조된 잉크 층의 헤이즈 및 시트 저항
중합체 기재 상의 수득된 습윤 잉크 층의 두께가 8 ㎛ 내지 21 ㎛ 인 경우에만, 습윤은 고급 투명 전극 (중합체 기재 상의 습윤 잉크층을 건조시킨 후 수득됨) 을 제공하기에 충분히 균질하였다. 고급 투명 전극을 위해, 동일한 투명 전극 상의 상이한 지점에서 측정한 시트 저항의 평균값을 기준으로, 투명 전극의 상이한 지점에서의 건조된 잉크 층의 시트 저항은 10% 이상 달라지지 않아야 한다.
실시예 3
에탄올 중 표면 작용제 화합물 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 분산물 (에탄올 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도: 0.5 wt.-%) 을 50,000 g/mol 내지 60,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리비닐 부티랄 (0.5 wt.-%, CAS 번호: 63148-65-2) 과 혼합하여 은 잉크 조성물을 수득하였다. 은 잉크 조성물 중 표면 개질된 은 나노와이어 및 폴리비닐 알콜의 농도를 표 3 에 나타냈다. 표면 개질된 은 나노와이어에 부착된 1-도데칸티올의 총 중량은 TGA 로 결정시 표면 개질된 은 나노와이어 g 당 10 mg 이었다.
Figure pct00027
표 3
수득한 은 잉크 조성물을 블레이드 코팅 (코팅 속도: 5 cm/sec) 에 의해 중합체 기재 상에 코팅하여 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 수득하였다. 습윤 잉크 층의 두께는 6 ㎛ 였다. 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다. 수득한 건조된 잉크 층은 92.2 % 의 투과율, 1.13 % 의 헤이즈 및 99 Ω/sq 의 시트 저항을 가졌다.
레퍼런스로서, 습윤 레퍼런스 잉크 층은 1-도데칸티올 대신에 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 분산물로 상기 기재한 것과 동일한 방식으로 제조하였다.
도 10 에 나타낸 접촉각 측정 결과는 다음과 같다:
- 그래프 A: PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 습윤 잉크 레퍼런스 층의 접촉각은 55 °임,
및
- 그래프 B: 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 습윤 잉크 층의 접촉각은 66 °임.
1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 습윤 잉크 층의 더 큰 접촉각은 PVP 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 상응하는 습윤 레퍼런스 잉크 층보다 더 소수성이라는 것을 나타낸다.
그 결과, 1-도데칸티올이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 습윤 잉크 층은 중합체 기재의 친수성 표면의 표면에 스미어(smear)되지 않으므로 중합체 기재의 표면 상에 보다 정확하게 코팅될 수 있다.
결과는 1-도데칸티올에 의한 표면 개질이 코팅의 소수성 특성을 향상시킬 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, 습한 환경에서도 보다 우수한 코팅의 내수성이 또한 기대될 수 있다.
실험 4
6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어의 분산물 (에탄올 중 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 농도: 0.5 wt.-%) 을 7000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리(메틸 메타크릴레이트) (0.5 wt.-%) 와 혼합하여 은 잉크 조성물을 수득하였다. 은 잉크 조성물 중 표면 개질된 은 나노와이어 및 폴리(메틸 메타크릴레이트) 의 농도를 표 4 에 나타냈다.
Figure pct00028
표 4
수득한 은 잉크 조성물을 블레이드 코팅 (코팅 속도: 5 cm/sec) 에 의해 중합체 기재 상에 코팅하여 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 수득하였다. 습윤 잉크 층의 두께는 6 ㎛ 였다.
중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켰다. 수득한 건조된 잉크 층은 92.2 % 의 투과율, 0.70 % 의 헤이즈 및 65 Ω/sq 의 시트 저항을 가졌다.
상기 결과는 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 가 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어 및 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 결합제로서 폴리(메틸 메타크릴레이트) 를 포함하는 건조된 은 잉크 층의 헤이즈 및 시트 저항이 결합제로서 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 및 비닐클로라이드 코- 및 아크릴레이트 중합체를 포함하는 생성물과 비교하여 유사함을 보여준다.
그 결과, 상이한 결합제가, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 표면 작용제 화합물이 표면에 부착된 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물 분산물과 함께, 은 잉크를 제형화하는데 사용될 수 있다.
따라서, 당업자는 상이한 구성 성분을 다양한 생성물 분산물과 조합하여 물품의 표면 상에 본 발명의 상기 생성물을 적용하는데 사용되는 코팅 또는 프린팅 방법의 특정 요구에 따라 조정된 본 발명의 생성물을 제공할 수 있다.
실시예 5
실시예 2.4 에서 제조한 은 잉크 조성물을 스크린 프린팅 (프린팅 속도: 30 cm/s) 에 의해 기재 상에 적용하여 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 수득하였다.
스크린 프린팅은 실온에서 Alraun Technik GmbH 의 AT-HUF-701 에서 수행하였다.
스크린 프린팅 동안, 800 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 및 6000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 PEGT 는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 여전히 부착되어 있었다.
중합체 기재 상의 습윤 잉크 층을 130 ℃ 에서 5 분 동안 건조시켜 기재 상의 건조된 잉크 층 수득하였다. 표면 개질된 은 나노와이어는 습윤 잉크 층이 완전히 건조될 때까지 중합체 기재 상의 습윤 잉크 층에 여전히 균질하게 분산되어 있었다.
수득한 중합체 기재 상의 건조된 잉크 층은 87.5 % 의 투과율, 5.24 % 의 헤이즈 및 160 Ω/sq 의 시트 저항을 나타냈다.
따라서, 기재의 표면 상의 본 발명의 생성물의 스크린 프린팅 (본 발명에 따른 물품의 표면의 코팅 방법의 예) 은 성공적이었으며 수득한 건조된 잉크 층의 투과율, 헤이즈 및 시트 저항의 관점에서 산업 표준의 요구를 충족시켰다.

Claims (16)

  1. 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물의 제조 방법으로서, 상기 생성물을 수득하기 위해 하기 단계를 포함하는 제조 방법:
    (a) 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한, 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물을 제조 또는 제공하는 단계,
    (b) 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어를 제조 또는 제공하는 단계,
    (c) 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물을 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면에 부착하여 표면 개질된 은 나노와이어를 수득하는 단계,
    및
    단계 (b) 이전 및 단계 (c) 이전, 도중 또는 이후의 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질은 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되고,
    상기 첨가제 분산 매질은 치환기를 포함하여 적어도 4 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함함:
    - 알콜,
    - 에테르,
    - 에스테르,
    - 케톤
    및
    - 방향족 유기 화합물,
    및 임의로
    (d) 하나 이상의 추가 구성 성분을 추가하고/추가하거나 하나 이상의 추가 단계를 수행하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 생성물 분산 매질이 첨가제 분산 매질 또는 첨가제 분산 매질과 중간 분산 매질의 혼합물로 이루어지는 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 단계 (b) 에서
    - 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 상기 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고/하거나,
    - 일정한 양의 은 나노와이어가 폴리올 방법을 사용하여 제조되고, 상기 일정한 양의 은 나노와이어의 표면에 제 2 표면 작용제 화합물이 부착되고, 제 2 표면 작용제 화합물은 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하며,
    제 2 표면 작용제 화합물이 바람직하게는 캡핑제이며,
    제 2 표면 작용제 화합물이 더 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO) 및 이미다졸리돈-1-일 단위를 함유하는 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는,
    제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c) 에서, 바람직하게는 상기 제 2 표면 작용제 화합물을 상기 제 1 표면 작용제 화합물로 교환함으로써, 상기 제 2 표면 작용제 화합물이 단계 (b) 에서 제조 또는 제공되는 상기 은 나노와이어의 표면으로부터 부분적으로 또는 완전히 제거되는 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는
    - 단계 (b) 에서 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고,
    - 단계 (c) 이후의 하나 이상의 추가 단계에서 상기 중간 분산 매질이 중간 분산 매질과 상이한 첨가제 분산 매질로 부분적으로 또는 완전히 교환되는,
    제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 단계 (b) 에서 중간 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 중간 분산 매질에 분산된 일정한 양의 은 나노와이어가 제조 또는 제공되고, 중간 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖고/갖거나,
    - 수득된 생성물은 생성물 분산물의 총량을 기준으로 0.001 wt.-% 내지 2 wt.-% 범위의 농도로 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물 분산물이고, 생성물 분산물은 적어도 80% 의 균질성 지수를 갖는,
    제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 분산 매질 및/또는 상기 첨가제 분산 매질이 1013 hPa 에서 > 30 ℃ 의 비점, 바람직하게는 1013 hPa 에서 > 120 ℃ 의 비점을 갖는 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 개질된 은 나노와이어의 총 중량에 대한 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 표면에 부착된 표면 작용제 화합물의 총 중량의 비가 0.01 내지 0.3 범위이고 열중량 분석에 의해 측정되는 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 1 개 이상의 관능기를 갖는 단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나:
    - 화학식 (I) 의 화합물
    Figure pct00029

    [식 중,
    - Y 는 SH 또는 NH2 이고,
    - R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
    - 수소,
    - 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
    또는
    - 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
    및
    - 화학식 (II) 의 화합물
    Figure pct00030

    [식 중,
    - Y 는 SH 또는 NH2 이고,
    - X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
    - 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
    - m 은 0 또는 1 이고,
    - n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임],
    단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 1-도데칸티올, 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
    단계 (a) 에서 제조 또는 제공되는 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물이 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는,
    제조 방법.
  10. 하기와 같은 생성물:
    (a) 하기를 포함하는 생성물:
    - 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어 (상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각은
    - 은 나노와이어의 표면에
    - 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물로서, 제 1 표면 작용제 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을, 부착시킴으로써 제조될 수 있고,
    상기 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택됨),
    및 임의로
    - 하나 이상의 추가 구성 성분,
    및/또는
    (b) 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득되거나 또는 수득될 수 있는 생성물,
    및/또는
    (c) 생성물 분산 매질에 분산된 일정한 양의 표면 개질된 은 나노와이어를 포함하는 생성물로서,
    상기 표면 개질된 은 나노와이어의 적어도 일부, 바람직하게는 상기 표면 개질된 은 나노와이어의 각각에는, 제 1 표면 작용제 화합물을 은 나노와이어(들)의 표면에 부착시키기 위한 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물이 표면에 부착되어 있고,
    상기 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물은 하기로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나:
    - 화학식 (I) 의 화합물
    Figure pct00031

    [식 중,
    - Y 는 SH 또는 NH2 이고,
    - R1, R2, R3, R4 및 R5 는 서로 독립적으로
    - 수소,
    - 1 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알킬 라디칼,
    또는
    - 2 내지 10 개의 탄소 원자의 총 탄소 원자수를 갖는 알케닐 라디칼임],
    및
    - 화학식 (II) 의 화합물
    Figure pct00032

    [식 중,
    - Y 는 SH 또는 NH2 이고,
    - X 는 수소, 메틸 (-CH3), 에틸 (-CH2-CH3), 아미노메틸 (-CH2-NH2) 또는 2-아미노에틸 (-CH2-CH2-NH2) 이고,
    - 각각의 Z 는 임의의 다른 Z 의 의미와 독립적으로 수소, 메틸, 에틸 또는 하이드록시 기이고,
    - m 은 0 또는 1 이고,
    - n 은 0 내지 300 범위, 바람직하게는 1 내지 200 범위, 더 바람직하게는 50 내지 150 범위의 정수임],
    상기 제 1 표면 작용제는 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 1-도데칸티올, 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
    상기 제 1 표면 작용제 화합물은 더 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제 1 표면 작용제 화합물은 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
    상기 생성물 분산 매질은 첨가제 분산 매질 또는 첨가제 분산 매질과 중간 분산 매질의 혼합물로 이루어지고,
    상기 첨가제 분산 매질은 치환기를 포함하여 적어도 4 개의 총 탄소 원자수를 갖는 치환 또는 미치환, 분지형 또는 선형, 및 지방족 또는 방향족 유기 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하고, 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 생성물:
    - 알콜,
    - 에테르,
    - 에스테르,
    - 케톤,
    및
    - 방향족 유기 화합물.
  11. 코팅 재료 또는 잉크로서의 제 10 항에 따른 생성물의 용도.
  12. 은 나노와이어의 표면을 개질하기 위한 표면 작용제 화합물로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
    바람직하게는 상기 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 표면 작용제 화합물은 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는,
    화합물의 용도.
  13. 제 1 표면 작용제 화합물과 상이하고 은 나노와이어의 표면에 부착된 제 2 표면 작용제 화합물과 교환하기 위한, 1 개 이상의 관능기를 갖는 제 1 표면 작용제 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    바람직하게는 상기 제 1 표면 작용제 화합물은 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 표면 작용제 화합물은 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
    상기 제 2 표면 작용제 화합물은 바람직하게는 은 나노와이어를 제조하기 위한 폴리올 방법에서 사용되는 캡핑제인,
    화합물의 용도.
  14. 분산 매질 중 은 나노와이어의 분산 향상제로서의, 1 개 이상의 관능기를 갖는 화합물의 용도로서, 상기 화합물의 적어도 1 개의 관능기는 티올 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 화합물은 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 1-도데칸티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
    상기 화합물은 더 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT), 4-메틸벤젠티올, 헥사데실아민 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
    상기 화합물은 가장 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 티올 (PEGT) 및 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 표면 작용제 화합물은 500 내지 500 000 g/mol 범위, 바람직하게는 200 내지 100 000 g/mol 범위, 더 바람직하게는 500 내지 20 000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
    상기 은 나노와이어는 바람직하게는 폴리올 방법을 사용하여 제조되는,
    화합물의 용도.
  15. 하기 단계를 포함하는, 물품의 표면의 코팅 방법:
    - 제 10 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계,
    및 임의로
    - 상기 표면에 적용된 생성물을 경화 및/또는 건조시키는 단계.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 10 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 분무, 페인팅, 프린팅, 및 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    제 10 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 바람직하게는 자가-계량(self-metered) 코팅 또는 예비-계량(pre-metered) 코팅을 포함하며,
    제 10 항에 따른 생성물을 상기 물품의 표면에 적용하는 단계가 특히 바람직하게는 예비-계량 코팅을 포함하는, 코팅 방법.
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