KR20210049824A - 전도성 재료 및 금속 복합 전도성 잉크 조성물을 이용하는 금속화에 의한 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용은 전기 전도성 텍스타일 재료, 예컨대 직조되거나 편직된 패브릭의 텍스타일, 개별 섬유, 및 직조 섬유 및 얀을 포함하는 전기 전도성 재료를 제공한다. 전도성 재료는 기재 재료, 예컨대 텍스타일 또는 다른 적합한 재료와, 기재 재료에 매립된 금속을 포함하고, 특히 여기서 금속은 재료의 표면 내에 및 아래에 매립된다. 또한 전기 전도성 재료의 제조 방법이 제공된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 8월 3일에 제출된 미국 가출원 제62/714,641호를 우선권으로 주장하며, 상기 가출원의 개시내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함되어 있다.
발명의 분야
본 개시내용은 신규한 전도성 재료, 및 금속 복합 전도성 잉크 조성물을 이용하는 기재 재료, 예컨대 텍스타일(textile) 기재 재료의 금속화에 의한 그의 제조 방법에 관한 것이다.
적절한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 전도성 텍스타일, 패브릭(fabric) 및 그 밖의 유형의 재료는 오랫동안 추구되어 왔다. 특히, 전자 의류 및 피부 패치(즉, 웨어러블 제품), EMI/RF 차폐, 인터커넥트 및 와이어에서의 용도를 포함하여, 전도성 텍스타일의 응용은 중요하고 다양하다. 이들 재료와 관련된 주요 측정 기준은 성능, 심미성, 안전성 및 비용이다. 성능과 관련하여, 전도성 텍스타일 또는 패브릭은 바람직하게는 높은 전도성을 가지며, 더 중요한 것은 수천 사이클 동안의 동적 연신 및 변형시에 충분한 수준의 전도성을 유지할 수 있다는 것이다. 전도성 재료의 심미성도 중요하다. 이상적으로는, 이들 재료로 제조된 패브릭 및 섬유(fiber)는 금속 패치 또는 스트랜드와 같이 느껴지기 보다는 그들의 변형되지 않은 형태와 가능한 한 유사하게 느껴져야 한다. 이러한 적용 중 다수가 소비자 및 의료 기기용 착용물과 관련되기 때문에, 안전성 및 독성 결핍도 마찬가지로 중요하다. 마지막으로, 제조 가능성과 역시 관련되어 있는 저비용은, 이러한 재료를 활용하는 대량의 소비자 전자 제품 적용에 있어서 매우 중요하다.
공지된 e-텍스타일 및 패브릭 재료는, 전통적으로 섬유(이후에 얀(yarn)으로 직조될 수 있음)를 둘러싸거나 패브릭 위에 적층된 금속 전도성 층으로 구성된다. 예를 들어, 도 1을 참조한다. 이러한 재료는 일반적으로, 섬유 또는 패브릭에 순수한 금속 필름을 증착(예를 들어, 통상의 인쇄 기술, 예컨대 잉크젯, 스크린 인쇄 등을 이용하는 것) 또는 스퍼터링에 의해 제조된다. 이들 기술에 의해 적용된 금속은 처리된 재료의 표면을 관통할 수 없기 때문에, 재료의 전도성 부분은 선천적으로 하지 섬유 또는 패브릭 기재와 분리되어 있다.
스퍼터링된 금속화 층을 갖는 텍스타일의 주요한 상업적 문제는, 공정이 비싸고 처리량이 적다는 것이다. 또한, 생성된 금속층은 취약하며, 재료의 연신/변형 능력을 유지하면서 재료의 고유한 전도도의 조합을 막는다.
반면에, 상대적으로 보다 비용 효율적이긴 하나, 금속 입자/폴리머 필름 상층이 증착된 텍스타일 및 패브릭의 주요한 상업적 문제는 부분적으로는, 이들이 온도에 민감하므로 패브릭/텍스타일 기재에 낮은 경화 온도가 요구되기 때문에 전도성이 부족하다는 것이다.
두 경우 모두에서, 전도성 텍스타일의 조성 및 구조는 표준 입자 기반의 금속 잉크 등을 이용하는 금속화의 최상층으로 제한된다. 이는 재료의 기계적 및 연신 특성을 제한한다. 달리 말해, 금속이 주로 표면에만 코팅되어 있는 시판의 전도성 패브릭 또는 섬유는 기계적 변형, 굽힙 또는 연신 동안에 박리되거나 파열되어 전기 저항이 크게 증가한다. 이는, 전류 전도성 패브릭과 섬유를 상업적 목적에 부적합하게 만든다.
금속 함유 패브릭, 특히 은 함유 패브릭은 항미생물 특성을 갖는 것으로 보고되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2005/0037057 A1호를 참조한다. 이들 패브릭 내의 은 은 반복되는 세탁 주기에 걸쳐서 패브릭로부터 조절된 은 이온 방출을 제공하도록 이온 형태로 패브릭에 국소적으로 적용된다. 그러나, 은으로 처리된 패브릭은 비전도성이다.
본원에서는 전도성 재료, 예컨대 전도성 텍스타일 재료, 및 금속 복합 전도성 잉크 조성물을 이용하는 금속화에 의한 그의 제조 방법이 제공된다.
한 양태에서, 본 개시내용은 기재 재료 및 그 기재 재료에 매립된 금속을 포함하는 전기 전도성 재료를 제공하며, 여기서 금속은 재료의 표면 내에 및 아래에 매립된다.
보다 구체적으로, 본 개시내용의 전기 전도성 재료 중 일부에서, 기재 재료는 텍스타일 기재 재료, 예컨대 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드(thread)이다. 더욱더 구체적으로, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함한다.
일부 실시양태에서, 기재 재료는 열분해성 기재 재료이며, 예를 들어 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능하다.
전기 전도성 재료의 일부 실시양태에서, 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐, 백금, 또는 임의의 이들 금속의 합금 또는 조합을 포함하며, 보다 구체적으로 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 합금 또는 조합을 포함하거나, 또는 금속은 은을 포함한다.
다른 양태에서, 전기 전도성 재료로서, 기재 재료, 예컨대 텍스타일 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리함으로써 제조되는 전기 전도성 재료가 또한 제공된다.
특정 실시양태에서, 기재 재료는 패브릭 기재 재료, 예컨대 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드이고, 보다 구체적으로 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함한다. 다른 특정 실시양태에서, 기재 재료는 열분해성 재료, 예컨대 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 기재 재료이다.
일부 실시양태에서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함한다. 보다 구체적으로, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하거나, 또는 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함한다.
일부 실시양태에서, 처리는 300℃ 이하의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되고, 다른 실시양태에서 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리된다.
상기 실시양태 중 어느 하나에서, 전기 전도성 재료는 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 재료는 적어도 약 100 사이클 동안 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타낼 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 전기 전도성 재료의 제조 방법으로서, 기재 재료, 예컨대 텍스타일 기재 재료를 제공하는 단계, 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리하는 단계, 및 처리된 기재 재료를 경화시켜 기재 재료에 매립된 금속을 생성하는 단계를 포함하는, 전기 전도성 재료의 제조 방법을 제공한다.
특정 실시양태에서, 기재 재료는 텍스타일 기재 재료, 예컨대 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드이고, 보다 구체적으로 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함한다.
이들 실시양태 중 일부에서, 기재 재료는 열분해성 재료, 예를 들어 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 기재 재료이다.
일부 방법 실시양태에서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함한다. 보다 구체적으로, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하거나, 또는 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함한다.
일부 방법 실시양태에서, 기재 재료는 염색 또는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리된다. 일부 실시양태에서, 기재 재료는 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 적어도 2회 처리된다.
일부 방법 실시양태에서 경화 단계는 약 300℃ 이하에서 수행되고, 일부 방법 실시양태에서 경화 단계는 약 120분 이하 동안 수행된다.
도 1: 공지된 방법을 이용하여 제조된 종래의 e-텍스타일 또는 e-패브릭의 개략도.
도 2: e-벙패브릭 및 e-패브릭에 대한 신규한 접근법의 개략도. 여기서, 금속은 표면 내에 및/또는 표면 아래의 텍스타일 내에 다양한 각도(깊이)로 흡수된다.
도 3: 스크린 인쇄 또는 염색에 의해 제조된 패브릭의 현미경 이미지.
도 4a: 본 개시내용에 따라 제조되는 인쇄된 전도성 패브릭에 대한 저항 대 연신 사이클.
도 4b: 저항 대 연신을 측정하는 데 사용되는 도구의 사진.
도 4c: 저항 대 연신을 측정하는 데 사용되는 전자 부품의 회로도.
도 5a: 전도성 스크린 인쇄 폴리에스테르 패브릭의 사진 이미지.
도 5b: 전도성 스크린 인쇄 폴리에스테르 패브릭의 현미경 이미지.
도 6: 본 개시내용에 따라 제조된 전도성 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(즉, 라이크라)의 예시도.
도 7: 본 개시내용의 방법에 따라 염색된 전도성 아라미드 섬유와 얀의 비교.
도 8: 다양한 인쇄 방법에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
도 9: 패브릭의 염색에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
도 10: 섬유의 염색에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
도 2: e-벙패브릭 및 e-패브릭에 대한 신규한 접근법의 개략도. 여기서, 금속은 표면 내에 및/또는 표면 아래의 텍스타일 내에 다양한 각도(깊이)로 흡수된다.
도 3: 스크린 인쇄 또는 염색에 의해 제조된 패브릭의 현미경 이미지.
도 4a: 본 개시내용에 따라 제조되는 인쇄된 전도성 패브릭에 대한 저항 대 연신 사이클.
도 4b: 저항 대 연신을 측정하는 데 사용되는 도구의 사진.
도 4c: 저항 대 연신을 측정하는 데 사용되는 전자 부품의 회로도.
도 5a: 전도성 스크린 인쇄 폴리에스테르 패브릭의 사진 이미지.
도 5b: 전도성 스크린 인쇄 폴리에스테르 패브릭의 현미경 이미지.
도 6: 본 개시내용에 따라 제조된 전도성 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(즉, 라이크라)의 예시도.
도 7: 본 개시내용의 방법에 따라 염색된 전도성 아라미드 섬유와 얀의 비교.
도 8: 다양한 인쇄 방법에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
도 9: 패브릭의 염색에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
도 10: 섬유의 염색에 의해 제조된 추가의 전도성 재료의 사진 이미지.
전기 전도성 재료
본원에서는 매립된 금속을 포함하는, 텍스타일 및 기타 재료를 포함하는 전기 전도성 재료가 제공된다. 이 전도성 재료에서, 금속은 일반적으로 재료의 표면에 매우 얇은 층으로서 존재할 뿐만 아니라 재료의 표면 아래에서 흡수된다(도 2를 참조). 따라서, 본 개시내용은 바람직한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 본질적으로 전도성인 재료, 예컨대 텍스타일, 섬유 및 기타 재료를 제공한다.
전기 전도성 재료는 일반적으로 기재 재료, 특히 텍스타일 기재 재료 및 적용된 액체를 흡수할 수 있는 다른 재료를 금속 복합 전도성 잉크로 금속화함으로써 제조된다. 바람직하게는 입자 무함유 잉크 조성물인 잉크 조성물은 기재 재료에 의해 흡수되어, 잉크가 재료의 표면을 관통한다. 기재 재료가 잉크로 적절하게 포화되면, "경화" 또는 "건조" 공정이 개시되어, 기재 재료 내에 및 위에 흡수/매립된 순수한 금속이 생성된다.
전도성 금속 잉크는 이전에는 표면 코팅된 가요성의 전도성 재료의 제조에 사용되어 왔다. 예를 들어, 이러한 잉크는 주변 조건에서 가공될 수 있다는 이유로, 진공에서의 금속 증착(예컨대, 원자층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 스퍼터링 등) 또는 전기 도금에 대한 비용 효율적인 대안으로서 지난 수십년 동안 개발되어 왔다. 이들은 유리 및 실리콘과 같은 경질 기재, 플라스틱 및 엘라스토머와 같은 연질 기재, 그리고 보다 최근에는 패브릭 또는 텍스타일 기재를 포함하는, 인쇄 전자부품 및 반도체 분야의 다양한 기재를 금속화하기 위해 수많은 응용 분야에서 사용되어 왔다. 이러한 응용 분야에서 잉크의 유용성에 대한 주요 측정 기준에는 전기 전도성, 신뢰성 및 비용이 포함된다. 문헌에 공지되어 있는 대부분의 전도성 잉크는, 폴리머 또는 계면활성제와 같은 유기 비히클에 의한 금속 입자의 분산을 기반으로 한다. 예를 들어, 일반적인 전도성 잉크 입자는 나노입자, 플레이크 또는 혈소판형(platelet) 및 나노와이어로 제공된다.
이에 비해, 본 발명의 전도성 재료의 제조에 사용되는 전도성 잉크 조성물은 바람직하게는 입자 무함유 금속 복합 잉크 조성물이다. 이러한 잉크는, 예를 들어 Electroninks, Inc.(Austin, TX)에 의해 개발되었다. 입자 무함유 금속 복합 잉크 조성물은, 매립된 전도성 조성물 및 구조를 갖는 텍스타일 및 기타 재료를 제조할 목적에 있어서 매우 유용한 특성을 나타낸다. 중요하게는, 입자 무함유 잉크 조성물은 전도성 금속 및 그에 따른 전도성 재료를 생성하기 위해 잉크를 저온에서 경화하기 전에, 적합한 기재 재료, 이상적으로는 잉크를 흡수할 수 있는 재료, 예컨대 텍스타일 기재 재료의 포화를 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 전도성 재료를 제조하는 데에 은 복합 잉크 조성물이 사용되지만, 다른 가능한 금속 복합 잉크 조성물도 마찬가지로 이러한 조제물에 있어서 유용하다. 예를 들어, 금, 구리, 팔라듐, 백금, 또는 이들 금속의 조합을 포함하는 입자 무함유 잉크 조성물도 공지되어 있다. 본 개시내용에서 사용되는 입자 무함유 금속 복합 잉크에 대한 예시적인 조제물은 문헌[PCT 공개 공보 WO2015/160938A1호("Conductive Ink Compositions"), PCT 공개 공보 WO2018/118460A1호("Copper Based Conductive Ink Composition And Method Of Making The Same"), 미국 특허 출원 제62/540,829호("Conductive Ink Compositions Comprising Palladium And Methods For Making The Same", 2017년 8월 3일에 출원됨), PCT 공개 공보 WO2019/028435A1호("Conductive Ink Compositions Comprising Palladium And Methods For Making The Same"), 미국 특허 출원 제62/540,903호("Conductive Ink Compositions Comprising Gold And Methods For Making The Same", 2017년 8월 3일에 출원됨), 및 PCT 공개 공보 WO2019/028436A1호("Conductive Ink Compositions Comprising Gold And Methods For Making The Same")]에 기술되어 잇으며, 이들 문헌 각각은 그 전체가 본원에 참고로 포함되어 있다.
본원에서 사용될 때, 용어 "전도성 잉크 조성물", "전도성 잉크", "잉크 조성물", "잉크" 또는 이들의 변형은 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 개시내용의 전도성 재료를 제조하는 데 사용되는 잉크 조성물 중의 유일한 전도성 재료는 단일 금속, 예컨대 은 금속이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 전도성 재료를 제조하는 데 사용되는 전도성 잉크에 복수의 전도성 재료가 포함되며; 예를 들어, 팔라듐은 은과 같은 다른 금속을 기초로 하는 전도성 잉크에서 안정화 첨가제로서 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 팔라듐이 주요 전도성 재료로서 사용되고, 하나 이상의 추가의 전도성 재료가 원하는 특성을 위해 첨가될 수 있다.
본원에 개시된 전도성 재료를 제조하는 데 사용되는 전도성 잉크 조성물은 잉크의 특성 또는 그 잉크를 사용하여 제조되는 전도성 재료의 특성을 개선하기 위해 추가 성분, 예를 들어 비전도성 성분을 포함할 수 있음을 또한 이해해야 한다. 예를 들어, 전도성 잉크 조성물은 기재 재료, 예를 들어 특정 표면, 패브릭 또는 섬유에 대한 전도성 재료의 결합 및/또는 접착을 용이하게 하기 위해서 결합제 또는 다른 접착 촉진제를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 전도성 잉크 조성물은 하나 이상의 습윤제, 세제, 또는 처리된 재료의 표면 특성을 개선하기에 적합한 기타 표면 작용제를 포함할 수 있다.
본원에 상세히 기술된 바와 같이, 본 개시내용의 전기 전도성 재료는 기재 재료, 예컨대 텍스타일 기재 재료 또는 다른 적절한 다공성 또는 반다공성 재료, 및 기재 재료에 매립된 금속을 포함한다. 이들 재료에서, 금속은 재료의 표면 아래에 매립된다. 바람직하게는, 전기 전도성 재료의 기재 재료는 금속 복합 전도성 잉크 조성물을 흡수할 수 있는 재료이다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이러한 물질은, 예를 들어 염색, 인쇄, 침지 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 입자 무함유 금속 복합 잉크 조성물로 처리될 수 있으며, 이로써 그 잉크 조성물이 기재 재료에 침투될 것이다. 잉크의 경화시, 상기 열거된 참고 문헌에 상세히 기술된 바와 같이, 이렇게 처리된 기재 재료는 재료의 표면 아래에 매립된 금속, 이상적으로는 순수한 금속 또는 금속의 조합을 갖는 전기 전도성 재료가 된다.
본 발명의 전기 전도성 재료에 사용하기에 적합한 기재 재료는, 예를 들어 텍스타일 재료, 예컨대 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(예컨대 "라이크라" 또는 "스판덱스"), 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스(예컨대 "레이온"), 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함한다. 다른 텍스타일 기재 재료도 또한, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 본 개시내용의 전기 전도성 재료에서 유용성을 찾을 수 있다.
일부 실시양태에서, 기재 재료는 적합한 다공성, 또는 적어도 반다공성의 천연 또는 합성 물질, 예를 들어 열가소성 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트, 나일론, 폴리에스테르, 또는 불소 코팅과 같은 추가의 코팅을 갖는 폴리에스테르이다. 이들 재료는, 예를 들어 본원에 기재된 바와 같이 적합한 전도성 잉크 조성물에 의한 인쇄 또는 다른 적절한 코팅에 적합한 2차원 재료로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 기재 재료는 2차원 시트 재료로서 제공될 수 있다.
본원에 개시된 전기 전도성 재료의 장점 중 하나는, 재료가, 전기 전도성 텍스타일 재료(예를 들어, 고온에서 순수 금속을 증착하여 제조된 재료)를 제조하는 데에 일반적으로 사용되는 방법에 의해 대개는 손상될 수 있는 열분해성 재료를 포함할 수 있다는 것이다. 따라서, 일부 실시양태에서, 기재 재료는 열분해성 기재이다. 보다 구체적으로, 기재 재료는 약 100℃ 초과, 약 150℃ 초과, 약 200℃ 초과, 약 250℃ 초과 또는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능할 수 있다.
본원에서 사용될 때, 용어 "금속"은 단일 금속뿐만 아니라 하나 초과의 금속들의 조합도 모두 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 바람직하게는, 전기 전도성 재료의 금속은 그의 원소 형태로 존재한다. 이상적으로는, 금속은 고순도 금속, 예를 들어 적어도 약 90% 순수, 적어도 약 95% 순수, 적어도 약 98% 순수, 적어도 약 99% 순수, 또는 보다 더 순수한 금속이다. 상기 열거된 특허 문헌들에 기술된 입자 무함유 금속 복합 전도성 잉크는 이러한 금속을 전기 전도성 형태로 생성하는 데 이상적으로 적합하다.
본 개시내용의 전기 전도성 재료는 바람직하게는 다양한 바람직한 전기적 및 기계적 특성을 나타낸다. 특히, 일부 실시양태에서, 재료는 낮은 전기 저항을 나타낸다. 더욱이, 낮은 전기 저항은 바람직하게는, 재료가 복수회, 심지어 아주 여러번 반복되는 연신 또는 변형을 포함하는 연신 또는 변형을 겪는 때에도 유지된다.
예를 들어, 일부 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 약 1,000 옴 이하, 약 500 옴 이하, 약 300 옴 이하, 약 100 옴 이하, 약 50 옴 이하, 약 30 옴 이하, 약 20 옴 이하, 약 10 옴 이하의 전기 저항, 또는 보다 더 낮은 저항을 나타낸다. 특히, 전기 전도성 재료 중 일부는 약 1 옴 이하의 전기 저항을 나타낸다.
일부 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 1%∼1000% 범위의 연신을 포함하여 상당한 양으로 연신된 후에도 낮은 전기 저항을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 최대 약 20%, 최대 약 40%, 최대 약 100% 또는 그 초과로 연신된 후에도 낮은 전기 저항을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 50%, 또는 그 초과로 연신된 후에도 낮은 전기 저항을 나타낸다.
특정 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하, 약 100 옴 이하, 약 50 옴 이하, 약 20 옴 이하, 약 10 옴 이하, 약 5 옴 이하, 약 2 옴 이하, 또는 약 1 옴 이하의 전기 저항을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 이러한 낮은 수준의 전기 저항은, 최대 약 20%, 최대 약 40%, 최대 약 100%, 및 그 이상으로 연신된 전도성 재료에서 관찰된다.
이상적으로는, 전기 전도성 재료는 다수의 사이클 동안 연신된 후에 낮은 전기 저항을 나타낸다. 예를 들어, 재료는 적어도 약 100 사이클 동안, 적어도 약 200 사이클 동안, 적어도 약 500 사이클 동안, 적어도 약 1000 사이클 동안, 적어도 약 2000 사이클 동안, 적어도 약 5000 사이클 동안, 적어도 약 10000 사이클 동안, 또는 보다 더 많은 사이클 동안 연신된 후에 낮은 전기 저항을 나타낼 수 있다. 일부 실시양태에서, 전기 전도성 재료는 약 100 사이클 동안 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하 또는 약 100 옴 이하의 전기 저항을 나타낸다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 전기 전도성 재료의 텍스타일 기재 재료에 매립된 금속은, 조정 가능한 깊이로 재료의 표면 내에 및 아래에 매립된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 금속은 적어도 약 0.1 마이크론, 적어도 약 0.3 마이크론, 적어도 약 0.5 마이크론, 적어도 약 1 마이크론, 적어도 약 2 마이크론인 표면으로부터의 깊이로, 또는 심지어 더 깊게 매립될 수 있다.
일부 실시양태에서, 조정 가능한 깊이는 전도성 재료의 단면의 백분율로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 전도성 재료가 20 마이크론의 단면을 갖고 금속이 2 마이크론의 깊이로 매립된 경우, 당업자는 금속이 단면의 약 10%의 깊이로 매립된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 일부 실시양태에서 금속은 약 0.1%, 0.3%, 0.5%, 1%, 3%, 5%, 10%의 깊이로, 또는 더 깊게 매립될 수 있다.
또한, 일부 실시양태에서, 본원에 제공된 전도성 재료가 항미생물 특성을 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 이론에 구속되고자 하는 바는 아니나, 이러한 특성은 재료가 사용될 때 금속 이온, 예컨대 은 이온의 방출로 인해 발생하는 것으로 생각된다. 본 개시내용의 전도성 재료는 마찬가지로 이것이 사용될 때 금속 이온을 포함하는 금속을 본질적으로 방출 될 것이고, 따라서 이들은 또한 항미생물 특성을 나타낼 것이다. 항미생물성 금속 함유 재료 및 처리물의 상업적인 예, 예를 들어 SilvadurTM, Silpure, 및 Agiene®(Micro Silver Crystal technologies)는 당업계에 공지되어 있고 숙지되어 있다.
전기 전도성 재료의 제조 방법
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 본원에 기술된 전기 전도성 재료를 제조하는 방법을 제공한다. 이들 재료는 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 재료를 제조하는 데에 이용되는 방법은, 기재 재료, 예컨대 텍스타일 기재 재료를 제공하는 단계, 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리하는 단계, 및 처리된 기재 재료를 경화시켜 기재에 매립된 금속을 생성하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 이들 방법의 기재 재료는 입자 무함유 금속 복합 잉크 조성물, 예컨대 전술한 잉크 조성물을 흡수할 수 있는 재료이다.
일부 실시양태에서, 본 방법의 기재 재료는 열분해성 재료이다. 보다 구체적으로, 기재 재료는 약 100℃ 초과, 약 150℃ 초과, 약 200℃ 초과, 약 250℃ 초과, 약 300℃ 초과의 온도, 또는 대략 보다 높은 온도에서 분해 가능하다.
본 발명의 제조 방법에서 사용하기에 적합한 기재 재료는, 예를 들어 텍스타일 기재 재료, 예컨대 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(예컨대 "라이크라" 또는 "스판덱스"), 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스(예컨대 "레이온"), 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함한다. 다른 텍스타일 기재 재료를 포함하는 그 밖의 적합한 기재 재료는, 또한 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 본 개시내용의 방법에서 유용성을 찾을 수 있다.
본 방법에서 사용되는 입자 무함유 전도성 잉크 조성물은 임의의 적합한 입자 무함유 전도성 잉크 조성물일 수 있다. 본 방법에 적합한 예시적인 잉크 조성물은 문헌[PCT 공개 공보 WO2015/160938A1호, PCT 공개 공보 WO2018/118460A1호, PCT 공개 공보 WO2019/028435A1호, PCT 공개 공보 WO2019/028436A1호, 미국 특허 출원 62/540,829호, 및 미국 특허 출원 62/540,903호]에 기술되어 있다.
바람직한 방법 실시양태에서, 입자 무함유 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함한다. 더 바람직하게는 입자 무함유 전도성 잉크 조성물은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 입자 무함유 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하는 금속의 조합을 포함한다.
실시예 섹션에서 상세히 기술된 바와 같이, 본 방법에서 사용되는 기재 재료는 다양한 방법에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리 될 수 있다. 일부 실시양태에서, 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리된다. 다른 실시양태에서, 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리된다. 특정 실시양태에서, 기재 재료는 복수회, 예를 들어 적어도 2회, 적어도 5회, 적어도 10회 또는 그 이상의 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리된다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 복수의 인쇄 단계에 의한 기재 재료의 처리는 재료에 매립된 금속의 양을 증가시킬 수 있고, 따라서 처리된 재료의 전기 저항을 감소시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시내용의 방법은 유리하게는 비교적 낮은 온도에서 수행될 수 있는데, 이는 이 방법에 사용되는 금속 복합 잉크 조성물이 비교적 낮은 온도에서 경화하는 것에 의해 원소 금속으로 전환되기 때문이다. 따라서, 이 방법에서 저온을 이용하면, 이 방법에서 열분해성 기재 재료를 사용하는 것도 가능해진다. 따라서, 개시된 방법의 일부 실시양태에서, 경화 단계는 약 300℃ 이하, 약 250℃ 이하, 약 200℃ 이하, 약 150℃ 이하, 약 100℃ 이하에서, 또는 더 낮은 온도에서 수행된다.
경화 단계의 시간은 또한 유리하게는, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 결과를 최적화하기 위해 변화될 수 있다. 특히, 경화 단계는 약 120분 이하, 약 60분 이하, 약 30분 이하, 약 20분 이하, 또는 더 짧은 시간 동안 수행될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 전기 전도성 재료로서, 상기 및 실시예에 기술된 방법을 포함하여 본원에 기술된 임의의 처리법에 의해 제조되는 전기 전도성 재료를 제공한다.
또 다른 측면에서, 번호가 매겨진 하기 단락들에 기술된 바와 같은 재료 및 방법이 제공된다:
1. 전기 전도성 재료로서,
텍스타일 기재 재료; 및
텍스타일 기재 재료에 매립된 금속
을 포함하고, 금속은 재료의 표면 내에 및 아래에 매립된 것인 전기 전도성 재료.
2. 단락 1에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 전기 전도성 재료.
3. 단락 2에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
4. 단락 1에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 열분해성 텍스타일 기재 재료인 전기 전도성 재료.
5. 단락 4에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 전기 전도성 재료.
6. 단락 1에 있어서, 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐, 백금, 또는 임의의 이들 금속의 합금 또는 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
7. 단락 6에 있어서, 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 합금 또는 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
8. 단락 6에 있어서, 금속은 은을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
9. 전기 전도성 재료로서, 텍스타일 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리함으로써 제조되는 전기 전도성 재료.
10. 단락 9에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 전기 전도성 재료.
11. 단락 10에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
12. 단락 9에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 열분해성 재료인 전기 전도성 재료.
13. 단락 12에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 전기 전도성 재료.
14. 단락 9에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
15. 단락 14에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
16. 단락 14에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
17. 단락 9에 있어서, 처리는 300℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 전기 전도성 재료.
18. 단락 9에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 전기 전도성 재료.
19. 단락 9에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 전기 전도성 재료.
20. 단락 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 재료는 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타내는 것인 전기 전도성 재료.
21. 단락 20에 있어서, 재료는 적어도 약 100 사이클 동안 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타내는 것인 전기 전도성 재료.
22. 전기 전도성 재료의 제조 방법으로서,
텍스타일 기재 재료를 제공하는 단계;
텍스타일 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리하는 단계; 및
처리된 기재 재료를 경화시켜 기재 재료에 매립된 금속을 생성하는 단계
를 포함하는, 전기 전도성 재료의 제조 방법.
23. 단락 22에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 제조 방법.
24. 단락 23에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 제조 방법.
25. 단락 22에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 열분해성 재료인 제조 방법.
26. 단락 25에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 제조 방법.
27. 단락 22에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함하는 것인 제조 방법.
28. 단락 27에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하는 것인 제조 방법.
29. 단락 27에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함하는 것인 제조 방법.
30. 단락 22에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 제조 방법.
31. 단락 22에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 제조 방법.
32. 단락 22에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 적어도 2회 처리되는 것인 제조 방법.
33. 단락 22에 있어서, 경화 단계는 약 300℃ 이하에서 수행되는 것인 제조 방법.
34. 단락 22에 있어서, 경화 단계는 약 120분 이하 동안 수행되는 것인 제조 방법.
본 발명 또는 그의 임의의 실시양태의 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 기술된 방법 및 적용에 대해 다른 적합한 변형 및 응용이 이루어질 수 있다는 것은 관련 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 이제 본 발명이 상세하게 기술되었고, 하기 실시예를 참조함으로써 본 발명이 보다 명확하게 이해될 것이며, 그 실시예는 본 발명을 한정하려는 것이 아니라 단지 예시의 목적으로 본원에 포함된다.
실시예
실시예 1. 패브릭 상의 인쇄
일반적인 실시예에서, 적합한 유변학적 특성을 갖는 은 복합 잉크를 패브릭 상에 스크린/스텐실 인쇄하거나, 분배하거나, 펜 또는 마커와 같은 도구로 필기하거나, 또는 잉크젯 인쇄하여, 전기 전도성 경로를 형성한다. 잉크의 고형분 함량은 일반적으로 약 6%∼50% 범위이다. 인쇄시, 잉크는 패브릭에 스며든 다음, 주위 분위기에서 150℃ 미만의 온도로 30분 미만(일반적으로는 140℃ 또는 100℃로 20분 동안) 경화된다. 패브릭의 다공성/흡수성에 따라, 동일한 영역(예컨대, 원하는 전도성 경로에 해당하는 영역)에 다회 통과 인쇄가 필요할 수 있다. 일반적인 패브릭은 직조, 부직, 편직 또는 천연 제품, 예컨대 면, 실크, 울 또는 리넨일 수 있다. 합성 패브릭은 나일론, 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(예컨대 "라이크라" 또는 "스판덱스"), 아크릴, 개질 셀룰로오스(예컨대, 레이온), 아세테이트, 우레탄 등을 포함한다. 생성된 전도성 패브릭의 전기 저항은 조건에 따라 달라질 수 있지만 일반적으로 벌크 금속, 예컨대 벌크 은의 저항의 5%∼70% 범위 내에 있을 것이다.
상기 방법에 따라 제조된 예시적인 전도성의 인쇄된 패브릭의 현미경 이미지(2개의 배율)가 도 3에 도시되어 있다. 이 이미지에 나타난 바와 같이, 밑에 있는 패브릭 기재의 입자 충실도 및 형태는 금속화 공정 후에도 그대로 유지되며, 이는 금속이 전도성 텍스타일에 매립되었음을 시사한다. 이러한 형태는, 패브릭 위에 금속 트레이스가 있을 것으로 예상되는 전통적인 공정에 의해 금속화된 패브릭에 대해 예상되는 것과는 구별된다.
도 4a는 도 4b에 도시된 기구 및 도 4c에 도시된 회로도를 이용하여 전술한 바와 같이 스크린 인쇄에 의해 제조한 전도성 패브릭에 대한 일반적인 연신-테스트 사이클 데이터를 도시한다. 이 실시예에서, 패브릭을 분당 20 사이클로 20% 연신율로 연신하였다. 패브릭의 저항은 100,000 사이클 후에도 10 옴 미만으로 유지된다.
폴리에스테르 패브릭 상의 스크린 인쇄된 전도성 트레이스의 다른 예를 하기 표 1에 기술한다. 이 패브릭의 물리적 및 형태학적 특성은 도 5a∼5b에 도시되어 있다. 55℃∼120℃에서 20분 동안 경화된 전도성 텍스타일은, 연신 전후에 1 옴 미만의 저항을 나타낸다(표 1). 전도성 패브릭의 거시적 이미지(도 5a) 및 현미경 이미지(도 5b)는 금속화 후 정상적인 패브릭 형태를 강조한다.
실시예 2. 패브릭 상의 염색
일반적인 실시예에서, 적절한 유변학적 특성을 갖는 은 복합 잉크를 용기에 넣는다. 천 조각을 용기 내의 잉크에 "침지" 또는 "딥 코팅"한다. 일반적인 코팅 시간은 패브릭 유형에 따라 1초 내지 60분 정도이다. 또한, 패브릭의 사전 팽윤은 때때로 금속 복합 잉크가 패브릭에 더 잘 침투하도록 촉진할 수 있다. 사전 팽윤은 일반적으로, 패브릭을 적절한 액체/용매에, 일부 경우에는 고온(예컨대 60℃∼100℃) 또는 이 둘의 조합에 노출킴으로써 달성한다. 일단 포화 또는 "염색"되면, 패브릭을 회수하고 주위 환경에서 150℃ 미만의 온도로 30분 미만(일반적으로 140℃ 또는 100℃로 20분) 동안 경화한다. 잉크의 고형분 함량은 일반적으로 약 6%∼30% 범위이다. 일반적인 패브릭은 직조 또는 부직, 편직된 천연 제품, 예컨대 면, 실크, 울 또는 리넨일 수 있다. 합성 패브릭은 나일론, 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머(예컨대 "라이크라" 또는 "스판덱스"), 아크릴, 개질 셀룰로오스(예컨대, 레이온), 아세테이트, 우레탄일 수 있다. 전기 저항은 조건에 따라 달라지나, 일반적으로 벌크 Ag의 5%∼70% 범위 내에 있을 것이다.
상기 방법에 따라 제조된 예시적인 전도성의 염색된 패브릭은 도 3, 5a, 5b 및 6에 도시되어 있다. 도 6에 도시된 패브릭을 하기 표 2에 추가로 기술한다.
실시예 3. 섬유 또는 얀 상의 염색
일반적인 실시예에서, 적절한 유변학적 특성의 은 복합 잉크를 용기에 넣는다. 섬유 또는 얀의 조각, 또는 함께 권취된 복수의 섬유/얀 조각을 용기 내의 잉크에 "침지" 또는 "딥 코팅"한다. 일반적인 코팅 시간은 섬유 또는 얀 유형에 따라 1초 내지 60분 정도이다. 또한, 섬유 또는 얀의 사전 팽윤이 때때로 발생하도록 하여, 금속 복합 잉크가 섬유 또는 얀에 더 잘 침투할 수 있도록 한다. 사전 팽윤은 일반적으로, 패브릭을 적절한 액체/용매에, 일부 경우에는 고온(예컨대 60℃∼100℃) 또는 이 둘의 조합에 노출킴으로써 달성한다. 일단 포화 또는 "염색"되면, 패브릭을 회수하고 주위 환경에서 150℃ 미만의 온도로 30분 미만(일반적으로 140℃ 또는 100℃로 20분) 동안 경화한다. 잉크의 고형분 함량은 일반적으로 약 6%∼30% 범위이다. 전기 저항은 조건에 따라 달라지나, 일반적으로 벌크 Ag의 5%∼70% 범위 내에 있을 것이다.
상기 방법에 따라 제조된 예시적인 전도성의 염색된 섬유는 도 7에 도시되어 있으며, 하기 표 3에 추가로 기술한다.
실시예 4. 다양한 인쇄 방법으로 제조된 전도성 재료
잉크젯 또는 스크린 프린팅 방법으로 제조된 예시적인 전도성 재료는 하기 표 4에 기술되어 있으며, 도 8에 나타낸 이미지에 도시되어 있다.
실시예 5. 패브릭 염색에 의해 제조된 전도성 재료
패브릭의 염색으로 제조된 추가의 전도성 재료는 하기 표 5에 기술되어 있으며, 도 9에 나타낸 이미지에 도시되어 있다.
실시예 6. 섬유의 염색으로 제조된 전도성 재료
섬유 염색으로 제조된 추가의 전도성 재료는 하기 표 6에 기술되어 있으며,도 10에 나타낸 이미지에 도시되어 있다.
상기 모든 실시예에서, 금속 복합 잉크 조성물은 특정 패브릭 또는 섬유에 대한 접착을 용이하게 하기 위해 결합제 또는 접착 촉진제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 모든 실시예에서, 전도성 재료의 유리한 전기적 및 기계적(즉, 연신 가능한) 특성 이외에, 예를 들어 은 복합 잉크 조성물로 처리함으로써, 순수한 은 필름으로 개질된 전도성 재료는 또한 본질적으로 항미생물성이다.
상기 모든 실시예에서, 저항은 일반적으로 10cm 초과의 2점 저항 측정에 의해 측정한다.
본원에 언급된 모든 특허, 특허 공보 및 그 밖의 공개된 참고문헌들은, 각각이 개별적으로 그리고 구체적으로 본원에 참고로 인용된 것처럼 그 전체가 참고로 본원에 인용되어 있다.
특정 실시예 제시하였으나, 상기 설명은 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니다. 앞서 기술한 실시양태의 특징들 중 어느 하나 이상은, 본 발명에서 임의의 다른 실시양태의 하나 이상의 특징과 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서를 검토하면, 본 발명의 다수의 변형예가 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부의 청구범위와 그의 균등내용의 전체 범위를 참조하여 결정되어야 한다.
Claims (37)
- 전기 전도성 재료로서,
기재 재료; 및
기재 재료에 매립된 금속
을 포함하고, 금속은 재료의 표면 내에 및 아래에 매립된 것인 전기 전도성 재료. - 제1항에 있어서, 기재 재료는 텍스타일 기재 재료인 전기 전도성 재료.
- 제2항에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 전기 전도성 재료.
- 제3항에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제1항에 있어서, 기재 재료는 열분해성 텍스타일 기재 재료인 전기 전도성 재료.
- 제5항에 있어서, 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 전기 전도성 재료.
- 제1항에 있어서, 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐, 백금, 또는 임의의 이들 금속의 합금 또는 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제7항에 있어서, 금속은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 합금 또는 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제7항에 있어서, 금속은 은을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 전기 전도성 재료로서, 기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리함으로써 제조되는 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 기재 재료는 텍스타일 기재 재료인 전기 전도성 재료.
- 제11항에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 전기 전도성 재료.
- 제12항에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 기재 재료는 열분해성 재료인 전기 전도성 재료.
- 제14항에 있어서, 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제16항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제16항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함하는 것인 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 처리는 300℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 전기 전도성 재료.
- 제10항에 있어서, 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 전기 전도성 재료.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 재료는 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타내는 것인 전기 전도성 재료.
- 제22항에 있어서, 재료는 적어도 약 100 사이클 동안 적어도 약 10% 연신된 후에 약 1,000 옴 이하의 전기 저항을 나타내는 것인 전기 전도성 재료.
- 전기 전도성 재료의 제조 방법으로서,
기재 재료를 제공하는 단계;
기재 재료를 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리하는 단계; 및
처리된 기재 재료를 경화시켜 기재 재료에 매립된 금속을 생성하는 단계
를 포함하는, 전기 전도성 재료의 제조 방법. - 제24항에 있어서, 기재 재료는 텍스타일 기재 재료인 제조 방법.
- 제25항에 있어서, 텍스타일 기재 재료는 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드인 제조 방법.
- 제26항에 있어서, 패브릭, 섬유, 얀 또는 스레드는 폴리에스테르, 폴리에테르-폴리우레아 코폴리머, 나일론, 아크릴, 개질 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 면, 울, 리넨 또는 실크 재료를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 기재 재료는 열분해성 재료인 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 기재 재료는 약 300℃ 초과의 온도에서 분해 가능한 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금을 포함하는 것인 제조 방법.
- 제30항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은, 구리, 금, 팔라듐 또는 백금의 조합을 포함하는 것인 제조 방법.
- 제30항에 있어서, 금속 복합 전도성 잉크 조성물은 은을 포함하는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 기재 재료는 염색에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 기재 재료는 인쇄에 의해 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 처리되는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 기재 재료는 금속 복합 전도성 잉크 조성물로 적어도 2회 처리되는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 경화 단계는 약 300℃ 이하에서 수행되는 것인 제조 방법.
- 제24항에 있어서, 경화 단계는 약 120분 이하 동안 수행되는 것인 제조 방법.
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