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금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2018012066
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은, 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 및 그 제조방법에 있어서, 전도성 탄소나노소재에 관능기를 도입하기 위해 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 단계와; 표면 개질된 상기 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 금속 이온과 반응성이 있는 탄소나노소재 분산액을 형성하는 단계와; 상기 탄소나노소재 분산액에 금속염 전구체 및 용매를 첨가하고, 환원제의 첨가 속도를 조절하면서 첨가하여 상기 탄소나노소재 표면에 금속나노벨트를 형성하는 단계와; 탄소나노소재-금속나노벨트로 이루어진 복합체를 폴리머와 혼합하여 전도성 섬유를 제조하는 단계와; 상기 전도성 섬유를 이용하여 섬유형 스트레인 센서를 구현하는 단계를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 면접촉이 이루어지는 금속나노벨트를 합성하여 전도성 섬유의 전도성을 증가시키며, 탄소나노소재의 표면에 금속나노벨트가 합성되기 때문에 탄소나노소재와 금속나노벨트 간에 접촉성이 우수하며, 골고루 분산된 상태의 분산성이 우수한 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서를 얻을 수 있다. 또한, 면접촉이 이루어지는 금속나노벨트를 인장변형 일으킬 경우 섬유방향으로 정렬된 금속나노벨트간 거리가 벌어져 저항이 급격하게 증가하는 원리에 의해 스트레인 센서에 적용 가능한 효과를 얻을 수 있다.
Int. CL G01B 7/16 (2006.01.01) G01L 1/22 (2006.01.01) D01F 1/09 (2006.01.01)
CPC G01B 7/16(2013.01) G01B 7/16(2013.01) G01B 7/16(2013.01)
출원번호/일자 1020170022431 (2017.02.20)
출원인 한국전기연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0096141 (2018.08.29) 문서열기
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구분 신규
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심사청구여부/일자 N
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전기연구원 대한민국 경상남도 창원시 성산구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 한중탁 대한민국 경상남도 창원시 성산구
2 서선희 대한민국 경상남도 창원시 성산구
3 이건웅 대한민국 경상남도 창원시 성산구
4 정승열 대한민국 경상남도 김해시
5 정희진 대한민국 경상남도 창원시 성산구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인부경 대한민국 부산광역시 연제구 법원남로**번길 **, *층 (거제동, 대한타워)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.02.20 수리 (Accepted) 1-1-2017-0174373-85
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번호 청구항
1 1
금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법에 있어서,전도성 탄소나노소재에 관능기를 도입하기 위해 탄소나노소재의 표면을 개질시키는 단계와;표면 개질된 상기 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 금속 이온과 반응성이 있는 탄소나노소재 분산액을 형성하는 단계와;상기 탄소나노소재 분산액에 금속염 전구체 및 용매를 첨가하고, 환원제의 첨가 속도를 조절하면서 첨가하여 상기 탄소나노소재 표면에 금속나노벨트를 형성하는 단계와;탄소나노소재-금속나노벨트로 이루어진 복합체를 폴리머와 혼합하여 전도성 섬유를 제조하는 단계와;상기 전도성 섬유를 이용하여 섬유형 스트레인 센서를 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 금속나노벨트를 형성하는 단계에서 상기 환원제의 첨가 속도는 반응용액 100ml 기준에서 0
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제 1항에 있어서,상기 전도성 섬유를 제조하는 단계는,상기 복합체를 상기 폴리머와 혼합한 후 페이스트 믹서를 이용해 분산시켜 전도성 섬유용 페이스트를 제조하고, 상기 전도성 섬유용 페이스트를 용액방사 공정을 통해 전도성 섬유를 제조하는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
4 4
제 3항에 있어서,상기 전도성 섬유용 페이스트 전체 상기 폴리머와 상기 복합체 100중량부 중 상기 복합체는 1 내지 50중량부 포함된 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 탄소나노소재는,탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 탄소섬유(carbon fiber), 그래핀(graphene), 카본블랙(carbon black) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
6 6
제 1항에 있어서,상기 이소시아네이트계 화합물은,에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메 틸-시클로헥산, 2,4- 헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 헥사히드 로-1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 헥사히드로-1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 퍼히드로-2,4'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 퍼히드로-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3- 페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-두롤디이소시아네이트(DDI), 4,4'-스틸벤 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-2,4'- 디이소시아네이트(MDI), 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI) 및 나프틸렌-1,5-이소시아네이트(NDI), 2,2-메틸렌디페닐디이소시아네이트, 5,7-디이소시아나토나프탈렌-1,4-디온, 이소포론 디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 3,3-디메톡시-4,4-바이페닐렌 디이소시아네이트, 3,3-디메톡시벤지딘-4,4-디이소시아네이트, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(프로필렌 글리콜), 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 말단기 지니는 폴리(에틸렌 글리콜), 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 디페닐메탄 트리이소시아네이트, 부탄-1,2,2-트리이소시아네이트, 트리메틸올프로판토일렌 디디소시아네이트 트리머, 2,4,4-디페닐 에테르 트리이소시아네이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이소시아누레이트, 다수의 헥사메틸렌디이소시아네이트를 지니는 이미노옥사디아진, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아네이트 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 피리미딘계 화합물은,2-아미노-6-메틸-1H-피리도[2,3-d]피리미딘-4-온, 2-아미노-6-브로모피리도[2,3-d]피리딘-4(3H)-온, 2-아미노-4-히드록시-5-피리미딘카로보닉산 에틸 에스테르, 2-아미노-6-에틸-4-히드록시피리미딘, 2-아미노-4-히드록시-6-메틸 피리미딘, 2-아미노-5,6-디메틸-4-이드록시피리미딘 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 금속염 전구체는,금(Au)염 전구체, 은(Ag)염 전구체, 백금(Pt)염 전구체, 구리(Cu)염 전구체, 알루미늄(Al)염 전구체, 팔라듐(Pd)염 전구체, 니켈(Ni)염 전구체 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 환원제는,수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화 암모늄(NH4OH), 수소화붕소나트륨(NaBH4), 히드라진(N2H4), 히드리오딘 (HI), 아스코빅산, 환원성 유기용매 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서 제조방법
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금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서에 있어서,표면이 개질된 탄소나노소재에 이소시아네이트계 화합물과 피리미딘계 화합물을 혼합하여 반응시킴에 의해 금속 이온과 반응성이 있는 탄소나노소재 분산액이 형성되며, 상기 탄소나노소재 분산액에 금속염 전구체 및 용매를 첨가하고, 환원제의 첨가 속도를 조절하여 상기 탄소나노소재 표면에 금속나노벨트를 형성하며, 탄소나노소재-금속나노벨트로 이루어진 복합체를 폴리머와 혼합하여 형성되는 전도성 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서
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제 10항에 있어서,상기 금속나노벨트는 면접촉(area contact)이 가능하도록 리본 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서
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제 10항에 있어서,상기 전도성 섬유는 인장변형에 따른 저항 변화가 300% 이상인 것을 특징으로 하는 금속나노벨트와 탄소나노소재 복합체를 포함하는 섬유형 스트레인 센서
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국전기연구원 기관고유사업 차세대 스마트기기용 나노카본기반 10^5 S/m급 유연전극 개발사업
2 미래창조과학부 한국전기연구원 글로벌프론티어연구개발사업 소프트 소자용 하이브리드 전극 개발