TR2022011654A2 - Karbon bazli bi̇r i̇letken mürekkep formülasyonu ve söz konusu mürekkebi̇ üretme yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, her türlü otomobil ve aksamlarında, her türlü uzay sistemlerinde, her türlü insansız hava araçları ve dronlarda, her türlü elektrik ve elektronik devre içeren sistemlerde kullanılmak üzere; en az bir iletken karbon türevi ( veya karbon kaynağı veya karbon bazlı malzeme) ve/veya en az bir metal nanoparçacık ve/veya en az bir polimer ve/veya en az bir çözücü tercihen organik çözücü ve/veya en az bir iletkenlik arttırıcı ve bağlayıcı (veya yapışma sağlayıcı) ve en az bir yardımcı madde (veya malzeme) ve en az bir nemlendirici içeren karbon bazlı bir iletken mürekkep formülasyonu ve bunu üretme yöntemi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME KARBON BAZLI BIR ILETKEN MÜREKKEP FORMÜLASYONU VE söz KONUSU MÜREKKEBI ÜRETME YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, en az bir karbon bazli malzeme, en az bir polimer, en az bir baglayici ve en az bir yardimci malzeme içeren bir iletken mürekkep formülasyonu ve söz konusu mürekkebi üretme yöntemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Teknolojik ürünlerin üretim sürecinin hizlandirilmasi, uygulamada kolaylik saglamasi açisindan oldukça önemlidir. Gelismis ülkelerde, bu alanda üretimin hizli olmasi için ciddi bir yaris söz konusudur. Teknigin bilinen durumunda hala kullanilan ve devre isleme teknigi olarak bilinen teknik, oldukça güçlü asitlerle ve bakir gibi metaller kullanilarak devre elemanlarina dönüstürülmesi esasina dayanmaktadir. Bahsedilen eski usul elektronik devrelerin yerine kolay ve hizli uygulanabilen bir malzeme-üretim senkronizasyonu gelistirilmistir. Bu amaçla, teknigin bir diger bilinen durumunda yer alan ve üretimi daha kolay olan iletken mürekkep teknolojisinin önemi ise her geçen gün aitmaktadir. Bahsedilen mürekkep teknolojisi, elektronik devrelerin çiziminde (meslek lisesi, mesleki teknik lise, teknoloji fakültesi ve mesleki egitim fakülteleri vb. kurumlarda yapilan), ev aydinlatmalarinda, çesitli sensörlerin gelistirilmesinde, kumandalarda, araç açma kapama sistemi devrelerinde, led ekran devrelerinde, orta düzey elektronik devreye ihtiyaç duyan tüm sistemlerde ve cihazlarin tamirinde giderek artan bir ivmeyle kendine yer edinmektedir. Ayrica, günümüzde önemi giderek artan drone, insansiz hava araçlari, uzay teknolojilerinde ihtiyaç duyulan hafiIligi, iletken mürekkebin saglamasindan dolayi iletken mürekkep teknolojisi, bakir plaketlere göre tercih edilmektedir. Mevcut teknikte yer alan mürekkep uygulamasi uygun baskilama teknikleri ile yapilmaktadir. Tercihen serigrafi yapilmasi uygun olmakla birlikte inkj et ile püskürtmeli olarak veya tüplerden sikilarak da uygulanabilmektedir. Ayrica, iletken mürekkep, herhangi bir mürekkep dagitici veya mürekkep püskürtmeli baski sistemi ile kaplama yöntemini benimseyerek dogru ve ince kablolama veya elektrotlar olusturmaya uygundur. Reaktif organik ortam, iyi bir hareketsizlestirilmis elektrik iletkeni olusturmak için metal tozlarinin bir karisiminin birbirine baglandigi ortami ifade etmektedir. Organik ortam, heteroatomlar yoluyla metallerle reaksiyona girmekte veya metallerle baglar olusturabilmektedir. Heteroatom; oksijen, nitrojen, kükürt, fosfor, arsenik, selenyum veya metalik olmayan baska bir element ve tercihen oksijen, nitrojen veya kükürt olabilmektedir. Heteroatomik bag, organik kismi bir arada tutan bagdan daha zayiftir ve metali biriktirmek için termal olarak kirilmaktadir. Çogu durumda, reaksiyon tersine çevrilebilmekte, böylece asitler veya diger organik maddeler metallerle reaksiyona girerek metal-organik bilesikler olusturabilmektedir. Reaktif organik ortam preparasyonlari, mühendislik alaninda iyi bilinen yöntemler kullanilarak yapilabilmektedir. Karbon bazli iletken mürekkepler, yüzeyin kaplanmasi için oldukça ideal forma sahiptir. Iletken mürekkep uygulamalari günümüzde; anahtarlarda, baskili devre kartlarinda, tibbi sensörlerde, telefon ekipmanlarinda, bilgisayar kartlarinda ve isitma elemanlarinda sikça kullanilma potansiyeli mevcuttur. Karbon bazli iletken mürekkepler, devre sistemleri için maliyeti uygun bir sistem olarak bilinmektedir. Karbon bazli iletken mürekkepler, yüksek kararliligi ve kaplamada sagladigi kolayliklar nedeniyle ön plana çikmaktadir. Bahsedilen mürekkepler, temel olarak metal veya karbon nanoparçaciklarin dispersiyonlarindan ve organik bir çözücü içinde uygun polimerik malzemelerin karistirilmasi esasina dayanmaktadir. Metal nanopartikülleri (veya nanoparçaciklari) olarak genellikle gümüs veya gümüs-bakir nanopartikülleri kullanilmaktadir. Kullanilan polimerler, karbon bazli mürekkebin kuruma sonrasi formunun korunmasini saglamaktadir. Teknigin bilinen durumunda yer alan US4490282A numarali patent dokümaninda iletken bir boya kompozisyonundan bahsedilmektedir. Söz konusu dokümanda; sertlesebilir bir sivi baglayici, nikel parçaciklari, alüminyum parçaciklari ve bunlarin karisimlari grubundan seçilen metal parçaciklari, karbon parçaciklari, 2,4-pentandion ve bir tintinat birlestirme maddesi içeren iletken bir boya bilesimi açiklanmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bulusun amaci, en az bir karbon bazli malzeme, en az bir polimer, en az bir baglayici ve en az bir yardimci malzeme içeren bir iletken mürekkep formülasyonu ve söz konusu mürekkebi üretme yöntemi gerçeklestirmektir. Bulus konusu mürekkep üretim yönteminde, farkli karbon malzemeleri formülasyona degisken oranlarda eklenmekte ve uygulama noktasina göre iletkenligin azaltilip arttirilmasina dayanarak, formülasyonda iletkenlik artirici malzemeler ve polimerik malzemeler kullanilarak Viskoz bir akiskan olmasi saglanincaya kadar formülasyon karistirilmaktadir. Bu bulus, özel bir yapiya sahip olup, uygulamada farkliliklara göre farkli en az bir karbon kaynagi, gerekli görüldügünde de en az bir metal nanopartikül içermektedir. Ayrica katki maddesi içeren çesitli iletken mürekkep bilesimleriyle ve onu hazirlama amacina yönelik farkli polimerleri de içeren farkli çözücülerle uygulamada kolaylik saglamayi hedeIlemektedir. Bulus konusu formülasyon, uygun fiyatli yüksek aktiViteli olup, elektriksel iletkenlige sahiptir. Bulusta metal parçacik ya da nanopartiküller kullanilmadan da sadece karbon bazli malzemelerin kullanilmasiyla bile iletkenlik saglanabilmektedir. Özellikle grafit bazli malzemelerin kullanilmasiyla, var olan mürekkeplere göre iletkenligin artmasina ve homojen kalmasina neden olabilmektedir. Maddesel veya Oransal yenilik ile birlikte kullandigimiz metal parçaciklarin bulusumuza kattigi asikar iletkenlik ve homoj enizasyon artisidir. Söz konusu formülasyonun içerdigi iletken karbon türevleri (Iletkenligi degisken olmakla birlikte, iletkenligin arttirilmasi, yapisma özelliginin arttirilmasi ve yüksek dayanim gibi özellikleri nedeniyle tercih edilmektedir) ise var olandan farkli olarak Grafit, Grafen, Tek Duvarli Karbon Nanotüp (tüm kirallikleri), Çok Duvarli Karbon Nanotüp, Grafen Oksit, Indirgenmis Grafen Oksit Vb iletken karbon türevleri, çok duvarli karbon nanotüp, aktif karbon, Vulkan Karbon Vb. olabilmektedir. Bahsedilen karbon türeVleri, formülasyona bagli olarak tek basina; ikili; üçlü Vb. gruplar halinde kullanilmistir. Formülasyonumuzda bahsedilen baglayici madde var olandan farkli olarak; arap zamki, dogal zamk, suni zamk, pirit, ve nisasta bazli gibi olan ve baglayicinin akril reçinesi, selüloz reçinesi, polyester reçinesi, poliamid reçinesi, polieter reçinesi, Vinil reçinesi, poliüretan reçinesi, üre reçinesi, alkid reçinesi, silikon reçinesi, Ilor reçinesi, olefin reçinesi, petrol reçinesi, kalofan reçinesi, epoksi reçinesi, doymamis polyester reçinesi, Vinil polyester reçinesi, diallilftalat reçinesi, fenol reçinesi, oksetan reçinesi, oksazin reçinesi, bismaleimid reçinesi, modifiye silikon reçinesi, melamin reçinesi, akril reçinesi, kauçuk, dogal polimer, cam reçinesi ve cam firitten olusan gruptan seçilen en az bir baglayici malzemedir. Kullanilan baglayicilar tamamen çapraz bagli ve kopmada yüksek genlesme katsayisina sahip olan düz veya dalli polimerlerdir. Formülasyonun içerdigi çözücü; su, metanol, etanol, izopropanol, l-metoksipropanol, bütanol, etilheksil alkol, terpineol, etilen glikol, gliserin, etil asetat, bütil asetat, metoksipropil asetat, karbitol asetat, etilkarbitol asetat, , dietil ether, tetrahidrofuran, dioksan, metil etil keton, aseton, dimetilformamid, l-metil-2- pirrolidon, heksan, heptan, dodekan, parafin yagi, mineral ispirto, benzen, tolüen, ksilen, kloroform, metilen klorür, karbon tetraklorür, asetonitril ve dimetilsulfoksitten olusan gruptan seçilen en az bir bilesiktir. Ayrica; formülasyon en az bir polimer içermektedir. Söz konusu polimerler; polietilen, teIlon, polistiren, polipropilen, polyester, poliüretan, poli (metil metakrilat), polivinil klorür, naylonlar ve suni ipek, termoset; vulkanize kauçuk, bakalit, kevlar ve poliepoksit vb. içermesi önem arz etmektedir. Karbon bazli mürekkep için yüzey yapistiricilari deforme olabilmektedir. Bu baglamda karisimin yüzey yapisma oraninin arttirilmasi için, uygun bir polimer seçilmistir. Tüm bu farkliliklarin yaninda, karbon bazli malzemelerin kullanilmasi ve kullanilacak metallerin nanoyapi olarak tercih edilmesi oldukça önemlidir. Ilave edilen nanoyapili malzemelerin asikar katkilari kullanim yerine göre genellikle, direncin azaltilmasi, nanoyapi olarak tercih edilmesi nedeniyle yüzey alanin genisletilmesi bu sayede az metal kullanimi yüksek iletkenlik elde edilmesi, kullanim yerine göre korozyondan kaçinilmasi, kullanim yerine göre enerji kaybinin minimize edilmektedir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bulus konusu karbon bazli iletken mürekkep formülasyonu; en az bir iletken karbon türevi ( veya karbon kaynagi veya karbon bazli malzeme) ve/veya en az bir metal nanoparçacik ve/veya en az bir polimer ve en az bir çözücü tercihen organik çözücü ve/veya en az bir iletkenlik arttirici ve baglayici (veya yapisma saglayici) ve/veya en az bir yardimci madde (veya malzeme) ve/veya en az bir nemlendirici içermektedir. Söz konusu formülasyon; agirlikça % 10 ila 50 iletken karbon kaynagi (veya karbon türevi), % ila 95 oraninda polimerik malzeme, % 30 ila 70 oraninda iletkenlik artirici ve baglayici malzeme; % 0 ila % 20 oraninda metal nanoparçacik, % 1 ile % 10 oraninda yardimci malzeme ve/veya % 1 ila % 10 oraninda nemlendirici içermektedir. Söz konusu formülasyonun içerdigi malzemelerin iletkenligi degisken olmakla birlikte, iletkenligin arttirilmasi, yapisma özelliginin arttirilmasi ve yüksek dayanim gibi özellikleri nedeniyle tercih edilen karbon türevleri; Grafit, Grafen, Tek Duvarli Karbon Nanotüp (tüm kirallikleri), Çok Duvarli Karbon Nanotüp, Grafen Oksit, Indirgenmis Grafen Oksit vb iletken karbon türevleri, çok duvarli karbon nanotüp, aktif karbon, Vulkan Karbon vb. olabilmektedir. Bahsedilen karbon türevleri, formülasyona bagli olarak tek basina; ikili; üçlü vb. gruplar halinde kullanilmistir. Bulus için ideal boyutta karbon kullanilmasi gerekmektedir. Bunun için karbon kaynagi gerekli görüldügünde bilyali degirmen gibi fiziksel boyut ayarlayicilarina tabi tutulmaktadir. Bilyali degirmende, kullanim süresi 1 mesh boyutundaki karbon kaynagi için 3 saat sürekli sogutmali bilyali degirmende ögütülmesi ile 0.01 mesh olacak sekilde karbon kaynagi elde edilmis ve kullanilmistir. Dolayisiyla kullanilan karbon kaynaklarinin türevleri, 0.01- 0.1 mesh boyutundadir. Bilyali degirmenin bilye çaplari 0.1, 1, 2, 5, 10 cm olup, istenen boyut için farkli ögütme parametreleri denenmistir. Elde edilen en ideal boyut, 0.1 cm çapindaki bilye ile 3 saat sürekli sogutmali sistemde yapilan ögütme ile gerçeklestirilmistir. Bulusun uygulamalarina göre formülasyonda kullanilan metal nanoparçaciklar (veya nanopartiküller) bulusun uygulamalarina göre ve istege bagli olarak Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Si, As, Hg, Sm, Eu, Th Mg, Ca, Sr ve Ba Vb.den olusan gruptan seçilen en az bir metal bileseni içeren nanopartikül yapidan olusabilmektedir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda uygun metaller arasinda bakir, gümüs, altin, çinko, kadmiyum, paladyum, iridyum, rutenyum, osmiyum, rodyum, platin, demir, kobalt, nikel, indiyum, kalay, antimon, kursun, bizmut Vb nanopartikülleri ve/Veya bunlarin karisimlari yer almaktadir. Ayrica bulusun tercih edilen uygulamasinda karbon bazli iletken mürekkep formülasyonunda, metal nanoparçacik toz formunda olup, bir gümüs nanopartikül veya gümüs-bakir nanopartikül karisimi ile olusturulmaktadir. Fomülasyonun içerdigi metal nanopartikülleri, yukaridan asagiya ve asagidan yukariya yer alan tüm nanopartikül yöntemleri ile sentezlenebilmektedir. Bunun için hizli olmasi ve uygulamada kolaylik saglamasi açisindan yukaridan asagiya sentez yöntemlerinden kimyasal indirgeme, hidrotermal indirgeme, sonikatör ile indirgeme ve mikrodalga ile indirgeme yöntemleri tercih edilmistir. Elde edilen nanomalzemeler ile yüksek iletkenligi olan malzeme elde edilmistir. Bulusun içerigindeki metal bilesen, metali bozunduran organik bilesiklerin miktarindan yaklasik 1 ila 10 kat daha fazladir. Formülasyon, karbon temelli bir yapi olmakla beraber, söz konusu formülasyonda yalnizca karbon veya iletkenligi arttirici her türlü metal bilesen yer almaktadir. Bahsedilen metal prekürsörü (ya da nanoparçacik), partikül, toz, pulcuk, kolloid, hibrid, macun, sol, çözelti ve bunlarin herhangi bir kombinasyonundan seçilen bir diger formda da olabilmektedir. Formülasyonun içerdigi karbon türevi ya da metal prekürsörü (veya nanoparçacik); küre, lineer ya da düzlemsel formda ya da bu formlarin herhangi bir kombinasyonu seklinde olan her türlü nanoyapi formundadir. Formülasyonun içerdigi çözücü; su, metanol, etanol, izopropanol, l-metoksipropanol, bütanol, etilheksil alkol, terpineol, etilen glikol, gliserin, etil asetat, bütil asetat, metoksipropil asetat, karbitol asetat, etilkarbitol asetat, dietil ether, tetrahidrofuran, dioksan, metil etil keton, aseton, dimetilformamid, l-metil-2- pirrolidon, heksan, heptan, dodekan, parafin yagi, mineral ispirto, benzen, tolüen, ksilen, kloroform, metilen klorür, karbon tetraklorür, asetonitril ve dimetilsulfoksitten olusan gruptan seçilen en az bir bilesiktir. Formülasyon birincil polimerik malzeme, ikinci polimetrik malzeme, üçüncü polimetrik malzeme olmak üzere en az bir polimer içermektedir. Söz konusu polimerler; polietilen, teflon, polistiren, polipropilen, polyester, poliüretan, poli (metil metakrilat), poliVinil klorür, naylonlar ve suni ipek, termoset; vulkanize kauçuk, bakalit, keVlar ve poliepoksit Vb. içermesi önem arz etmektedir. Karbon bazli mürekkep için yüzey yapistiricilari deforme olabilmektedir. Bu baglamda karisimin yüzey yapisma oraninin arttirilmasi için, uygun bir polimer seçilmistir. Formülasyonda bahsedilen baglayici madde; arap zamki, dogal zamk, suni zamk, pirit, ve nisasta bazli gibi olan ve baglayicinin akril reçinesi, selüloz reçinesi, polyester reçinesi, poliamid reçinesi, polieter reçinesi, Vinil reçinesi, poliüretan reçinesi, üre reçinesi, alkid reçinesi, silikon reçinesi, flor reçinesi, olefin reçinesi, petrol reçinesi, kalofan reçinesi, epoksi reçinesi, doymamis polyester reçinesi, Vinil polyester reçinesi, diallilftalat reçinesi, fenol reçinesi, oksetan reçinesi, oksazin reçinesi, bismaleimid reçinesi, modifiye silikon reçinesi, melamin reçinesi, akril reçinesi, kauçuk, dogal polimer, cam reçinesi ve cam firitten olusan gruptan seçilen en az bir baglayici malzemedir. Kullanilan baglayicilar tamamen çapraz bagli ve kopmada yüksek uzama katsayisina sahip (için 0.4 ile 70 (x (10-6/K 20 oC'de) ] olan düz veya dalli polimerlerdir. Formülasyon içeriginde yer alan her türlü karisimin Vizkozitesi, 0 ilalO arasindadir. Düsük camsi geçis sicakligi bulunan polimerler kullanildiginda, çok düsük Viskoziteli bir mürekkep elde edildigi görülmüstür. Bulus konusu karbon bazli iletken mürekkep, iletken bir karbon türeVini içeren Viskozitesi istenen degerde olan kivamli bir mürekkeptir. Söz konusu mürekkep; cam, PCV kartlarina, iletken olmayan yüzeylere mükemmel bir sekilde yapismakta ve devre olusturmaya imkân kilmaktadir. Iletken mürekkep, ayrica diger elemanlar tarafindan olusturulan devrelere Vb. mükemmel bir sekilde yapismaktadir. Bu nedenle, iletken mürekkep, koruyucu elektrotlar veya koruyucu filmler olusturmak için kullanilabilmektedir. Mevcut bulus, kürlemeden sonra bilesimin yüksek metalik iletkenligini korurken, bir mürekkep bilesiminin makro moleküler bir alt-tabakaya ve kâgida yapismasini iyilestirmek için bir mürekkep bilesimine yapismayi arttirici katki maddelerini kullanilmaktadir. Mürekkep bilesiminin alt tabakaya daha iyi yapismasi, epoksi camla sertlestirilmis tabakalar için ideal formda bir karbon temelli iletken mürekkep eldesi saglanmistir. Mevcut bulusa göre, yaklasik 75°C'de 20 dakika veya daha kisa sürede kürleme ile yapisma ve düsük mukavemette iyilestirmeler elde edilebilir. Karbon bazli iletken mürekkep için partikül yapisi, 100 nm ve altindadir. Elde edilen partiküllerin ortalama boyutlari 2 ila 20 nm arasinda oldugu görülmüstür. Söz konusu partikül boyutuna sahip olan metal nanoparçaciklar, bulus konusu formülasyonda kullanilmistir. Tablo lide formülasyonda kullanilan malzemelere yer verilmistir. Her bir formülasyon bulusu gerçeklestirenler tarafindan denenmis ve uygulamada kendine yer edinmistir. Özellikle burada yer verilen malzemeler degisik oranlarda denenmis ve istenen sonuçlar elde edilmistir. Bu baglamda, hiç metal içerikli malzeme kullanilmadan iletken mürekkep elde edilebildigi gibi, metallerin nanoparçacik formlari kullanilarak ayrica yeni bir iletken mürekkep eldesi gerçeklestirilmistir. Asagida kullanilan malzemeler, özellikle polimerik malzemeler; nemlendirici malzemeler, baglayicilar vb sabit kalmak kaydiyla formülasyona bagli olarak tek basina; ikili; üçlü, metal nanopartikül içerikli ve içeriksiz vb gruplar halinde kullanilmistir. Her bir reçetenin (veya formülasyonun) sonuçlari olumludur. Ayrica, belirtilen oranlar yüzde olarak belirtilen degerler arasinda kullanildigini göstermektedir. Tam rakamlar ise ticari sir olarak belirtilmemistir. Tablo 1: Bulus konusu karbon bazli iletken mürekkep formülasyonu Malzeme Isimleri Oranlar (%) Görevi Karbon Bazli Malzeme 10-50 Iletken mürekkebin temel yapisini olusturan malzemedir. Birincil Polimerik Malzeme 10-35 Iletken mürekkep yapisinin bozulmamasi, çatlamalarin yasanmamasi ve yapiskanligin artirilmasini sa glamaktadir. Iletkenlik artirici ve Baglayici Malzeme 30-70 Iletken mürekkepte direncin azaltilarak iletkenligin artirilmasini saglamaktadir. Ag NPs; Cu NPs; Pt NPs gibi 0-20 Iletkenlik özelliginin artirilmasi adina yeni formda nanopartiküller (Ayri ayri, ikili grup ya da iletken mürekkebin üretilmesini saglamaktadir. üçlü olarak kullanilmistir) Ikincil Polimerik Malzeme 5-30 Iletken mürekkep yapisinin güçlendirilmesini saglamaktadir. Üçüncül Polimerik Malzeme 5-30 Iletken mürekkep yapisinin güçlendirilmesini saglamaktadir. Diger Malzemeler 1-10 Iletken mürekkep kivaminin olusturulmasi ve homojen yapinin korunmasini saglamaktadir. Nemlendirici Malzemeler 1-10 Iletken mürekkep kivaminin olusturulmasi ve homojen yapinin korunmasini saglamaktadir. Bulus konusu karbon bazli iletken mürekkebin temel bilesimi karbon kaynagi, ideal bir çözücüde dispersiyon haline getirilmektedir. Dispersiyon içerisine yapisma ve kuruma sonrasi formunu korumasi için polimer-baglayici ilaveleri yapilmaktadir. Yüksek iletkenlik isteniyorsa, içerige gümüs veya gümüs-bakir metalleri karistirilmaktadir. Dolayisiyla karbon bazli iletken mürekkep var olan mürekkepten farkli olarak asagidaki yöntem adimlarina göre elde edilmektedir: - Ilk asamada en az bir karbon kaynaginin en az bir çözücüsünde ultrasonikasyon teknikleri yardimiyla (Tip Sonikasyon) çözünerek homojen dispersiyon çözeltisinin elde edilmesi - Ikinci asamada nanoyapili bir malzemenin nanopartikül eldesi (Kimyasal indirgeme, ultrasonikasyon, mikrodalga Vb yöntemleriyle) basamaklarina göre elde edilmesi, - Üçüncü asamada partiküller için boyutsal olarak analizinin yapilmasi, - Dördüncü asamada dispersiyon içerisine yapisma ve kuruma sonrasi formunu korumasi için en az bir polimer ve en az bir baglayici madde, nemlendirici Vb ilavesinin yapilmasi - Besinci asamada yüksek iletkenligin saglanmasi için en az bir metal nanoparçacigin karisima ilave edilmesi Yöntemin ilk asamasinda bahsedilen karbon kaynaklari, Grafit, Grafen, Tek Duvarli Karbon Nanotüp (tüm kirallikleri), Çok Duvarli Karbon Nanotüp, Grafen Oksit, Indirgenmis Grafen Oksit Vb iletken karbon türevleri, çok duvarli karbon nanotüp, aktif karbon, vulkan karbon Vb olabilmektedir. Yöntemin ilk asamasinda bahsedilen çözücü; su, metanol, etanol, izopropanol, l- metoksipropanol, bütanol, etilheksil alkol, terpineol, etilen glikol, gliserin, etil asetat, bütil asetat, metoksipropil asetat, karbitol asetat, etilkarbitol asetat, , dietil ether, tetrahidrofuran, dioksan, metil etil keton, aseton, dimetilformamid, l-metil-2- pirrolidon, heksan, heptan, dodekan, parafin yagi, mineral ispirto, benzen, tolüen, ksilen, kloroform, metilen klorür, karbon tetraklorür, asetonitril ve dimetilsulfoksitten olusan gruptan seçilen en az bir bilesiktir. Yöntemin dördüncü asamasinda bahsedilen polimerler; polietilen, teIlon, polistiren, polipropilen, polyester, poliüretan, poli (metil metakrilat), poliVinil klorür, naylonlar ve suni ipek, termoset; vulkanize kauçuk, bakalit, keVlar ve poliepoksit Vb. olabilmektedir. Yöntemin dördüncü asamasinda bahsedilen baglayici madde; arap zamki, dogal zamk, suni zamk, pirit, ve nisasta bazli gibi olan ve baglayicinin akril reçinesi, selüloz reçinesi, polyester reçinesi, poliamid reçinesi, polieter reçinesi, Vinil reçinesi, poliüretan reçinesi, üre reçinesi, alkid reçinesi, silikon reçinesi, Ilor reçinesi, olefin reçinesi, petrol reçinesi, kalofan reçinesi, epoksi reçinesi, doymamis polyester reçinesi, Vinil polyester reçinesi, diallilftalat reçinesi, fenol reçinesi, oksetan reçinesi, oksazin reçinesi, bismaleimid reçinesi, modifiye silikon reçinesi, melamin reçinesi, akril reçinesi, kauçuk, dogal polimer, cam reçinesi ve cam firitten olusan gruptan seçilen en az bir baglayici ve yardimci malzemedir. Yöntemin besinci asamasinda bahsedilen metal nanoparçaciklar tercihen gümüs veya gümüs- bakir metalleridir. Yöntemin besinci asamasinda bahsedilen metal nanoparçaciklar; bulusun uygulamalarina göre ve istege bagli olarak Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Si, As, Hg, Sm, Eu, Th Mg, Ca, Sr ve Ba Vb.den olusan gruptan seçilen en az bir metal bilesenidir. Bulus, özellikle elektronik sistemlerin hizli bir sekilde üretiminin gerçeklestirilmesini saglamaktadir. Bulus ile, eski usul elektronik devrelerin yerine kolay ve hizli uygulanabilen bir malzeme-üretim senkronizasyonu gelistirilmistir. Mevcut iletken mürekkeplerin (veya boyalarin) içeriginden farkli olarak elde edilen ürünler için kullanim alanina göre karbon türeVleri, polimerik malzeme ve yardimci malzemelerin içerikleri degistirilebilmektedir. Ayrica ihtiyaca bagli olarak yüksek iletkenligi olan metal nanopartiküllerin formülasyonda kullanilmasi ile iletkenligi yüksek olan bir mürekkep elde edilmistir. Bulus, elektrik-elektronik araçlarin imalatinda mürekkep bilesimlerinin çesitli substratlara (cam, PCV kartlari, iletken olmayan yüzeyler) yapismasini gelistirmek için yapismayi tesvik eden bilesiklerin (baglayicilar) formülasyona dahil edildigi iletken mürekkep bilesimi ile ilgilidir. Buna göre bulus, reaktif bir organik ortam, metal tozu ve yapismayi tesvik edici bir katki maddesi içeren iletken mürekkep bilesimi saglamaktadir. Ayni zamanda mürekkep bilesimleri, iletken mürekkep bilesimlerinde yaygin olarak kullanilan diger katki maddelerini de içerebilir. Tercihen, reaktif organik ortam, bir metalo-organik bozunma bilesigi veya bunlarin bir karisimini olusturmak üzere metal tozu ile reaksiyona girebilen bir organik reaktif karbon madde içermektedir. Bulus konusu formülasyon bilesimleri polimer, kagit veya polimid bazli düsük sicakliktaki yüzeylere iyi yapisan, yüksek elektriksel iletkenlige sahip gelistirilmis iletken mürekkeptir. Karbon bazli malzemeler kullanilarak elde edilen uygun maliyetli yüksek yapisma oranina sahip ve yenilikçi uygulamalar için kolay kullanim imkâni taniyan bir karisim bulus ile gelistirilmistir. Gelistirilen bu karisim için farkli karbon kaynaklari kullanilmis ve uygulama alanina göre direncin arttirilmasi ve azaltilmasi adina hem karbon kaynagi degistirilmis hem de içerige farkli iletken metaller konulmustur. Elde edilen karisimin yüzeye yapismasinin yüksek olmasi ve kurudugunda çatlamamasi, uygun fiyatli bir malzeme gelistirilmesi oldukça önemlidir. Bulus konusu formülasyon ve yöntem, her türlü otomobil ve aksamlarinda, her türlü uzay sistemlerinde, her türlü insansiz hava araçlari ve dronlarda, her türlü elektrik ve elektronik devre içeren sistemlerde kullanilabilmektedir. Formülasyon, her türlü ariza ve yeni üretim modellerine uygulanabilmektedir. Bulus, özellikle elektronik sistemlerin hizli bir sekilde üretiminin gerçeklestirilmesi konusunda oldukça önemlidir. Bulusun Sanavive Uygulanabilirligi Bulus, elektronik sistemlerin devre kartlarinda kullanilmak üzere gelistirilmis karbon bazli iletken bir mürekkep formülasyonu ve yöntemi olup, sanayiye uygulanabilir niteliktedir. Bulus yukaridaki örnek uygulamalar ile sinirli olmayip, teknikte uzman bir kisi kolaylikla bulusun farkli diger uygulamalarini ortaya koyabilir. Bunlar bulusun istemler ile talep edilen koruma kapsaminda degerlendirilmelidir. TR TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Her türlü otomobil ve aksamlarinda, her türlü uzay sistemlerinde, her türlü insansiz hava araçlari ve dronlarda, her türlü elektrik ve elektronik devre içeren sistemlerde kullanilmak üzere; en az bir iletken karbon türevi ( veya karbon kaynagi veya karbon bazli malzeme) ve/veya en az bir metal nanoparçacik ve/veya en az bir polimer ve en az bir çözücü tercihen organik çözücü ve/veya en az bir iletkenlik arttirici ve baglayici (veya yapisma saglayici) ve en az bir yardimci madde (veya malzeme) ve en az bir nemlendirici içermesi ile karakterize edilen polimer ve/veya dogal baglayici temelli ve/veya sodyum silikat temelli, karbon bazli bir iletken mürekkep formülasyonu. malzeme, % 30 ila 70 oraninda iletkenlik artirici ve baglayici malzeme; % 0 ila % 20 oraninda metal nanoparçacik, % 1 ila % 10 oraninda yardimci malzeme ve/veya % 1 ila % 10 oraninda nemlendirici içermesi ile karakterize edilen istem l,deki gibi formülasyon. . Formülasyona bagli olarak tek basina; ikili; üçlü vb gruplar halinde kullanilabilen Grafit, Grafen, Tek Duvarli Karbon Nanotüp (tüm kirallikleri), Çok Duvarli Karbon Nanotüp, Grafen Oksit, Indirgenmis Grafen Oksit vb iletken karbon türevleri, çok duvarli karbon nanotüp, aktif karbon, vulkan karbon vb olabilen iletken karbon türevleri ile karakterize edilen istem 2,deki gibi formülasyon. 0.01 - 0.1 mesh boyutta kullanilan karbon türevleri ile karakterize edilen istem 3 ,deki gibi formülasyon. . Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Si, As, Hg, Sm, Eu, Th Mg, Ca, Sr ve Ba vb.den olusan gruptan seçilen en az bir metal bileseni içeren metal nanoparçacik ile karakterize edilen istem 4,deki gibi formülasyon. Gümüs veya gümüs-bakir nanoparçacik ile karakterize edilen istem 5,deki gibi formülasyon. . Partikül, toz, pulcuk, kolloid, hibrid, macun, sol, çözelti ve bunlarin herhangi bir kombinasyonundan seçilen bir diger formda metal nanoparçacik ile karakterize edilen Ortalama partikül boyutlari 2 ila 20 nm arasinda olan metal nanoparçacik ile karakterize edilen istem 7,deki gibi formülasyon. Kimyasal indirgeme, hidrotermal indirgeme, sonikatör ile indirgeme ve mikrodalga ile indirgeme yöntemleri ile elde edilmis nanoparçacik ile karakterize edilen istem 8,deki gibi formülasyon. Küre, lineer ya da düZlemsel formda ya da bu formlarin herhangi bir kombinasyonu seklinde olan her türlü metal nanoparçacik ile karakterize edilen istem 9,daki gibi formülasyon. Su, metanol, etanol, izopropanol, l-metoksipropanol, bütanol, etilheksil alkol, terpineol, etilen glikol, gliserin, etil asetat, bütil asetat, metoksipropil asetat, karbitol asetat, etilkarbitol asetat, dietil ether, tetrahidrofuran, dioksan, metil etil keton, aseton, dimetilformamid, l- metil-2- pirrolidon, heksan, heptan, dodekan, parafin yagi, mineral ispirto, benzen, tolüen, ksilen, kloroform, metilen klorür, karbon tetraklorür, asetonitril ve dimetilsulfoksitten olusan gruptan seçilen en az bir bilesik olan çözücü ile karakterize edilen istem 10,daki gibi formülasyon. Polietilen, teIlon, polistiren, polipropilen, polyester, poliüretan, poli (metil metakrilat), poliVinil klorür, naylonlar ve suni ipek, termoset; vulkanize kauçuk, bakalit, keVlar ve poliepoksit Vb. en az bir polimer ile karakterize edilen istem ll,deki gibi formülasyon. Arap zamki, dogal zamk, suni zamk, pirit, ve nisasta bazli gibi olan ve baglayicinin akril reçinesi, selüloz reçinesi, polyester reçinesi, poliamid reçinesi, polieter reçinesi, Vinil reçinesi, poliüretan reçinesi, üre reçinesi, alkid reçinesi, silikon reçinesi, Ilor reçinesi, olefin reçinesi, petrol reçinesi, kalofan reçinesi, epoksi reçinesi, doymamis polyester reçinesi, Vinil polyester reçinesi, diallilftalat reçinesi, fenol reçinesi, oksetan reçinesi, oksaZin reçinesi, bismaleimid reçinesi, modifiye silikon reçinesi, melamin reçinesi, akril reçinesi, kauçuk, dogal polimer, cam reçinesi ve cam firitten olusan gruptan seçilen en az bir baglayici malzeme ile karakterize edilen istem 12,deki gibi formülasyon. Serigrafi, inkjet ile püskürtmeli veya tüplerden sikilarak veya herhangi bir mürekkep dagitici ile uygulanabilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi formülasyon. Her türlü otomobil ve aksamlarinda, her türlü uzay sistemlerinde, her türlü insansiz hava araçlari ve dronlarda, her türlü elektrik ve elektronik devre içeren sistemlerde kullanilmak - Ilk asamada en az bir karbon kaynaginin en az bir çözücüsünde ultrasonikasyon yöntemi yardimiyla çözünerek homojen dispersiyon çözeltisinin elde edilmesi - Ikinci asamada nanoyapili bir malzemenin nanopartikül eldesi (Kimyasal indirgeme, ultrasonikasyon, mikrodalga Vb yöntemleriyle) basamaklarina göre elde edilmesi, - Üçüncü asamada partiküller için boyutsal olarak analizinin yapilmasi, - Dördüncü asamada dispersiyon içerisine yapisma ve kuruma sonrasi formunu korumasi için en az bir polimer ve en az bir baglayici madde ilavesinin yapilmasi - Besinci asamada yüksek iletkenligin saglanmasi için en az bir metal nanoparçacigin karisima ilave edilmesi adimlari ile karakterize edilen karbon bazli bir iletken mürekkep üretim yöntemi. Yöntemin ilk asamasinda bahsedilen karbon kaynaklarinin, Grafit, Grafen, Tek Duvarli Karbon Nanotüp (tüm kirallikleri), Çok Duvarli Karbon Nanotüp, Grafen Oksit, Indirgenmis Grafen Oksit Vb iletken karbon türevleri, çok duvarli karbon nanotüp, aktif karbon, vulkan karbon Vb olmasi ile karakterize edilen istem 15,deki gibi yöntem. Yöntemin ilk asamasinda bahsedilen çözücünün; su, metanol, etanol, izopropanol, l- metoksipropanol, bütanol, etilheksil alkol, terpineol, etilen glikol, gliserin, etil asetat, bütil asetat, metoksipropil asetat, karbitol asetat, etilkarbitol asetat, , dietil ether, tetrahidrofuran, dioksan, metil etil keton, aseton, dimetilformamid, l-metil-2- pirrolidon, heksan, heptan, dodekan, parafin yagi, mineral ispirto, benzen, tolüen, ksilen, kloroform, metilen klorür, karbon tetraklorür, asetonitril ve dimetilsulfoksitten olusan gruptan seçilen en az bir bilesik olmasi ile karakterize edilen istem 16,daki gibi yöntem. Yöntemin dördüncü asamasinda bahsedilen polimerlerin; polietilen, teIlon, polistiren, polipropilen, polyester, poliüretan, poli (metil metakrilat), poliVinil klorür, naylonlar ve suni ipek, termoset; vulkanize kauçuk, bakalit, keVlar ve poliepoksit Vb. olmasi ile karakterize edilen istem 17,deki gibi yöntem. Yöntemin dördüncü asamasinda bahsedilen baglayici maddelerin; arap zamki, dogal zamk, suni zamk, pirit, ve nisasta bazli gibi olan ve baglayicinin akril reçinesi, selüloz reçinesi, polyester reçinesi, poliamid reçinesi, polieter reçinesi, Vinil reçinesi, poliüretan reçinesi, üre reçinesi, alkid reçinesi, silikon reçinesi, Ilor reçinesi, olefin reçinesi, petrol reçinesi, kalofan reçinesi, epoksi reçinesi, doymamis polyester reçinesi, Vinil polyester reçinesi, diallilftalat reçinesi, fenol reçinesi, oksetan reçinesi, oksazin reçinesi, bismaleimid reçinesi, modifiye silikon reçinesi, melamin reçinesi, akril reçinesi, kauçuk, dogal polimer, cam reçinesi ve cam firitten olusan gruptan seçilmesi ile karakterize edilen istem 18,deki gibi yöntem. Yöntemin besinci asamasinda bahsedilen metal nanoparçaciklarin; bulusun uygulamalarina göre ve istege bagli olarak Au, Cu, Ni, Co, Pd, Pt, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi, Si, As, Hg, Sm, Eu, Th Mg, Ca, Sr ve Ba Vb.den olusan gruptan seçilen en az bir metal bileseni olmasi ile karakterize edilen istem 19 , daki gibi yöntem. 21. Yöntemin besinci asamasinda bahsedilen metal nanoparçaciklarin tercihen gümüs veya gümüs-bakir metalleri olmasi ile karakterize edilen istem 20,deki gibi yöntem. TR TR