KR20100089852A - 물품과 상기 물품을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

물품은 일반 화학식 R-Si-H을 갖는 화합물로부터 형성된 섬유를 포함한다. 이 화학식에서, R은 유기 또는 무기 그룹이다. 섬유는 또한 그 위에 배치된 금속을 갖는다. 상기 물품은 2단계를 포함하는 방법으로부터 형성된다. 물품을 형성하는 방법은, 화합물을 전기방사하여 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 금속을 섬유 상에 배치하여 물품을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

물품과 상기 물품을 제조하는 방법{ARTICLE AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 일반적으로 물품과 상기 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 물품은 특별한 화합물로부터 형성되고 금속이 배치되어 있는 섬유를 포함한다.
마이크로- 및 나노-직경을 갖는 섬유의 개발은 현재 산업, 아카데미 및 정부에서 많은 연구 및 개발의 초점이 되고 있다. 이들 유형의 섬유는 광범위하고 여러 유기 및 무기 물질 예를 들어, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드, 폴리메틸메타크릴레리트, 폴리티오펜 및 요오드-도핑된 폴리아세틸렌으로부터 형성할 수 있다. 이러한 유형의 섬유는, 폴리에틸렌 및 합성 친수성 고분자 예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드 이외에도, 친수성 바이오중합체, 예를 들어, 단백질, 폴리사카라이드, 콜라주(collage), 파이브리노겐, 실크, 및 히알루론산으로부터 형성되었다.
이들 유형의 섬유의 대부분은 당해 분야에 알려진 방법, 예를 들어, 전기방사(electrospinning)를 통하여 형성할 수 있다. 전기방사는 섬유의 매트를 형성하기 위해 전하를 사용함을 포함하는 다목적 방법이다. 전형적으로, 전기방사는 용액을 실린지(syringe)에 넣고, 실린지 펌프로 용액을 실린지의 선단으로 구동시켜 상기 선단에서 액적(droplet)을 형성함을 포함한다. 전기방사는 또한 일반적으로 전압을 니들(needle)에 인가하여 용액의 전기공급 제트(electrified jet)를 형성함을 포함한다. 이어서, 상기 제트는 접지 콜렉터 상에 증착될 때까지 정전기 반발에 의해 신장되며 계속적으로 자극되어, 섬유의 매트를 형성한다.
전기방사를 통해 형성된 섬유는 의학적 및 과학적 적용 등 광범위하고 여러 산업에 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로, 이들 유형의 섬유는 특정한 복합물을 강화하기 위하여 사용되고 있다. 이들 섬유는 또한 의학적 투석, 기체 분리, 삼투압, 및 물 처리에서 사용되는 나노미터 튜브를 생산하기 위하여 사용되었다.
광범위한 섬유가 많은 상이한 적용 분야에 만들어 사용될 수 있었지만, 작용화되고 또한 섬유상에 배치된 금속을 포함하는 섬유로부터 형성된 물품을 형성할 기회가 남아 있다. 여기에는 또한 이러한 물품을 형성하는 방법을 개발할 기회가 남아 있다.
본 발명은 물품 및 이 물품을 형성하는 방법을 제공한다. 상기 물품은 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 화합물로부터 형성된 섬유를 포함한다. 이 화학식에서, R은 유기 또는 무기 그룹이다. 상기 섬유는 또한 그 위에 배치된 금속을 갖는다. 상기 물품을 형성하는 방법은 상기 화합물을 전기방사하여 상기 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 섬유 상에 금속을 배치하여 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 상기 화합물 및 금속의 반응 생성물을 포함하는 섬유의 물품을 제공한다. 상기 물품은 본 발명의 방법을 사용하여 효율적으로 또한 최소의 단계로 형성할 수 있다. 그 외에, 전기방사 단계는 작은 직경을 갖는 섬유를 효율적으로 형성하고 또한 섬유 상에 배치된 금속의 나노구조를 포함하는 계층 구조를 형성하게 한다.
본 발명은 또한 상기 화합물 및 금속의 반응 생성물을 포함하는 섬유의 물품을 제공한다. 상기 물품은 본 발명의 방법을 사용하여 효율적으로 또한 최소의 단계로 형성할 수 있다. 그 외에, 전기방사 단계는 작은 직경을 갖는 섬유를 효율적으로 형성하고 또한 섬유 상에 배치된 금속의 나노구조를 포함하는 계층 구조를 형성하게 한다.
본 발명의 다른 이점들은 첨부한 도면과 관련하여 검토하였을 때 다음 상세한 설명을 참조하여 더욱 잘 이해되기 때문에 용이하게 인식될 것이다.
도 1a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 로듐 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 1b는, 도 1a에 도시된 로듐 나노 입자의 확대도.
도 2a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 백금 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 2b는, 도 2a에 도시된 백금 나노 입자의 확대도.
도 3a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 은 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 3b는, 도 3a에 도시된 실버 나노 입자의 확대도.
도 4a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 팔라듐 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 4b는, 도 4a에 도시된 팔라듐 나노 입자의 확대도.
도 5a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 금 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 5b는, 도 5a에 도시된 금 나노 입자의 확대도.
도 6a는, 일반식 [R3Si01 /2][Si04 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산을 포함하는 제 1 실리콘 단량체 90 중량% 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘을 포함하는 제 2 실리콘 단량체 10 중량%의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유 상에 배치된 이리듐 나노 입자의 주사 전자 현미경 이미지.
도 6b는, 나노 입자가 직경 10 나노미터 미만인 도 6a에 도시된 이리듐 나노 입자의 확대도.
도 7a는, 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유의 주사 전자 현미경 이미지.
도 7b는, 도 7a에 도시된 섬유의 확대도.
도 8a는 제 1 및 제 2 실리콘 단량체의 중합생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유의 주사 전자 현미경 이미지.
도 8b는, 도 8a에 도시된 섬유의 확대도.
도 9는, 화학식 R-Si-H (여기서, R은 유기 또는 무기 그룹임)을 갖는 화합물의 반응 생성물로부터 전기방사하여 형성되는 부직물 섬유를 포함하는 물품 (예, 매트)의 주사 전자 현미경 이미지.
도 10은, 전기방사장치를 일반적으로 예시하는 개략도.
본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이 섬유(14)를 포함하는 물품(12)을 제공한다. 물품(12)은 섬유(14)의 단일층 또는 섬유(14)의 복수층을 포함할 수 있다. 따라서, 물품(12)은 전형적으로 적어도 0.01㎛의 두께를 갖는다. 더욱 전형적으로, 물품(12)은 약 1㎛ 내지 약 100㎛, 더욱 전형적으로 약 25㎛ 내지 약 100㎛의 두께를 갖는다. 물품(12)은 특별한 수의 섬유(14)의 층으로 제한되지 않으며 또한 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 섬유(14)는 당해 분야에 공지된 특정한 방법으로 형성할 수 있으며, 제직 또는 부직물화 되어 물품(12) 자체가 제직 또는 부직물화 될 수 있으며, 또한 마이크로상 분리를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 섬유(14) 및 물품(12)은 부직물이며 또한 물품(12)은 매트로 추가 한정된다. 또 일 실시예에서, 섬유(14) 및 물품(12)은 부직물이며 또한 물품(12)은 웹(web)으로 추가 한정된다. 또는, 물품(12)은 멤브레인일 수 있다. 섬유(14)는 또한 균일 또는 불균일할 수 있으며 또한 특정한 표면 조도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 물품(12)은 코팅이다. 물품(12)은 탄성 또는 비탄성일 수 있는 직물 또는 텍스타일일 수 있다.
물품(12)은 초소수성 섬유 매트(superhydrophobic fiber mat)일 수 있으며 또한 약 150 도 이상의 물 접촉각을 나타낼 수 있다. 여러 실시예에서, 물품(12)은 150 내지 180, 155 내지 175, 160 내지 170, 및 160 내지 165의 물 접촉각을 나타낸다. 물품(12)은 15도 이하의 물 접촉각 히스테리시스(water contact angle hysteresis)를 나타낼 수 있다. 여러 실시예에서, 물품(12)은 0 내지 15, 5 내지 10, 8 내지 13, 및 6 내지 12의 물 접촉각 히스테리시스를 나타낼 수 있다. 물품(12)은 물 접촉각 및/또는 물 접촉각 히스테리시스의 등방성 또는 비등방성을 나타낼 수 있다. 또는, 물품(12)은 등방성을 나타내는 도메인 및 비등방성을 나타내는 도메인을 포함할 수 있다.
섬유(14)는 또한 특정한 크기 및 형태일 수 있으며 또한 전형적으로 원통형이다. 전형적으로, 섬유(14)는 0.01 내지 100 마이크로미터(㎛), 더욱 전형적으로 0.05 내지 10㎛, 및 가장 전형적으로 0.1 내지 1㎛의 직경을 갖는다. 여러 실시예에서, 섬유(14)는 1nm 내지 30 마이크론, 1 ~ 500nm, 1 ~ 100nm, 100 ~ 300nm, 100 ~ 500nm, 50 ~ 400nm, 300 ~ 600nm, 400 ~ 700nm, 500 ~ 800nm, 500 ~ 1000nm, 1500 ~ 300nm, 2000 ~ 5000nm, 또는 3000 ~ 4000nm의 직경을 갖는다. 섬유(14)는 또한 전형적으로 5 내지 20 마이크론의 크기를 가지며 또한 더욱 전형적으로 10-15 마이크론의 크기를 갖는다. 그러나 섬유(14)는 특별한 크기로 제한되지 않는다. 섬유(14)는 흔히 "미세 섬유"로 언급되며, 이는 마이크론-크기 직경을 갖는 섬유 (즉, 적어도 1 마이크론의 직경을 갖는 섬유) 및 나노미터-크기 직경을 갖는 섬유 (즉, 1 마이크론 미만의 직경을 갖는 섬유)를 모두 포함한다. 섬유(14)는 25℃ 내지 500℃의 글래스 전이온도(Tg)를 가질 수 있다.
섬유(14)는 또한 당해 분야의 공지된 방법에 의해 서로 결합할 수 있다. 예를 들면, 섬유(14)는 이들이 오버래핑하거나 또는 섬유(14)가 물품(12)에서 서로 단순히 배치되도록 물리적으로 별개일 수 있는 지점에서 함께 융합할 수 있다. 섬유(14)는, 결합하는 경우, 0.01 내지 100㎛의 구공 크기를 갖는 웹 또는 매트를 형성할 수 있다. 여러 실시예에서, 구공 크기는 0.1~100, 0.1~50, 0.1~10, 0.1~5, 0.1~2 또는 0.1~1.5 마이크론의 범위이다. 구공 크기는 균일하거나 불균일할 수 있는 것으로 이해된다. 즉, 물품(12)은 각각의 도메인에서 또는 도메인 사이에 상이한 구공 크기를 갖는 상이한 도메인을 포함할 수 있다. 추가로, 섬유(14)는 특정한 단면 프로파일 예를 들어, 제한되지는 않지만 리본형 단면 프로파일, 타원 단면 프로파일, 원형 단면 프로파일, 및 이의 조합을 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서 섬유의 "비딩"(beading)(16)이 관찰될 수 있고, 이는 대부분의 적용에 허용 가능하다. 비딩(16)의 존재, 섬유의 단면 프로파일(원형에서 리본형으로 변화함) 및 섬유 직경은 섬유(14)가 형성되는 방법의 관수이다. 이 방법은 이후에 더욱 상세하게 설명된다.
몇몇 실시예에서, 섬유(14)는 또한 내화성이다. 섬유(14)의 내화성, 특히 섬유(14)를 포함하는 부직물 매트는 알루미늄 호일 기재 상에 증착된 부직물 매트의 견본에 대한 UL-94V-0 수직 연소 시험을 사용하여 시험한다. 이 시험에서 부직물 매트의 조각은 약 10초 동안 불꽃 위에 유지시킨다. 이어서 불꽃을 10초 동안 제거하고 10초 동안 다시 적용시킨다. 샘플은 이 과정 중에 불이 번지는 뜨거운 뚝뚝 떨어짐, 후염성(afterflame) 및 잔광(afterglow)의 존재, 및 샘플의 높이를 따라 연소거리에 대해 관찰한다. 본 발명에 따라 섬유(14)를 포함하는 부직물 매트의 경우, 순수한 섬유 14는 전형적으로 연소하는 것의 아래에서 관찰된다. 부직물 매트의 불완전 연소는 내화 물질의 대표적 거동인 자기-급냉(self-quenching)의 증거이며, 또한 우수한 내화성으로 간주된다. 많은 환경에서, 부직물 매트는 UL 94 V-0 분류를 달성할 수 있다. 우수한 내화성은 섬유(14)에서 실리콘 원자에 대한 유기 그룹의 낮은 비율에 기인할 수 있다. 실리콘 원자에 대한 유기 그룹의 낮은 비율은 섬유(14)에서 유기 중합체, 모든 유기 공중합체 및 유기실록산-유기 공중합체의 존재에 기인할 수 있다. 많은 환경에서 부직물 매트는 UL 94 V-0 분류를 달성할 수 있다. 특별한 이론으로 구속되지는 않지만, 내화성은 전형적으로 섬유(14)에서 유기 그룹 대 실리콘 원자의 낮은 비율에 기인할 수 있다. 그러나, 내화성은 섬유(14)에서 유기 그룹 대 실리콘 원자의 낮은 비 이외의 인자에 기인할 수 있는 것으로 또한 고려된다.
섬유(14)는 화학식 R-Si-H (여기서, R은 유기 또는 무기 그룹임)을 갖는 화합물로부터 형성된다. Si-H는 "R" 그룹에 결합된 작용 그룹이며 또한 전체 화합물을 작용화 한다. Si-H 그룹은 R 그룹 내의 어디에도 결합할 수 있다. 예를 들면, R이 고분자로 추가 한정되는 경우, Si-H 그룹은 고분자 내의 어떠한 원자에 결합될 수 있으며 또한 펜던트 그룹 또는 말단 그룹에 결합되는 것으로 제한되지 않는다. 하나 이상의 수소 원자가 Si-H 그룹의 실리콘 원자에 결합될 수 있는 것으로 이해된다. 그 외에, 용어 "그룹"도 또한 당해 분야에서 "부위"(moiety) 즉, 화합물의 특정한 세그멘트로서 통상 언급되고 있다.
상기 화합물은 단량체, 이량체, 올리고머, 중합체, 예비 중합체, 공중합체, 블록 중합체, 스타 중합체, 그래프트 중합체, 랜덤 공중합체, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 상기 소개한 바와 같이, 상기 화합물은 R이 유기 또는 무기 그룹인 일반식 (R-Si-H)을 갖는다. 통상의 유기 그룹의 비제한적인 예는 알킬 그룹, 알케닐 그룹, 알키닐 그룹, 아실 할라이드 그룹, 알코올 그룹, 케톤 그룹, 알데히드 그룹, 카보네이트 그룹, 카복실레이트 그룹, 카르복실산 그룹, 에테르 그룹, 에스테르 그룹, 퍼옥사이드 그룹, 아미드 그룹, 아라미드 그룹, 아민 그룹, 이민 그룹, 이미드 그룹, 아지드 그룹, 시아네이트 그룹, 니트레이트 그룹, 니트릴 그룹, 니트라이트 그룹, 니트로 그룹, 니트로소 그룹, 벤질 그룹, 톨루엔 그룹, 피리딘 그룹, 포스핀 그룹, 포스페이트 그룹, 설파이드 그룹, 설폰 그룹, 설폭사이드 그룹, 티올 그룹, 그의 할로겐화 유도체, 및 그의 조합을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 화합물 자체는 실리콘, 실록산, 실란, 그의 유기 유도체, 또는 그의 고분자 유도체로서 추가 한정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화합물은 일반식 R-Si-H을 갖는 단량체로서 추가 한정된다. 단량체는 특정 유기 또는 무기 단량체일 수 있고, 또한 상술한 유기 또는 무기 그룹의 어느 하나를 포함할 수 있거나, 또는 상기 단량체가 Si-H 그룹으로 작용화되는 한 하기에 더욱 상세하게 기술된 단량체의 어느 것으로 추가 한정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 단량체는 실란, 실록산, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 또한 Si-H 그룹으로 작용화된다. 추가 실시예에서, 상기 단량체는 유기실란, 유기실록산, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되며, 또한 Si-H 그룹으로 작용화된다. 물론, 상기 단량체가 실란 또는 유기실란으로 추가 한정되는 경우, 상기 실란 또는 유기실란은 하나의 Si-H 그룹 또는 하나 이상의 Si-H 그룹을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 화합물은 일반식 R-Si-H을 갖는 단량체와 중합체의 혼합물로서 추가 한정할 수 있거나, 또는 중합체로서 추가 한정할 수 있다. 상기 화합물이 Si-H 그룹을 포함하는 한, 상기 중합체는 일반식 R-Si-H를 가질 필요가 없다. 즉, 단량체 또는 중합체 또는 단량체와 중합체 모두는 Si-H 그룹을 포함할 수 있다. 상기 중합체는 상술한 단량체 또는 이하에 더욱 상세하게 설명하는 단량체의 중합 생성물을 포함할 수 있다. 또한 상기 화합물은 제한되지는 않지만 전도성 유기 및 무기 중합체를 포함하는 하나 이상의 중합체, 예를 들어, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리실란, 폴리비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 요오드-도핑된 폴리아세틸렌 및 이의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 화합물은 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체 및 단량체가 중합체 중에 용해되는 중합체의 혼합물로서 추가 한정된다. 상기 단량체 및/또는 중합체는 특정한 량으로 존재할 수 있다. 여러 실시예에서, 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체 는 전형적으로 25 중량% 미만의 량으로 및 가장 전형적으로 10 중량% 미만의 량으로 화합물 중에 존재한다.
전형적으로, 상기 화합물은 상기 화합물이 실온 및 대기압에서 휘발성이지 않도록 수 평균 분자량(Mn)을 갖는다. 그러나 상기 화합물은 이러한 수 평균 분자량으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 상기 화합물은 약 100,000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 갖는다. 여러 다른 실시예에서, 상기 화합물은, 약 100,000 ~ 5,000,000 g/mol, 100,000 ~ 1,000,0000 g/mol, 100,000 ~ 500,000 g/mol, 200,000 ~ 300,000 g/mol, 약 250,000 이상, 또는 약 150,000 g/mol의 수 평균 분자량을 갖는다. 상기 혼합물이 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체로 추가 한정되는 일 실시예에서, 상기 화합물은 50,000 g/mol 미만의 수 평균 분자량을 갖는다. 상기 화합물이 중합체로서 추가 한정되는 또 다른 실시예에서, 상기 화합물은 50,000 g/mol 이상, 및 더욱 전형적으로 100,000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 갖는다. 그러나, 상기 단량체는 50,000 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 가지며 및/또는 상기 중합체는 100,000 g/mol 미만의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 화합물은 적어도 약 300g/mol, 약 1,000 내지 약 2,000 g/mol, 또는 약 2,000 g/mol 내지 약 2,000,000 g/mol의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 화합물은 350g/mol 이상, 약 5,000 내지 약 4,000,000 g/mol, 또는 약 500,000 내지 약 2,000,000 g/mol의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
R은 상기 화합물이 일반식 R-Si-H를 갖는 한, 즉, 제 1 및 제 2 유기 단량체의 중합생성물이 Si-H 그룹으로 작용화되는 한, 적어도 제 1 및 제 2 유기 단량체의 중합 생성물로 추가 한정될 수 있다. 제 1 및 제 2 유기 단량체는 중합된 그룹을 포함할 수 있으며, 또한 이들이 중합할 수 있는 능력을 유지하는 한, 단량체가 잔류할 수 있다. 제 1 및 제 2 유기 단량체는 알킬렌, 스티렌, 아크릴레이트, 우레탄, 에스테르, 아미드, 아라미드, 이미드, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택할 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 유기 단량체는, 폴리이소부틸렌, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리에테르이미드, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 유기 단량체는 아크릴레이트, 알케노에이트, 카르보네이트, 프탈레이트, 아세테이트, 이타코네이트, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택된다. 아크릴레이트의 적절한 예는 제한되지는 않지만, 알킬헥실아크릴레이트, 알킬헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 알리메타크릴레이트, 및 이의 조합을 포함한다. 제 1 및 제 2 유기 단량체는 단지 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용성을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 유기 단량체는 아크릴레이트 작용성 및 메타크릴레이트 작용성 모두를 가질 수 있다.
상기 알케노에이트에 대해 언급하면, 알케노에이트의 적절한 예는 제한되지 않지만 알킬-N-알케노에이트를 포함한다. 카르보네이트의 적합한 예는 제한되지는 않지만 알킬 카르보네이트, 알릴 알킬 카르보네이트, 디알릴 카르보네이트, 및 이의 조합을 포함한다. 적절한 이타코네이트는 제한되지는 않지만 알킬 이타코네이트를 포함한다. 적절한 아세테이트의 비제한적 예는 알킬 아세테이트, 알릴 아세테이트, 알릴 아세토아세테이트 및 이의 조합을 포함한다. 프탈레이트의 비제한적인 예는 제한되지는 않지만 알리 프탈레이트, 디알릴 프탈레이트, 및 이의 조합을 포함한다. 또한 분자당 평균 적어도 하나의 자유 라디칼 중합성 그룹 및 전자, 이온, 호올(hole), 및/또는 포논(phonon)을 갖는 전도성 단량체, 도판트(dopant), 및 마크로단량체의 부류가 유용하다. 제 1 및 제 2 유기 단량체는 아크릴옥시알킬 그룹, 메타크릴옥시알킬 그룹, 및/또는 불포화유기 그룹을 포함하는 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 제한되지는 않지만 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 그룹, 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알키닐 그룹, 및 이의 조합을 포함한다. 불포화 유기 그룹은 올리고머 및/또는 고분자 폴리에테르에서 라디칼 중합 가능한 그룹을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 유기 단량체는 또한 치환 또는 비치환될 수 있으며, 포화 또는 불포화될 수 있으며, 선형 또는 분지형일 수 있으며, 또한 알킬화 및/또는 할로겐화 될 수 있다.
제 1 및 제 2 유기 단량체는 또한 실리콘(즉, 실리콘 원자 및/또는 실리콘 원자를 함유하는 화합물)이 거의 없을 수 있다. 용어 "거의 없는"은 제 1 및/또는 제 2 유기 단량체의 일백만 부당, 실리콘을 포함하는 화합물의 5,000부 미만, 더욱 전형적으로 900부 미만, 및 가장 전형적으로 100부 미만의 실리콘 농도를 언급하는 것으로 이해된다. 또한 R을 형성하기 위해 중합되는 제 1 및 제 2 유기 단량체는 전체 화합물이 일반식 R-Si-H을 갖더라도 실리콘이 전적으로 없을 수 있는 것으로 생각된다.
이와 달리, R은 상기 화합물이 일반식 R-Si-H를 갖는 한, 즉, 적어도 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물이 Si-H 그룹으로 작용화되는 한, 적어도 실리콘 단량체 및 유기 단량체의 중합 생성물로 추가 한정될 수 있다. 유기 단량체 및/또는 실리콘 단량체는 특정 용적 분획으로 존재할 수 있는 것으로 생각된다. 여러 실시예에서, 상기 유기 단량체 및/또는 실리콘 단량체는 0.05 ~ 0.9, 0.1 ~ 0.6, 0.3 ~ 0.5, 0.4 ~ 0.9, 0.1 ~ 0.9, 0.3 ~ 0.6 또는 0.05 ~ 0.9의 용적 분획으로 존재한다.
유기 단량체는 전술한 제 1 및/또는 제 2 유기 단량체의 어느 것 또는 당해 분야에 공지된 어떤 것일 수 있다. 용어 "실리콘 단량체"는 적어도 하나의 실리콘(Si) 원자 예를 들어, 실란, 실록산, 실라잔, 실리콘, 실리카, 실렌, 및 이의 조합을 포함하는 특정의 단량체를 포함한다. 실리콘 단량체는 중합된 그룹을 포함할 수 있으며 또한 이것이 중합될 수 있는 능력을 유지하는 한 실리콘 단량체가 잔류한다. 일 실시예에서, 실리콘 단량체는 유기실란, 유기실록산, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 실리콘 단량체는 실란, 실록산, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택할 수 있다.
실리콘 단량체는 아크릴 작용성 실란, 아크릴옥시알킬- 및 메타크릴옥시알킬 작용성 유기폴리실록산으로 또한 알려진 아크릴옥시알킬- 및 메타크릴옥사알킬-작용성 실란, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 단량체는 또한 평균 적어도 하나, 또는 적어도 두 개의 자유 라디칼 중합 가능한 그룹 및 평균 0.1 내지 50 몰%의 불포화 유기 그룹을 포함하는 자유 라디칼 중합 가능한 그룹을 가질 수 있다. 불포화 유기 그룹은 제한되지 않지만 알케닐 그룹, 알키닐 그룹, 아크릴레이트-작용 그룹, 메타크릴레이트 작용 그룹, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 불포화 유기 그룹의 "몰%"는 상기 화합물 중에 실록산의 총 몰수에 대한 상기 실리콘 단량체 중에 실록산 그룹을 포함하는 불포화 유기 그룹의 몰수의 비를 100으로 곱한 것으로 정의된다. 추가로, 실리콘 단량체는 화학식 RSiO3 /2 (여기서, R은 수소 원자, 유기 라디칼, 또는 이의 조합의 그룹으로부터 선택되며, 단 실리콘 단량체는 적어도 하나의 수소 원자를 포함함)의 단위를 포함할 수 있다. 그 외에, 상기 실리콘 단량체는 tri-sec 부틸 실란, tri-부틸실란, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택된 유기 실록산을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 단량체는 또한 자유 라디칼 중합 가능한 그룹에 혼입된 작용 그룹을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 이들 화합물은 비-라디칼 반응성 작용 그룹에 대하여 일작용성 또는 다작용성일 수 있으며 또한 상기 실리콘 단량체를 선형 중합체, 분지형 중합체, 공중합체, 가교결합 중합체, 및 이의 조합을 중합시키게 할 수 있다. 작용 그룹은 추가로 사용되는 당업계에 공지된 어떤 것 및/또는 축합 경화성 조성물을 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 실리콘 단량체는 일반식 R'nSi(OR'')4-n(여기서, n은 4 또는 그 미만의 정수이다)을 갖는 유기실란을 포함할 수 있다. 전형적으로, R' 및 R''의 적어도 하나는 독립적으로 자유라디칼 중합 가능한 그룹을 포함한다. 그러나 R' 및 R''는 비-자유 라디칼 중합 가능한 그룹을 포함할 수 있다. R' 및/또는 R''는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 및 유기 그룹의 하나를 포함할 수 있으며,예를 들어, 제한되지는 않지만 알킬 그룹, 할로알킬그룹, 아릴 그룹, 할로아릴 그룹. 알케닐 그룹, 알키닐 그룹, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 그룹을 포함한다. 일 실시예에서, R' 및/또는 R''는 각각 독립적으로 1 내지 5 (C1-C5) 탄소 원자의 체인을 포함하는 선형 및 분지형 탄화수소 그룹 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소프로필, 펜틸, 이소부틸, sec-부틸 그룹 등), 탄소 및 불소원자를 함유하는 선형 및 분지형 C1 내지 C5 탄화수소 그룹, 페닐, 나프틸 및 융합 고리 시스템을 포함하는 방향족 그룹, C1 내지 C5 에테르, C1 내지 C5 유기할로겐, C1 내지 C5 유기아민, C1 내지 C5 유기알코올, C1 내지 C5 유기케톤, C1 내지 C5 유기알데히드, C1 내지 C5 유기카르복실산, 및 C1 내지 C5 유기에스테르를 포함할 수 있다. 더욱 전형적으로, R' 및/또는 R''는 제한되지 않지만, 1 내지 3 (C1~C3) 탄소 원자의 체인을 포함하는 선형 및 분지형 탄화수소 그룹 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 및 이소프로필 그룹), 탄소 및 불소 원자를 함유하는 선형 및 분지형 C1 내지 C3 탄화수소 그룹, 페닐, C1 내지 C3 유기할로겐, C1 내지 C3 유기아민, C1 내지 C3 유기알코올, C1 내지 C3 유기케톤, C1 내지 C3 유기알데히드, 및 C1 내지 C3 유기에스테르를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, R' 및/또는 R''는 방향족 그룹 및 C1 내지 C3 하이드로카빌 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택되며, 단 방향족 그룹 및 C1 내지 C5 탄화수소 그룹은 모두 유기폴리실록산 중에 존재한다. 이와 달리, R' 및/또는 R''는 가교결합 반응의 생성물을 나타낼 수 있으며, 이 경우에 R' 및/또는 R''는 가교결합 그룹을 나타낼 수 있다. 이와 달리, R' 및/또는 R''는 서로 독립적으로 다른 유기 작용 그룹을 포함할 수 있는데, 이것은 제한되지 않지만 글리시딜 그룹, 아민 그룹, 에테르 그룹, 시아네이트 그룹, 이소시아노 그룹, 에스테르 그룹, 카르복실산 그룹, 카르복실레이트 염 그룹, 숙시네이트 그룹, 무수물 그룹, 메르캅토 그룹, 설파이드 그룹, 아자이드 그룹, 포스포네이트 그룹, 포스핀 그룹, 마스크 시아노 그룹, 하이드록시 그룹, 및 이의 조합을 포함한다. 일가 유기 그룹은 전형적으로 1 내지 20개 및 더욱 전형적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 일가 유기 그룹은 알킬 그룹, 사이클로알킬그룹, 아릴 그룹, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 일가 유기 그룹은 알킬옥시폴리(옥시알킬렌)그룹, 그의 할로겐 치환물, 및 이의 조합을 더욱더 포함할 수 있다. 그 외에, 상기 일가 유기 그룹은 시아노작용 그룹, 할로겐화 탄화수소 그룹, 카르바졸 그룹, 지방족 불포화 그룹, 아크릴레이트 그룹, 메타크릴레이트 그룹, 및 이의 조합을 포함할 수 있다.
실리콘 단량체는 또한 제한되지는 않지만, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 아크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필디메틸모노메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필디메틸모노메톡실란, 3-아크릴옥시프로필트리메틸실란, 비닐트리메톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 1-헥세닐트리메톡시실란, 테트라-(알릴옥시실란), 테트라-(3-부테닐-1-옥시)실란, 트리-(3-부테닐-1-옥시)메틸실란, 디-(3-부테닐-1-옥시)디메틸실란, 3-부테닐-1-옥시트리메톡시실란, 및/또는 이의 조합을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 단량체는 선형, 분지형, 하이퍼브랜치 또는 수지상 구조를 가질 수 있다. 상기 실리콘 단량체는 아크릴레이트 그룹과 메타크릴레이트 그룹의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 실리콘 단량체는 고분자 골격을 갖는 유기 화합물을 공중합체 당 평균 적어도 하나의 자유 라디칼 중합 가능한 그룹이 있도록 상기 실리콘 단량체와 공중합 시켜 형성된 화합물을 포함한다. 적절한 화합물은 제한되지는 않지만 탄화수소 기본 중합체, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리올레핀, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌부타디엔, 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리아미드, 아라미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리메타크릴레이트, 부분 불화 또는 과불화된 중합체, 불화된 고무, 말단 불포화 탄화수소, 올레핀 및 이의 조합을 포함한다. 상기 실리콘 단량체는 또한 다수 유기 작용성, 다수 유기폴리실록산 작용성, 및 유기폴리실록산과 유기 화합물의 결합을 갖는 중합체를 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 랜덤, 그래프트, 또는 블록 배열의 반복 단위를 포함할 수 있다.
추가로, 상기 실리콘 단량체는 액체, 검 또는 고체일 수 있으며 또한 특정한 점도를 가질 수 있다. 상기 실리콘 단량체가 액체인 경우, 점도는 25℃에서 0.001 Pa·s 또는 그 이상일 수 있다. 상기 실리콘 단량체가 검 또는 고체인 경우, 상기 수지 또는 고체는 상승온도에서 또는 전단 적용에 의해 유동 가능하게 될 수 있다.
상기 실리콘 단량체는 또한 다음 화학식 중 적어도 하나를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
및
(d) 이의 조합
화학식(a)에서, a 및 b는 정수이며 또한 각각 전형적으로 20,000 또는 그 미만의 평균값을 가지며 또한 b는 전형적으로 적어도 1의 평균값을 갖는다. 또한, R1 은 전형적으로 아크릴 작용 그룹, 알킬 그룹, 알케닐 그룹, 및 알키닐 그룹 등의 일가 유기 그룹, 방향족 그룹, 사이클로알킬 그룹, 할로겐화 탄화수소 그룹, 알케닐옥시폴리(옥시알키엔) 그룹, 알킬옥시폴리(옥시알키엔)그룹, 할로겐 치환 알킬옥시폴리(옥시알키엔) 그룹, 알콕시 그룹, 아미노알킬 그룹, 에폭시알킬 그룹, 에스테르 그룹, 하이드록시 그룹, 이소시아네이트 그룹, 카르바메이트 그룹, 알데이드 그룹, 무수물 그룹, 카르복실산 그룹, 카르바졸 그룹, 옥심 그룹, 아미녹시 그룹, 알켄옥시 그룹, 아크릴 그룹, 아세톡시 그룹, 그의 염, 그의 할로겐화 유도체, 및 그의 조합을 포함한다. 또한, R2 는 전형적으로 불포화 일가 유기 그룹을 포함한다. 불포화 일가 유기 그룹은 제한되지는 않지만 알케닐 그룹, 알키닐 그룹, 아크릴 그룹 및 이의 조합을 포함할 수 있다.
화학식(b) 및 (c)에서, c 및 d는 정수이며 또한 각각 전형적으로 20,000 또는 그 미만의 평균값을 갖는다. 이 화학식에서 각각의 R3 는 독립적으로 동일할 수 있거나 또는 R1과 다를 수 있다. 그 외에, 각각의 R4 는 독립적으로 상기한 것과 같은 불포화 유기 그룹을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 실리콘 단량체는 제한되지는 않지만, 1,3-비스(메타크릴옥시프로필)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(아크릴옥시프로필)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(메타크릴옥시메틸)테트라메틸디실록산, 1,3-비스(아크릴옥시메틸)테트라메틸디실록산, α,ω-메타크릴옥시메틸디메틸실릴 말단정지 폴리디메틸실록산, 메타크릴옥시프로필-말단정지 폴리디메틸실록산, α,ω-아크릴옥시메틸디메틸실릴 말단정지 폴리디메틸실록산, 메타크릴옥시프로필디메틸실릴-말단정지 폴리디메틸실록산, α,ω-아크릴옥시프로필디메틸실릴 말단정지 폴리디메틸실록산, 펜던트 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트 작용성 중합체 예를 들어, 폴리(아크릴옥시프로필-메틸실옥시) 폴리디메틸실록산 및 폴리(메타크릴옥시프로필-메틸실옥시)폴리디메틸실록산 공중합체, 다중 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용 그룹을 갖는 테레첼 폴리디메틸실록산, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 사용하기에 적합한 다른 화합물은 제한되지는 않지만 일작용성 메타크릴레이트 또는 메타크릴레이트 말단정지 유기폴리실록산을 포함한다. 상기 실리콘 단량체는 또한 작용성 정도가 상이한 액체의 혼합물 및/또는 자유 라디칼 중합 가능한 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 실리콘 단량체는 테트라-작용성 테레첼릭 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다.
추가로, 상기 실리콘 단량체는 다음 구조를 갖는 유기폴리실록산을 포함할 수 있다:
Figure pct00004
상기 식 중, M, D, T, 및 Q의 각각은 독립적으로 유기폴리실록산의 구조그룹의 작용성을 나타낸다. 구체적으로, M은 일작용성 그룹 R3SiO1 /2를 나타낸다. D는 이작용성 그룹 R2SiO2 /2를 나타낸다. T는 삼작용성 그룹 RSiO3 /2를 나타낸다. Q는 사작용성 그룹 SiO4 /2를 나타낸다.
상기 실리콘 단량체가 유기폴리실록산 수지를 포함하는 경우, 상기 유기폴리실록산 수지는 R5 3SiO1 /2그룹 및 SiO4 /2그룹을 포함하는 MQ수지, R5SiO3 /2그룹 및 R5 2SiO2 /2그룹을 포함하는 TD 수지, R5 3SiO1 /2그룹 및 R5SiO3 /2그룹을 포함하는 MT 수지, R5 3SiO1 /2그룹, R5SiO3 /2그룹 및 R5 2SiO2 /2그룹을 포함하는 MTD 수지, 및 이의 조합을 포함할 수 있다.
이들 수지에서, 각각의 R5는 일가 유기 그룹을 포함한다. R5는 전형적으로 1 내지 20개의 탄소 원자를 가지며 또한 더욱 전형적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 일가 유기 그룹의 적합한 예는 제한되지는 않지만 R' 및 R''에 대하여 기술된 것을 포함한다.
사용하기에 적합한 수지의 몇몇 실시예는 제한되지는 않지만,
Figure pct00005
수지,
Figure pct00006
수지,
Figure pct00007
수지,
Figure pct00008
수지,
Figure pct00009
수지,
Figure pct00010
수지,
Figure pct00011
수지,
Figure pct00012
수지,
Figure pct00013
수지,
Figure pct00014
수지,
Figure pct00015
수지,
Figure pct00016
수 지,및
Figure pct00017
수지, MQ 수지, 트리메틸 캐프된 MQ 수지, T(Ph)수지, T 프로필/T(Ph)수지, 선형 실리콘과 혼합된 트리메틸 캐프된 MQ수지, 및 이의 조합을 포함하며, 여기서, M, D, T 및 Q는 상술한 바와 동일하다.
또 다른 실시예에서, R은 상기 화합물이 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 한, 즉, 적어도 두 개의 실리콘 단량체의 중합 생성물이 Si-H 그룹과 작용화되는 한, 적어도 두 개의 실리콘 단량체의 중합 생성물로서 추가 한정될 수 있다. 이들 실시예에서 R은 탄소가 거의 없을 수 있으며, 즉, 유기 단량체의 중합 생성물이 거의 없을 수 있다. 용어 "거의 없는"은 상기 화합물의 일백만 부당, 탄소 원자를 포함하는 화합물의 5000부 미만, 더욱 전형적으로 900부 미만, 및 가장 전형적으로 100부 미만의 탄소의 농도를 언급하는 것으로 이해된다. 또한 실리콘 단량체는 전적으로 탄소가 없을 수 있다는 것으로 고려된다. 두 개의 실리콘 단량체는 전술한 실리콘 단량체의 어느 것일 수 있으며 또한 서로 동일 또는 상이할 수 있다.
일 실시예에서, R은 상기 화합물이 일반 화학식 R-Si-H를 가지도록 Si-H로 작용화된 유기폴리실록산을 포함한다. 이 유기폴리실록산은, R'xSiOy /2 즉, R6 x SiOy /2의 평균 단위 식을 갖는 실록산을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, R6는 무기 그룹, 유기 그룹, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되며, x는 약 0.1 내지 약 2.2이며, 또한 y는 약 1.8 내지 약 3.9이다. 더욱 전형적으로, x는 약 0.1 내지 약 1.9이며, 또한 y는 약 2.1 내지 약 3.9이다. 가장 전형적으로, x는 약 0.5 내지 약 1.5이며, 또한 y는 약 2.5 내지 약 3.5이다. 요컨대, 상기 일반식에서 x 및 y의 값은 유기폴리실록산의 평균 구조식을 나타낸다. 따라서 상기 일반식은 M, D, T 및/또는 Q 단위, 및 이러한 단위의 조합을 포함할 수 있는 유기폴리실록산을 나타내는 것으로 인식된다. 당해 분야에 공지된 바와 같이, M 단위는 일반식 R3SiO1 /2로 표시되며, D 단위는 일반식 R2SiO2/2로 표시되며, T 단위는 일반식 R1SiO3 /2로 표시되며, 또한 Q 단위는 일반식 SiO4 /2로 표시된다. x 및 y에 대한 더욱 및 가장 전형적인 값을 참조하여, 이들 실시예는 적어도 약간의 Q 및/또는 T 단위를 포함하며, 따라서 이들 실시예는 수지상 성분 (즉, 순수한 선형 유기폴리실록산과 다른 분지형 유기폴리실록산, 이는 M 단위로 캐핑된 골격을 갖는 D 단위를 주로 포함함)의 적어도 일부를 갖는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 상기 유기폴리실록산은 단지 T 단위를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 유기폴리실록산은 단지 M 및 Q 단위를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 유기폴리실록산은 수지상 성분과 선형 성분의 물리적 혼합물 (즉, 비화학적 혼합물)을 포함한다. 물론, 가능하면 M, D, T 및 Q 단위의 특정한 조합을 포함하는 것 외에도, 상기 유기폴리실록산은 단지 M 및 D 단위, 단지 M 및 T 단위, 단지 M, D 및 T 단위, 단지 M 및 Q 단위, 단지 M, D 및 Q 단위, 또는 단지 M, D, T 및 Q 단위를 포함하는 별개의 성분의 특정한 조합을 포함할 수 있다.
상기 일반식에서, R6은 산소 함유 그룹, 산소 없는 유기 그룹, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택할 수 있다. 예를 들면, R6은 할로겐원자를 포함하는 선형 또는 분지형 C1 내지 C5 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 치환기를 포함할 수 있다. 이와 달리, R6은, 1) 아미노 그룹, 2) 알코올 그룹, 3) 케톤 그룹, 4) 알데히드 그룹, 또는 5) 에스테르 그룹을 임의로 함유하는 선형 또는 분지형 C1 내지 C5 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 치환기를 포함할 수 있다. 또는, R6은 방향족 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 치환기를 포함할 수 있다. 추가로, R6은 R6에 대해 적합한 것으로 기술된 상기 치환기의 특정한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, R6은 제한되지는 않지만 상기 기술된 R' 및/또는 R''의 어느 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, R6은 가교결합 반응의 생성물을 나타낼 수 있으며, 이 경우에 R6은 또 다른 폴리유기실록산 체인 이외에 가교결합 그룹을 나타낼 수 있다.
본 발명의 목적을 위하여 적합한 유기폴리실록산의 한 가지 실시예는, 평균 단위 화학식 R7SiO3 /2(여기서, R7은 페닐그룹, 메틸 그룹 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택됨)을 갖는 단위를 포함한다. 본 발명의 목적을 위하여 적합한 유기폴리실록산의 또 다른 실시예는 평균 단위 화학식 R8SiO3 /2(여기서, R8은 페닐그룹, 프로필 그룹 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택됨)을 갖는 단위를 포함한다. 본 발명의 목적을 위하여 적합한 유기폴리실록산의 또 다른 실시예는 트리메틸-캐핑된 MQ수지이다. 본 발명의 목적을 위하여 적합한 유기폴리실록산의 또 다른 실시예는 트리메틸-캐핑된 MQ수지이 및 선형 폴리실록산의 중량당 4:1 혼합물을 포함하는 폴리유기실록산이다. 수지상 성분과 선형 폴리실록산의 혼합물은 특히 높은 항복 응력 및 인열 그러나 동시에 현저하게 낮은 탄성계수를 포함하는 우수한 기계적 특성을 갖는 물품(12)을 생산하며, 따라서 최소의 취약성(fragility) 및 최대의 탄성을 갖는 물품(12) (특히 섬유(14)를 포함하는 부직물 매트)를 생성한다.
또한 상기 유기폴리실록산은 다음 화학식을 가질 수 있다.
Figure pct00018
상기 식 중, 각각의 R은 독립적으로 무기 그룹, 유기 그룹, 및 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며 또한 동일 또는 상이할 수 있으며 또한 상기 또는 하기 기술된 그룹들의 어느 것일 수 있다. 추가로, w는 0 내지 약 0.95이며, x는 0 내지 약 0.95이며, y는 0 내지 1이며, z는 0 내지 약 0.9이며 또한 w+x+y+z=1이다. 이와 달리, 상기 유기폴리실록산은 전술한 유기폴리실록산의 경화 생성물 또는 상기 유기폴리실록산과 경화 생성물의 조합을 포함할 수 있다. 상기 화학식에서, 아래 첨자 w, x, y 및 z는 몰 분획이다. 아래 첨자 w는 0 내지 약 0.8, 또는 0 내지 약 0.2의 값을 택일적으로 가지며; 아래 첨자 x는 0 내지 약 0.8, 또는 0 내지 약 0.5의 값을 택일적으로 가지며; 아래 첨자 y는 약 0.3 내지 1, 또는 약 0.5 내지 1의 값을 택일적으로 가지며; 아래 첨자 z는 0 내지 약 0.5, 또는 0 내지 약 0.1의 값을 택일적으로 가진다. 따라서 이 실시예에서는 상기 유기폴리실록산이 T 및/또는 Q 단위가 아니며 (이 경우에 상기 유기폴리실록산은 선형 MD 중합체를 갖는다), 또는 이러한 단위를 매우 소량으로 갖는다. 이 실시예에서, 상기 유기폴리실록산은 적어도 약 50,000g/mol, 더욱 전형적으로 적어도 100,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는다. 물론, y + z가 약 0.1 미만인 실시예에서, 유기폴리실록산 성분은 원하는 물리적 상태를 달성하기 위하여 상술한 바와 같은 더 높은 Mn값을 필요로 할 수 있는 것으로 인식될 것이다.
또한, 상기 화합물은 상기 유기폴리실록산의 적어도 하나가 Si-H 그룹으로 작용화되는 한 유기폴리실록산의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물은 다음 화학식을 갖는 유기폴리실록산을 포함할 수 있다.
Figure pct00019
상기 식 중, R9은 무기 그룹, 유기 그룹 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, w' 및 x'는 독립적으로 0 이상이며, 또한 w' + x' = 1이다.
실제, 이러한 유기폴리실록산은 선형 유기폴리실록산이다. 이러한 화학식에서 w'는 전형적으로 약 0.003 내지 약 0.5, 더욱 전형적으로 약 0.003 내지 약 0.05이며 또한 x'는 전형적으로 약 0.5 내지 약 0.999, 더욱 전형적으로 약 0.95 내지 약 0.999이다.
상기 유기폴리실록산은 가교결합을 또한 포함할 수 있으며, 이 경우에 상기 유기폴리실록산의 가교결합은 상기 유기폴리실록산 내에서 개개의 중합체를 가교결합 하기 위하여 공지의 가교결합 메커니즘을 통하여 작용할 수 있는 가교결합 가능한 그룹을 갖는다. 상기 유기폴리실록산이 가교결합을 포함하는 경우, 이러한 가교결합은 섬유(14)의 형성 전에, 형성 도중에 또는 형성 후에 형성될 수 있다. 따라서 섬유 14 중의 유기폴리실록산에서 가교결합의 존재는 섬유(14)가 가교결합제를 포함하는 조성물로부터 형성되어야 한다는 것을 반드시 의미하지 않는다. 가교결합제는 유기폴리실록산을 형성하는 특정의 반응물 또는 반응물의 결합물을 포함할 수 있으며 또한 제한되지는 않지만 하이드로실란, 비닐실란, 알콕시실란, 할로실란, 실란올, 및 이의 조합을 포함할 수 있다.
또한 상기 화합물 및/또는 섬유(14)는 조성물로부터 형성할 수 있는 것으로 생각된다. 상기 조성물은 예를 들면, 상기 화합물을 포함하는 용액, 및 이하에 상세히 기술되는 담체 용매일 수 있다. 따라서 이러한 조성물은 단량체, 이량체, 올리고머, 중합체, 예비 중합체, 공중합체, 블록 중합체, 스타 중합체, 그래프트 중합체, 랜덤 공중합체, 제 1 및 제 2 유기 단량체, 상기 유기 단량체 및 상기 실리콘 단량체, 상기 적어도 두 개의 실리콘 단량체, 및 이의 조합을 포함하며, 이들은 상기 화합물을 형성하기 위해 사용되며 또한 상기 화합물이 일반식 R-Si-H를 갖는 한 화합물이다. 여러 실시예에서, 상기 조성물은 상술한 유기폴리실록산, 상술한 가교결합제, 및/또는 유기폴리실록산과 가교결합제의 조합을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 조성물은 유기 중합체, 무기 중합체 및 이의 전구체를 함유하지 않는다. 이 실시예에서 용어 "유기 중합체"는 탄소-탄소 결합만으로 이루어진 골격을 갖는 중합체를 포함한다. 중합체의 "골격"은 체인에 포함되어 있는 개개 원자들과 중합의 결과로 생성된 체인을 언급한다. 그러나 유기 중합체는 아직 분지형일 수 있다. 일 실시예에서 유기 호모중합체는 물론 모든 유기 공중합체는 구체적으로 제외된다. 추가로, 중합체의 골격에 유기폴리실록산-유기 공중합체, 즉, 탄소 원자와 실리콘 원자를 갖는 공중합체도 또한 제외될 수 있다.
본 조성물은 또한 상기에 앞서 소개된 담체 용매를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 유기폴리실록산 및/또는 가교결합제 및 임의의 첨가제 및/또는 다른 중합체는 섬유(14)의 형성 후에 섬유(14)에 잔류하는 상기 조성물의 고체 부분을 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 상기 조성물은 담체 용매 중에, 유기폴리실록산 및/또는 가교결합제는 물론 특정한 임의의 첨가제 및/또는 다른 중합체를 특징으로 할 수 있다. 담체 용매의 작용은 단순히 고체 부분을 운반하는 것이다.섬유(14)의 형성 도중에, 담체 용매(들)은 전형적으로 상기 조성물로부터 증발 제거되어 상기 조성물의 고체 부분을 이탈한다. 본 발명의 목적을 위하여 적절한 담체 용매는 고체 부분으로 균일한 용액 혼합물을 형성하게 하는 특정한 용매를 포함한다. 전형적으로, 담체 용매는 고체 부분을 가용화 할 수 있으며 또한 약 25℃의 온도에서 약 1 내지 약 760 torr 범위의 순수 증기압을 갖는다. 전형적인 담체 용매는 또한 (섬유 14가 형성되는 온도에서) 약 2 내지 약 100의 유전 상수를 갖는다. 본 발명의 목적을 위해 적합한 통상의 담체 용매 및 이들의 물리적 특성은 표 1에 나타낸다. 이들은 제한되지는 않지만 에탄올, 이소프로판올, 톨루엔, 클로로포름, 테트라하이드로푸란, 메탄올, 디메틸포름알데히드, 물, 저분자량 실리콘, 예를 들어, 옥타메틸사이클로테트라실록산(D4), 데카메틸사이클로펜타실록산(D5), 옥타메틸트리실록산(MDM), 데카메틸테트라실록산(MD2M), 도데카메틸펜타실록산(MD3M), 관련 물질, 및 이의 조합을 포함한다. 추가로, 적절한 담체 용매는 저분자량 실리콘 물질, 예를 들어, 25℃에서 10 센티스토크 미만의 점도를 갖는 사이클로실록산 및 선형 실록산, 예를 들어, 폴리디메틸실록산 (PDMS)를 포함한다. 담체 용매의 혼합물은 고체 부분의 용해도, 증기압 및 유전 상수의 가장 유리한 조합을 생산하기 위해 사용될 수 있다.
담체 용매 분자식 유전 상수 25℃에서 증기압 (torr)
톨루엔 C7H8 2.5 22 (20℃)
클로로포름 CHCl3 4.8 ∼250
테트라하이드로푸란(THF) C4H4O 7.5 ∼200
메탄올 CH3OH 32.6 94 (20℃)
디메틸포름아미드(DMF) C3H7NO 36.7 ∼10
물 H2O 80.2 ∼24
상기 조성물은 25℃의 온도에서 적어도 20 센티스토크의 점도를 가질 수 있다. 여러 실시예에서, 상기 조성물은 25℃의 항온 및 5rpm의 회전속도에서 작동하는 SC4-31 스핀들 및 열전지가 장착된 부르크필드 회전판 점도계를 사용하여 25℃의 온도에서 적어도 20 센티스토크, 더욱 전형적으로 약 30 내지 약 100 센티스토크, 가장 전형적으로 약 40 내지 약 75 센티스토크의 점도를 갖는다. 상기 조성물은 0.1 내지 10, 0.5 내지 10, 1 내지 10, 5 내지 8 또는 약 6 PaS의 제로 전단속도를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 유기 단량체, 상기 유기 단량체 및 상기 실리콘 단량체, 또는 상기 적어도 2개의 실리콘 단량체는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 95 중량%의 량으로 조성물 내에 존재할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 조성물의 총량을 기준으로 약 5 내지 약 95 중량%, 더욱 전형적으로 약 30 내지 약 95 중량%, 가장 전형적으로 약 50 내지 약 70 중량%의 고체 함량을 갖는다.
상기 조성물은 0.01 ~ 25mS/m의 전도성을 가질 수 있다. 여러 실시예에서, 상기 조성물의 전도성은 0.1 ~ 10 mS/m, 0.1 ~ 5 mS/m, 0.1 ~ 1 mS/m. 0.1 ~ 0.5 mS/m 범위이거나 또는 약 0.3 mS/m이다. 상기 조성물은 또한 10 ~ 100 mN/m의 표면장력을 가질 수 있다. 서로 다른 실시예에서, 표면장력은 20 ~ 80, 또는 20 ~ 50 mN/m이다. 일 실시예에서, 조성물의 표면 장력은 약 30 mN/m이다. 조성물의 유전 상수는 또한 1 ~ 100일 수 있다. 여러 실시예에서, 유전 상수는 5 ~ 50, 10 ~ 70 또는 1 ~ 20이다. 일 실시예에서 상기 조성물의 유전 상수는 약 10이다.
섬유(14)에 대해 언급하면, 섬유(14)는 도 1~6에 도시한 바와 같이 그 위에 배치된 금속 (18)을 갖는다. 용어 "금속"은 원소 금속, 금속 합금, 금속 이온, 금속 원자, 금속염, 금속 원자의 물리적으로 결합된 집합물 및 금속 원자의 화학적으로 결합된 집합물을 포함하는 금속입자, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 금속 (18)은 당해 분야에 공지된 어떤 것일 수 있으며 또한 그의 이온과 Si-H를 반응시켜 섬유(14) 상에 배치할 수 있다. 하나의 태양에서, 금속(18)은 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금 및 이의 조합의 군으로부터 선택된다. 또 다른 실시예에서 금속 (18)은 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 그의 염 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택된다. 추가 실시예에서, 금속(18)은 희금속이다. 희금속이 전형적으로 거의 미반응성인 것으로 생각되지만, 본 발명의 목적을 위하여 상기 희금속은 상기 화합물의 Si-H와 반응할 수 있다. 상기 금속 (18)은 또한 희금속의 염으로 추가 한정되거나 또는 상술한 금속의 어떤 것일 수 있다.
상기 금속 (18)은 당해 분야에 공지된 방법으로 섬유(14) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 금속 (18)은 전형적으로 섬유(14) 상에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 금속 (18)은 금속(18)이 도 11에 도시된 바와 같이 섬유(14) 상에 배치되도록 섬유(14)에 결합된다. 추가 실시예에서, 금속 (18)은 입자 형태로 응집된다. 상기 입자는 나노 입자, 나노분말, 나노클러스터, 및/또는 나노결정일 수 있다. 전형적으로, 상기 입자는 1 내지 500 나노미터, 더욱 전형적으로 2 내지 100 나노미터 및 가장 전형적으로 5 내지 10 나노미터의 크기를 갖는다. 당해 분야에 공지된 바와 같이 나노 입자, 나노분말, 나노클러스터, 및/또는 나노결정은 100nm 미만의 적어도 하나의 치수를 갖는 현미경(금속)입자를 포함한다. 특별한 이론에 의해 구속할 의도는 없지만, 이들 유형의 입자 (예, 나노 입자)는 증가된 활성 영역 및 높은 활성 때문에 촉매작용, 라이트 캡쳐(light capture), 및 흡수를 수반하는 적용에 중요한 높은 표면적을 가질 수 있다. 또한 입자 크기로부터 기인하는 양자 한정효과는 입자들을 독특한 전기적, 광학적, 및/또는 자기적 현상을 나타나게 할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 금속 (18)은 섬유(14) 상에 배치된 필름을 형성한다. 필름은 금속 원자의 단층 필름일 수 있다. 금속 (18)은 섬유(14)와 접촉할 수 있으며 또한 섬유(14)에 결합하지 않을 수 있다. 이와 달리, 금속 (18)은 섬유 (18)에 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 여러 금속 원자는 섬유와 접촉하며 또한 섬유에 결합되지 않으며, 반면 다른 원자들은 섬유에 동시에 결합된다. 전형적으로, 금속 (18)은 상기 화합물의 Si-H와 환원 반응을 통하여 섬유(14)에 결합된다. 특별한 이론에 의해 구속할 의도는 없지만, 상기 화합물의 Si-H는 환원제로서 작용하며 또한 첫 번째 양이온 상태에서 더 낮은 양이온 상태 또는 원자 상태 (예, Mo)로 금속을 환원시킨다.
용어 "금속" 또는 ("상기 금속")은 하나의 금속 또는 하나 이상의 금속을 포함하는 것으로 이해된다. 다시 말하면, 섬유(14)는 그 위에 배치된 단일 금속 또는 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 물론 "단일 금속"은 단일 형태의 금속을 언급하며 또한 단일 금속 원자로 제한되지 않는 것으로 이해된다. 일 실시예에서, 섬유(14)는 그 위에 배치된 제 1 및 제 2 금속을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 금속 및 특정의 추가적인 금속은 서로 동일 또는 상이할 수 있으며 또한 상술한 금속의 어느 것일 수 있다. 제 2 금속은 제 1 금속이 아니더라도 섬유(14)에 결합된다. 이와 달리, 제 2 금속은 섬유(14)와 접촉하며 또한 섬유에 결합되지 않으며, 반면 제 1 금속은 섬유(14)에 결합된다. 또는 제 1 및 제 2 금속은 섬유(14)에 동시에 결합할 수 있거나 또는 섬유(14)에 결합되지 않고 섬유(14)와 동시에 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 물품(12)은 상기 화합물과 상기 금속(18)의 반응 생성물을 포함하는 섬유(14)이다. 또 다른 실시예에서, 물품(12)은 전기방사 된 다음 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택된 금속(18)과 상기 화합물의 반응 생성물로부터 형성된 부직물 섬유(14)를 포함하는 매트로서 추가 한정된다. 상술한 바와 같이, 상기 화합물이 금속(18)과 반응하는 경우, 금속의 이온들은 전형적으로 상기 화합물의 Si-H와 환원 반응을 통하여 반응한다. 이것은 상술한 바와 같이 제 1 양이온 상태를 더 낮은 양이온 상태로 또는 원소 상태로 금속을 환원시키는 것으로 여겨진다. 이들 실시예의 모두에서, 상기 화합물 및 상기 금속(18)은 상술한 바와 동일하다. 금속(18)이 섬유(14) 상에 배치되는 경우, 상기 섬유는 원소 상태에서 금속(18)의 존재를 나타내는 색상을 변화할 수 있다.
섬유(14), 화합물 및/또는 조성물은 또한 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 제한되지는 않지만 전도성 향상 첨가제, 계면활성제, 염, 염료, 착색제, 라벨링 제 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 전도성 향상 첨가제는 우수한 섬유 형성에 기여할 수 있으며 또한 특히 섬유(14)가 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 전기방사를 통하여 형성되는 경우 섬유(14)의 직경을 최소화 할 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 향상 첨가제는 이온 화합물을 포함한다. 일 실시예에서 전도성 향상 첨가제는 일반적으로 아민, 유기염, 및 무기염, 및 그의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 전형적인 전도성 향상 첨가제는 아민, 4차 암모늄염, 4차 포스포늄 염, 삼성분 설포늄염, 및 무기염과 유기 리간드의 혼합물을 포함한다. 더욱 전형적인 전도성 향상 첨가제는 4차 암모늄 기본 유기염을 포함하며, 이의 예는 제한되지는 않지만 염화 테트라부틸암모늄, 브롬화 테트라부틸암모늄, 요오드화 테트라부틸암모늄, 염화 페닐트리메틸암모늄, 염화 페닐트리에틸암모늄, 브롬화 페닐트리메틸암모늄, 요오드화 페닐트리메틸암모늄, 염화 도데실트리메틸암모늄, 브롬화 도데실트리메틸암모늄, 요오드화 도데실트리메틸암모늄, 염화 테트라데실트리메틸암모늄, 브롬화 테트라데실트리메틸암모늄, 요오드화 테트라데실트리메틸암모늄, 염화 헥사데실트리메틸암모늄, 브롬화 헥사데실트리메틸암모늄, 및 요오드화 헥사데실트리메틸암모늄을 포함한다. 첨가제는, 섬유(14)에 존재하는 경우, 물품(12)에서 섬유(14)의 총 중량을 기준으로 약 0.0001 내지 약 25 중량%, 전형적으로 약 0.001 내지 약 10 중량%, 더욱 전형적으로 약 0.01 내지 약 1중량%의 량으로 존재할 수 있다.
물품(12)에 추가하여, 본 발명은 또한 물품(12)을 제조하는 방법을 제공한다. 물품(12)은 제한되지는 않지만 전기방사, 전기 블로잉(electroblowing) 및 이의 조합을 포함하는 당해 분야에 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 방법은 상기 화합물 (예를 들면, 전체 조성물 중에 용매와 함께 포함될 수 있음)을 전기방사하여 섬유(14)를 형성하는 단계를 포함한다. 전기방사 단계는 당해 분야에 공지된 방법으로 수행할 수 있다. 전기방사 단계는 도 10에 도시된 것과 같은 전기방사 장치(20)를 사용할 수 있다. 물론, 본 방법은 이러한 장치의 사용으로 제한되지 않는다.
당해 분야에 공지된 바와 같이, 전기방사하는 단계는 전형적으로 전하를 사용하여 섬유 14를 형성하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 섬유(14)를 형성하기 위해 사용되는 조성물은 실린지(22)에 놓이며, 상기 조성물은 실린지 펌프로 실린지(22)의 선단(24)으로 구동된다. 다음에, 액적은 실린지(22)의 선단(24)에서 형성된다. 실린지 펌프는 섬유(14)를 형성하기 위해 사용되는 조성물의 유동 속도를 조절할 수 있게 한다. 실린지(22)의 선단(24)을 통하여 섬유(14)를 형성하기 위해 사용되는 조성물의 유동 속도는 섬유(14)의 형성에 영향을 미칠 수 있다. 실린지(22)의 선단(24)을 통한 상기 조성물의 유동 속도는 전형적으로 0.005 ml/min 내지 약 10 ml/min, 더욱 전형적으로 약 0.005 ml/min 내지 약 0.1 ml/min, 더욱 전형적으로 약 0.01 ml/min 내지 약 0.1 ml/min, 및 가장 전형적으로 약 0.02 ml/min 내지 약 0.1 ml/min일 수 있다. 일 실시예에서, 실린지(22)의 선단(24)을 통한 조성물의 유동 속도는 약 0.05ml/min일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 실린지(22)의 선단(24)을 통한 조성물의 유동 속도는 약 1 ml/min이다.
액적은, 형성 후, 전형적으로 고전압 전계에 노출시킨다. 고전압 전계의 부재하에, 액적은 통상 액적 내의 표면장력의 결과인 유사 구상 형태로 실린지(22)의 선단(24)을 나온다. 전계의 적용은 전형적으로 원추 내로 구형상의 왜곡을 생기게 한다. 액적 형상에서 이러한 왜곡에 대해 일반적으로 허용되는 설명은 액적 내의 표면장력이 전력에 의해 중화된다는 것이다. 본 조성물의 좁은 직경 제트 (28)은 도 10에 도시된 바와 같이 원추의 선단으로부터 나온다. 특정한 공정 조건하에, 본 조성물의 제트 (28)은 도 10에서 (30)으로 도시하는 바와 같이 분출 불안정성(whipping instability)의 현상을 수행한다. 이러한 분출 불안정성(30)은 제트(28)의 반복되는 분기점을 생기게 하며, 그리하여 섬유(14)의 네트워크를 생성한다. 섬유(14)는 전형적으로 콜렉터 플레이트(36) 상에서 수집된다. 본 조성물이 담체 용매를 포함하는 경우, 담체 용매는 전형적으로 전기 방사 공정 중에 증발하며, 조성물의 고체부분 뒤로 이탈하여 섬유(14)를 형성한다.
콜렉터 플레이트(36)는 전형적으로, 제한되지는 않지만, 알루미늄, 스틸, 닉켈 합금, 실리콘 워터, 나일론ⓡ 직물, 및 셀룰로오스 (예, 페이퍼) 등의 고체 전도성 물질로부터 형성된다. 콜렉터 플레이트(36)는 섬유(14)의 전기 방사 도중 섬유(14)를 통하여 전자 흐름에 대한 지열원(ground source)으로서 작용한다. 시간이 경과함에 따라 콜렉터 플레이트(36) 상에 형성된 섬유(14)의 수가 증가하며, 또한 부직물 섬유 매트는, 예를 들면, 콜렉터 플레이트(36) 상에서 형성된다. 이와 달리, 고체 콜렉터 플레이트를 사용하는 대신, 섬유(14)는 조성물 또는 화합물의 비-용매인 액체의 표면에 수집되어, 독립된 물품, 예를 들어, 독립된 부직물 매트를 달성할 수 있다. 섬유(14)를 수집하기 위해 사용될 수 있는 액체의 한 가지 예는 물이다.
여러 실시예에서, 전기방사 단계는 약 10 내지 약 100 킬로볼트(KV)의 발전능력을 갖는, 도 10에 도시된, 전원(26) 예를 들어, DC 발전기로부터 전기를 공급함을 포함한다. 특히, 실린지(22)는 발전기(26)에 전기적으로 연결된다. 고전압 전장으로 액적을 노출하는 단계는 전형적으로 전압 및 전류를 실린지(22)에 인가함을 포함한다. 인가된 전압은 약 5KV 내지 약 100KV, 전형적으로 약 10KV 내지 약 40KV, 더욱 전형적으로 약 15KV 내지 약 35KV, 가장 전형적으로 약 20KV 내지 약 30KV일 수 있다. 일 실시예에서, 인가된 전압은 약 30KV일 수 있다. 인가된 전류는 약 0.01nA 내지 약 100,000nA, 전형적으로 약 10nA 내지 약 1000nA, 더욱 전형적으로 약 5nA 내지 약 500nA, 가장 바람직하게 약 75nA 내지 약 100nA일 수 있다. 일 실시예에서, 전류는 약 85nA이다.
상술한 바와 같이 전기를 공급하는 단계 도중에, 콜렉터 플레이트(36)는 제 1 전극으로 작용할 수 있으며 또한 도 10에 도시된 바와 같이 제 2 전극으로 작용하는 상부 플레이트 (40)과 결합되게 사용될 수 있다. 상부 플레이트 (40) 및 콜렉터 플레이트(36)는 전형적으로 서로 약 0.001㎝ 내지 약 100㎝, 전형적으로 약 20㎝ 내지 약 75㎝, 더욱 전형적으로 약 30㎝ 내지 약 60㎝, 및 가장 전형적으로 약 40㎝ 내지 약 50㎝의 거리로 떨어져 있다. 일 실시예에서, 상부 플레이트 (40) 및 콜렉터 플레이트(36)는 50㎝의 거리로 떨어져 있다.
전형적으로, 전기방사하는 경우, 상기 화합물은 주위온도 60℃이내에서 고체 또는 반고체이다. 더욱 전형적으로, 전기방사하는 경우, 상기 화합물은 가공처리 온도 60℃이내에서 고체 또는 반고체이다. 일 실시예에서, 전기방사 단계는 상기 화합물을 용액에 전기방사하며, 예를 들어, 상기 앞서 소개된 바와 같이 상기 조성물을 전기방사하는 것으로 추가 한정된다.
전기 블로잉 단계에 추가하여 또는 이의 대체안으로서, 상기 방법은 상기 앞서 소개한 바와 같이 화합물을 전기 블로잉 하는 단계를 포함할 수 있다. 전기 블로잉 단계는 전형적으로 실린지의 선단에서 조성물 예를 들면, 본 발명의 조성물의 액적을 형성한 다음 상기 액적을 고전압 전장으로 노출시킴을 포함한다. 그 외에, 블로잉 또는 전진 기체의 흐름은 전형적으로 액적에 적용되어 콜렉터 플레이트 상에 섬유를 형성한다. 적절한 전기 블로잉 방법 및 장치의 비제한적인 예는 WO 2006/017360에 기술되어 있다. 구체적으로 이들 방법 및 장치에 관한 WO 2006/017360의 단원은 여기서, 특별히 참고로 인용한다.
전기방사 및/또는 전기 블로잉의 단계 이외에, 상기 방법은 또한 금속(18)을 섬유(14) 상에 배치하여 물품(12)을 형성하는 단계를 포함한다. 배치하는 단계는 당해 분야에 공지된 방법에 의해 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 배치하는 단계는 금속(18)과 섬유(14)를 접촉시킴을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 배치하는 단계는 금속(18)을 상기 화합물의 Si-H와 반응시킴을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 배치하는 단계는 환원 반응을 거쳐 상기 화합물의 Si-H를 금속(18)과 반응시키는 것으로 추가 한정된다. 배치하는 단계는 섬유(14) 상에 단일 금속 또는 복합 금속을 배치하는 것으로 추가 한정된다. 일 실시예에서, 배치하는 단계는 이하에 상세하게 설명되는 금속(18)을 포함하는 용액에 섬유(14)를 침지시키는 것으로 추가 한정된다.
이와 달리, 상기 방법은 또한 금속(18)을 포함하는 용액에 상기 화합물을 침지시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 배치하는 단계는 상기 용액에 섬유(14)를 침지하는 것으로 추가 한정되며 또한 상기 방법은 또한 상기 용액에 상기 화합물을 침지하는 단계를 포함한다. 택일적인 실시예에서, 상기 용액은 수용액이다. 또 일 실시예에서, 금속(18)은 제한되지는 않지만 할라이드 염 예를 들어, 일반 화학식 [X+][Y+][Z+] 또는 [Y+][Z+] (여기서, X는 금속, 수소 원자 또는 음이온 생성 종일 수 있으며, Y는 본 발명의 금속(18)이며, 또한 Z는 음이온 생성 종이다)의 염화물 및 염을 포함할 수 있는 금속 염 또는 염으로서 상기 용액에 첨가한다. 이들 염의 각각에서 X와 Y와 Z의 전하는 제로로 밸런스 되어야 한다. 이러한 염의 구체적인 예는, AuCl3, PtCl2, PdCl2, RhCl3, IrCl3 ·xH2O, NaAuCl4, HAuCl4, KPtCl6, AgNO3, Agt(OCOR) (여기서, R은 알킬 또는 아릴 그룹임), CuX 또는 CuX2 (여기서, X는 할로겐임), Cu(OOCR)2 (여기서, R은 알킬 또는 아릴 그룹임), 및 이의 조합을 포함한다.
상기 방법은, 또한 섬유(14)를 어닐링하는 단계를 포함할 수 있다. 이 단계는 당해 분야에 공지된 방법에 의해 완성할 수 있다. 한 가지 실시예에서, 어닐링 단계는 섬유(14)의 소수성을 증가시키기 위해 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 어닐링 단계는 섬유(14)의 마이크로상의 규칙성을 증가시킬 수 있다. 어닐링 단계는 물품(12)을 가열함을 포함할 수 있다. 전형적으로, 어닐링 단계를 수행하기 위하여, 물품(12)은 약 20℃의 주위 온도 이상의 온도로 가열된다. 더욱 전형적으로, 물품(12)은 약 40℃ 내지 약 400℃, 가장 전형적으로 약 40℃ 내지 약 200℃의 온도로 가열한다. 물품(12)의 가열은 물품(12) 내에서 섬유 접속지점의 증가된 융합, 섬유(14) 내에서 화학적 또는 물리적 결합의 생성 (일반적으로 "가교 결합"으로 불리움), 섬유 중 하나 이상의 성분의 휘발화, 및/또는 섬유(14)의 표면 형태학의 변화를 생기게 할 수 있다.
예
두 개 열의 섬유 및 상응하는 부직물 매트(즉, 본 발명의 물품)는 본 방법에 따라 형성한다. 제 1 계열의 부직물 매트는 제 1 및 제 2 실리콘 단량체의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유를 포함한다. 제 2 계열의 부직물 매트는 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물을 포함하는 화합물로부터 형성된 섬유를 포함한다. 각각의 섬유는, 형성 후, 금속을 포함하는 용액에 노출시켜 섬유 상에 금속을 배치하고 본 발명의 물품을 형성한다.
제 1 및 제 2 실리콘 단량체의 중합 생성물로부터 형성된 섬유
일반식 [R3SiO1 /2][SiO4 /2] (여기서, R은 메틸 그룹임)으로 표시되는 유기폴리실록산 4.8g 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘 1.2g을 이소프로필 알코올과 디메틸포름아미드의 1:1 혼합물 4g과 결합하고 혼합하여 용액을 형성한다. 혼합 후, 용액은 투명한 무색 및 균질하다. 이어서 용액은 실린지에 넣고 실린지 펌프에 부착되어 있는 실린지의 스테인레스 강 선단 (내경 0.040 in)에 공급한다. 실린지 펌프는 실린지의 선단에서 액적을 형성한다. 선단의 말단에서 액적에 전장을 인가하고 액적을 얇은 섬유 형태로 신장시키고 알루미늄 호일의 접지 피스 상에 사출 (전기방사) 한다. 전기방사 단계는 20㎝의 플레이트 갭, 3㎝의 선단 돌출, 35 kV의 전압, 및 10mL/hr의 유동 속도에서 수행한다. 형성된 백색 섬유는 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이 약간의 우묵한 자국을 갖는 부드러운 표면 및 20 마이크론의 평균직경을 갖는다. 이어서 섬유는 알루미늄 호일을 문질러 제거하고 다음 반응을 위해 사용한다.
실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물로부터 형성된 섬유
약 168℃의 Tg를 갖는 실리콘폴리에테르이미드 12g 및 중합도 50을 갖는 메틸하이드로겐 실리콘 3g을 디클로로메탄과 디메틸포름아미드의 2:1 혼합물 48g과 결합하고 혼합하여 용액을 형성한다. 혼합 후, 용액은 황색이고 불투명하다. 이어서 용액은 실린지에 넣고 실린지 펌프에 부착되어 있는 실린지의 스테인레스 강 선단 (내경 0.040 in)에 공급한다. 실린지 펌프는 실린지의 선단에서 액적을 형성한다. 선단의 말단에서 액적에 전장을 인가하고 액적을 얇은 섬유 형태로 신장시키고 알루미늄 호일의 접지 피스 상에 사출 (전기방사) 한다. 전기방사 단계는 30㎝의 플레이트 갭, 3㎝의 선단 돌출, 30 kV의 전압, 및 1mL/min의 유동 속도에서 수행한다. 형성된 백색 섬유는 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이 울퉁불퉁한 표면 질감 및 10 마이크론의 평균 직경을 갖는다. 이어서 섬유는 알루미늄 호일을 문질러 제거하고 다음 반응을 위해 사용한다.
이어서 제 1 및 제 2 실리콘 단량체의 중합 생성물로부터 형성된 섬유는 금속으로 작용화 한다. 즉, 금속은 다음 방법에 따라 섬유 상에 배치된다.
섬유 상에 배치된 금
AuCl3 0.01g을 H2O/에탄올의 1:1 용액 10g에 첨가한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 5분 후, 라이트 마젠타 색상이 섬유의 표면 상에서 가시 가능하다. 30분 후, 이 색상은 깊은 마젠타로 변한다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하며, 이는 Au+3이 Si-H로 환원하여 Auo 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
섬유 상에 배치된 은
AgNO3 0.01g을 H2O/에탄올의 1:1 용액 10g에 첨가한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 1시간 후, 노란 색상이 섬유의 표면 에서 가시 가능하다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 질소(N)만 검출하며, 이는 Au+1이 Si-H로 환원하여 Ago 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
섬유 상에 배치된 백금
PtCl2 0.01g을 H2O 중의 9% 폴리에틸렌 글리콜, 15% 폴리(에틸렌옥사이드)모노알릴 에테르, 및 76% 1,1,1,3,5,5,5- 헵타메틸-3-(프로필(폴리(EO)하이드록시)트리실록산의 0.1 중량% 용액 10g에 첨가하여, 노란 회색 용액을 생성한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 24 시간 후, 가벼운 회색 색상이 섬유의 표면에서 가시 가능하다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계(ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하며, 이는 Pt+2가 Si-H로 환원하여 Pto 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
섬유 상에 배치된 팔라듐
PdCl2 0.01g을 9% 폴리에틸렌 글리콜, 15% 폴리(에틸렌옥사이드)모노알릴 에테르, 및 76% 1,1,1,3,5,5,5- 헵타메틸-3-(프로필(폴리(EO)하이드록시)트리실록산의 0.1 중량% 용액 10g에 첨가하여, 가벼운 회색 용액을 생성한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 48시간 후, 흑색 색상이 섬유의 표면에서 가시 가능하다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하고, 이는 Pd+2가 Si-H로 환원하여 Pdo 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
섬유 상에 배치된 로듐
RhCl3 0.01g을 에탄올 대략 5g과 함께 H2O 중에 9% 폴리에틸렌 글리콜, 15% 폴리(에틸렌옥사이드)모노알릴 에테르, 및 76% 1,1,1,3,5,5,5- 헵타메틸-3-(프로필(폴리(EO)하이드록시)트리실록산의 0.1 중량% 용액 10g에 첨가하여, 녹미 회색 용액을 생성한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 24시간 후, 오렌지 색상이 섬유의 표면에서 가시 가능하다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하며, 이는 Rh+3이 Si-H로 환원하여 Rho 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
섬유 상에 배치된 이리듐
IrCl3·xH2O 0.01g을 H2O 중에 9% 폴리에틸렌 글리콜, 15% 폴리(에틸렌옥사이드)모노알릴 에테르, 및 76% 1,1,1,3,5,5,5- 헵타메틸-3-(프로필(폴리(EO)하이드록시)트리실록산의 0.1 중량% 용액 10g에 첨가하여, 갈미 황색 용액을 생성한다. 이어서 소량의 섬유를 패트리 접시에 과량의 용액으로 넣는다. 24시간 후, 가벼운 황색 색상이 섬유의 표면에서 가시 가능하다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 500nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하며, 이는 Ir+3이 Si-H로 환원하여 Iro 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
이어서, 제 1 및 제 2 실리콘 단량체의 중합 생성물로부터 형성된 섬유는 금속으로 작용화한다. 즉, 금속은 다음 방법에 따라 섬유 상에 배치된다.
섬유 상에 배치된 백금
PtCl2 0.1g을 비이커 속에 H2O 500g에 희석된 9% 폴리에틸렌 글리콜, 15% 폴리(에틸렌옥사이드)모노알릴 에테르, 및 76% 1,1,1,3,5,5,5- 헵타메틸-3-(프로필(폴리(EO)하이드록시)트리실록산의 0.1 중량% 용액 0,5g에 첨가하여, 가벼운 회색 용액을 생성한다. 이어서 섬유 4g을 용액에 넣고 자기 교반 플레이트과 혼합한다. 24시간 후, 회색 색상이 섬유의 표면에서 가시 가능하다. 4일 후, 섬유는 깊은 회색 색상이며 또한 용액은 무색이다. 섬유의 주사전자 현미경 이미지는 도 섬유의 표면상에 구별된 둥근 더미의 존재를 나타낸다. 이들 더미는 직경 5 ~ 150nm 크기 범위이며 또한 섬유의 전체 표면에 걸쳐 확산한다. 화학분석용 기본 분광계 (ESCA)는 섬유의 표면 상에 미량의 염소(Cl)만 검출하며, 이는 Pt+2이 Si-H로 환원하여 Pdo 나노 입자를 형성함을 나타낸다. 그 위에 배치된 금속을 포함하는 섬유는 본 발명의 물품을 형성한다.
상술한 예는 섬유들이 전기방사를 통해 효율적으로 형성되며 또한 금속이 최소의 단계로 본 발명의 방법을 사용하여 섬유 상에 배치된다는 것을 입증한다. 그 외에 전기 방사 단계는 섬유 상에 배치된 금속의 나노구조를 포함하는 계통 구조를 형성하게 한다.
본 발명은 예시적인 방법으로 설명하였으며, 또한 사용된 용어는 단어 성격상 제한 보다는 설명할 목적으로 의도된 것으로 이해되어야 할 것이다. 명확하게, 본 발명의 많은 개질 및 변형은 상기 교시로 보아 가능하다. 따라서 특허청구범위 내에서 본 발명은 구체적으로 언급된 것 이상으로 별도로 실시할 수 있다.

Claims (30)

  1. 일반 화학식 R-Si-H (식 중, R은 유기 또는 무기 그룹임)을 갖는 화합물로 형성되고 금속이 배치되어 있는 섬유를 포함하는 물품.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속은, 상기 화합물의 상기 Si-H와 환원 반응을 통해 상기 섬유에 배치되어 있는, 물품.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금속은 희금속(noble metal)으로 추가 한정되는, 물품.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 금속은, 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 화합물은 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체로 추가 한정되는, 물품.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 단량체는 실란, 실록산 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품.
  7. 제 2항에 있어서, R은 적어도 하나의 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물로 추가 한정되는, 물품.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 실리콘 단량체는 유기실란, 유기실록산 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품.
  9. 제 2항에 있어서, R은 RxSiOy /2(식 중, R은 유기 그룹, x는 0.1 내지 2.2의 수이고, y는 1.8 내지 3.9의 수)의 평균 단위 식을 갖는 실록산 단위를 포함하는 유기폴리실록산을 포함하는, 물품.
  10. 제 2항에 있어서, R은 적어도 두 개의 실리콘 단량체의 중합 생성물로 추가 한정되는, 물품.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 실리콘 단량체는 유기실란, 유기실록산 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 부직물(non-woven)인, 물품.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유는 전기방사(electrospun)된, 물품.
  14. 섬유를 포함하는 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    A. 섬유를 형성하기 위해 화합물을 전기방사하는 단계로서, 상기 화합물은 일반 화학식 R-Si-H (식 중, R은 유기 또는 무기 그룹)을 갖는, 단계와,
    B, 물품을 형성하기 위해 상기 섬유 위에 금속을 배치하는 단계를
    포함하는, 물품 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 배치 단계는, 환원 반응을 통해 상기 금속과 상기 화합물의 Si-H를 반응시키는 것으로 추가 한정되는, 물품 제조 방법.
  16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 금속을 포함하는 용액에 상기 화합물을 침지하는 단계를 더 포함하는, 물품 제조 방법.
  17. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속은 희금속으로 추가 한정되는, 물품 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 금속은, 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 화합물은 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체로 추가 한정되는, 물품 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 단량체는 실란, 실록산 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 물품 제조 방법.
  21. 제 15항에 있어서, R은 적어도 하나의 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물로 추가 한정되는, 물품 제조 방법.
  22. 제 15항에 있어서, R은 RxSiOy /2(식 중, R은 유기 그룹, x는 0.1 내지 2.2의 수이고, y는 1.8 내지 3.9의 수)의 평균 단위식을 갖는 실록산 단위를 포함하는 유기폴리실록산을 포함하는, 물품 제조 방법.
  23. 제 15항에 있어서, R은 적어도 두 개의 실리콘 단량체의 중합 생성물로 추가 한정되는, 물품 제조 방법.
  24. 부직물 섬유를 포함하는 매트로서,
    상기 부직 섬유는 전기 방사되고,
    (i) 일반 화학식 R-Si-H (식 중, R은 유기 또는 무기 그룹)을 갖는 화합물과,
    (ii) 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택된 금속의
    반응 생성물로부터 형성되는, 매트.
  25. 섬유의 물품으로서,
    A. 일반 화학식 R-Si-H (식 중, R은 유기 또는 무기 그룹임)을 갖는 화합물과,
    B, 배치되어 있는 금속의
    반응 생성물을 포함하는, 섬유의 물품.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 금속은, 구리, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 섬유의 물품.
  27. 제 25항 또는 제 26항에 있어서, 상기 화합물은 일반 화학식 R-Si-H를 갖는 단량체로 추가 한정되는, 섬유의 물품.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 단량체는 실란, 실록산 및 이의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 섬유의 물품.
  29. 제 25항에 있어서, R은 적어도 하나의 실리콘 단량체와 유기 단량체의 중합 생성물로 추가 한정되는, 섬유의 물품.
  30. 제 25항에 있어서, R은 적어도 두 개의 실리콘 단량체의 중합 생성물로서 추가 한정되는, 섬유의 물품.
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