KR101366133B1 - 압전 폴리머를 이용한 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압전 폴리머를 이용한 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 패브릭 제조용 파이버는 기다란 실의 형태로 이루어지는 압전 폴리머 파이버(fiber)와, 상기 압전 폴리머 파이버의 일측면에 배치되는 제1 폴리머 전극 파이버와, 상기 압전 폴리머 파이버의 타측면에 배치되어 상기 압전 폴리머 파이버를 사이에 두고 상기 제1 폴리머 전극 파이버와 이격되게 배치되는 제2 폴리머 전극 파이버를 포함하며, 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼬아 하나의 에너지 포집 파이버를 이룸으로써, 전극과의 접촉면적 확대를 통해 압전 폴리머의 효율을 증대시키고 폴리머 전극이 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 압전 폴리머를 이용한 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 혼합한 폴리머 전극을 이용하여 압전 폴리머와 트위스트 방식으로 꼬아 패브릭 제조용 파이버를 제조함으로써, 전극과의 접촉면적 확대를 통해 압전 폴리머의 효율을 증대시키고 폴리머 전극이 쇼트되는 것을 방지할 수 있는 압전 폴리머를 이용한 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법에 관한 것이다.
압전 폴리머의 경우, 압전현상에 의해 발생된 전기를 집적하거나 기기에 공급하기 위해서 반드시 상, 하부 전극이 필요하다.
일반적으로 상기 상, 하부 전극은 판상으로 형성된 압전 폴리머의 상면과 하면에 각각 형성되는데, 압전 폴리머에 직접 상, 하부 전극을 형성하는 것은 구성이 복잡할 뿐 아니라, 기술적으로 어려운 문제점이 있다.
이에 대한 종래의 기술로서, 한국등록특허 제10-0824745호에는 전극판으로서의 역할을 하도록 도전성 있는 금속판으로 이루어지는 베이스기판과, 압전 폴리머층의 상면에 형성된 전극층이 개시되어, 상기 압전 폴리머층의 상면과 하부에 각각 상, 하부 전극이 형성된 구조를 갖는다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 구성이 매우 복잡할 뿐 아니라 압전 폴리머층의 상면과 하부에 각각 전극을 형성하는 것이 기술적으로도 어려운 문제점이 있다.
또한, 상, 하부 전극을 형성하였다고 하더라도 금속전극은 폴리머와의 접착특성이 좋지 않은 문제점이 있으므로, 이에 대한 개선안이 요구되는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 압전 폴리머의 상, 하부 전극으로서 금속전극 대신 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성의 입자를 혼합하여 합성한 폴리머 전극을 이용함으로써, 전극과 압전 폴리머의 접착특성을 크게 향상시킬 수 있는 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 압전 폴리머의 압전특성을 극대화하기 위해 전기방사(electrospinning) 기술을 이용하여 파이버(fiber)로 제작하면서 동시에 폴링(poling)하는 기술을 적용하여 압전특성을 극대화할 수 있는 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 압전 폴리머가 서로 쇼트되는 상황을 방지하고 압전 폴리머의 효율을 증대시킬 수 있는 형상을 가진 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 압전 폴리머와 폴리머 전극을 트위스트 방식으로 꼬아 한 개의 실로 만듦으로써, 모바일 기기 및 기능성 의류 등에 에너지 포집소자로 이용이 가능한 패브릭 제조용 파이버 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 기다란 실의 형태로 이루어지는 압전 폴리머 파이버(fiber)와, 상기 압전 폴리머 파이버의 일측면에 배치되는 제1 폴리머 전극 파이버와, 상기 압전 폴리머 파이버의 타측면에 배치되어 상기 압전 폴리머 파이버를 사이에 두고 상기 제1 폴리머 전극 파이버와 이격되게 배치되는 제2 폴리머 전극 파이버를 포함하며, 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼬아 하나의 에너지 포집 파이버를 이루는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 압전 폴리머 파이버는 압전 특성을 가지고 있는 폴리머로서, PVDF(polyvinylidene fluoride), PVDF 공중합체(copolymer) 및 세라믹 압전체와의 합성물(composite)을 형성하여 제조한 것 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버는 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가진 폴리머로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버는 폴리스틸렌, PVDF 및 PVDF 공중합체 중 어느 하나의 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가진 폴리머로 이루어진다.
한편, 본 발명에서는 상기 에너지 포집 파이버 간의 간섭을 방지하기 위하여 그 외부를 절연체로 감싸형성하는 캡핑부가 더 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버는 전기방사(electrospinning) 또는 압출성형에 의해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버와 전기적으로 연결되어 전기에너지를 저장하는 저장회로를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버는 각각 상기 저장회로의 서로 다른 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 패브릭 제조용 파이버 제조방법은 기다란 실의 형태로 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조하는 단계와, 상기 압전 폴리머 파이버의 일측면에 제1 폴리머 전극 파이버를 배치하고, 상기 압전 폴리머 파이버의 타측면에 상기 제1 폴리머 전극 파이버와 이격되게 제2 폴리머 전극 파이버를 배치하는 단계와, 상기 압전 폴리머 파이버(fiber)와 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버 간의 접촉면적을 증가시키면서 하나의 에너지 포집 파이버를 이루도록 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼬는 단계와, 상기 에너지 포집 파이버 간의 간섭을 방지하기 위해 절연체를 이용하여 캡핑하여 캡핑부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조하는 단계에서는, 전기방사(electrospinning) 또는 압출성형에 의해 상기 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버와 전기적으로 연결되어 전기에너지를 저장하는 저장회로를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 금속전극 대신 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성의 입자를 혼합하여 합성한 폴리머 전극을 이용함으로써, 전극과 압전 폴리머의 접착특성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 압전 폴리머를 제작함에 있어서, 전기방사(electrospinning) 기술을 이용하여 파이버(fiber)로 제작하면서 동시에 폴링(poling)하는 기술을 적용함으로써, 압전특성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 압전 폴리머와 폴리머 전극을 트위스트 방식으로 꼬아 한 개의 실로 만듦으로써, 압전 폴리머가 서로 쇼트되는 상황을 방지하고 압전 폴리머의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 에너지 포집소자로 패브릭을 제조할 수 있는 파이버를 제공하여 향후 기능성 의류나 에너지 포집시스템 또는 모바일기기 등에 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 패브릭 제조용 파이버를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 순차적으로 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 순차적으로 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 패브릭 제조용 파이버를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 순차적으로 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 패브릭 제조용 파이버를 제조하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 패브릭 제조용 파이버(100)는 압전현상에 의해 발생된 전기를 집적하거나 기기에 공급하기 위한 압전 폴리머를 포함하며, 상기 압전 폴리머의 상, 하부 전극으로서, 금속전극 대신 폴리머 전극을 이용한 구성을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 패브릭 제조용 파이버(100)를 이루는 압전 폴리머는 기다란 실(thread)의 형태로 이루어지는 것으로, 본 발명의 패브릭 제조용 파이버(100)는 압전 폴리머 파이버(fiber)(110)와, 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 일측면에 배치되는 제1 폴리머 전극 파이버(120)와, 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 타측면에 배치되는 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 포함한다.
상기 압전 폴리머 파이버(110)는 압전 특성을 가지고 있는 폴리머로서, 압전물질을 사용하여 제작된 섬유이거나 일반적인 압전물질(piezoelectric material)이 코팅된 섬유일 수 있다. 상기 압전물질은 예로서 PVDF(polyvinylidene fluoride), PVDF 공중합체(copolymer) 및 세라믹 압전체와의 합성물(composite)을 형성하여 제조한 것 등이 될 수 있다. 본 발명에서는 상기 압전 폴리머 파이버(110)로서, 상기 압전물질을 사용하여 제작된 압전섬유를 일실시예로 제안한다. 다른 실시예로서, 압전물질이 코팅된 섬유 또는 상기 압전섬유 및 압전물질이 코팅된 상기 섬유가 조합된 섬유가 사용될 수도 있다. 상기의 예시는 이해를 위한 예시로도 상기한 예시 이외에도 다양한 재료가 사용될 수 있다.
상기 압전물질은 기계적인 변형에 의하여 전하의 분극 현상이 생성되거나, 반대로 전기장에 의하여 기계적인 변형이 생기는 물질을 말한다. 이를 압전 효과라고 한다. 일례로, 길이의 신장과 압축이 반복되는 물체의 표면에 상기 압전물질을 배치하는 경우에 상기 길이의 변화에 따라 상기 물체의 상기 표면에 배치된 상기 압전물질은 기계적 변형을 겪을 수 있다. 상기 기계적 변형에 의하여 상기 압전물질에는 전하의 분극 현상을 발생될 수 있다. 다시 말하면, 상기 물체의 상기 표면에 상기 압전물질을 배치하고 상기 물체를 반복하여 신장하거나 압축하는 경우, 상기 물체의 상기 표면에 배치된 상기 압전물질은 인장과 압축을 반복적으로 경험하게 된다. 상기 압전물질에 인장과 압축이 반복적으로 가해지는 경우 상기 압전물질에 발생되는 상기 전하의 분극 현상은 극성이 반복적으로 바뀌게 된다. 반복적인 인장과 압축을 통해 상기 압전물질은 교류 전기 신호를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 상, 하부 전극으로서, 금속전극 대신 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 포함한다.
상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 제2 폴리머 전극 파이버(130) 역시 기다란 실의 형태를 갖는 것으로, 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)는 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 일측면에 배치되며, 상기 제2 폴리머 전극 파이버(130)는 상기 압전 폴리머 파이버(110)를 사이에 두고 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 이격되게 배치된다.
상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 제2 폴리머 전극 파이버(130)는 외력에 의한 변형으로부터 압전 폴리머 파이버(110)에 의해 생성되는 전기에너지를 외부회로에 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 일실시예로서, 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 제2 폴리머 전극 파이버(130)는 상기 전기에너지를 저장회로(도시안함)에 제공할 수 있다.
상기 저장회로는 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 제2 폴리머 전극 파이버(130)와 전기적으로 연결되어 압전 폴리머 파이버(110)가 생성하는 상기 전기에너지를 저장할 수 있다.
여기서, 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120) 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버(130)는 각각 상기 저장회로의 서로 다른 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버(120)(130)는 폴리스틸렌, PVDF 및 PVDF 공중합체 중 어느 하나에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가지는 폴리머로 이루어진다.
본 발명에서 상기 압전 폴리머 파이버(110), 제1 폴리머 전극 파이버(120) 및 제2 폴리머 전극 파이버(130)는 전기방사(electrospinning) 또는 압출성형에 의해 제조될 수 있다.
또한, 상기 압전 폴리머 파이버(110)는 압전 폴리머의 압전특성을 극대화하기 위해 전기방사(electrospinning) 기술을 이용하여 파이버(fiber)로 제작하면서 동시에 폴링(poling)하는 기술을 적용하여 압전특성을 극대화한다.
이와 같이 본 발명의 패브릭 제조용 파이버(100)는 금속전극 대신 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성의 입자를 혼합하여 합성한 폴리머 전극을 이용함으로써, 압전 폴리머와 전극 간의 접착특성을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 패브릭 제조용 파이버(100)는 압전폴리머의 효율을 증대시키도록 상기 압전 폴리머 파이버(110), 제1 폴리머 전극 파이버(120) 및 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 트위스트 방식으로 서로 꼬아 하나의 에너지 포집 파이버를 이루는 것에 특징이 있다.
즉, 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 양측면에 각각 배치된 제1 폴리머 전극 파이버(120)과 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 트위스트 방식으로 서로 꼬아 하나의 파이퍼를 만듦으로서, 상기 압전 폴리머 파이버(110)와 전극 간의 접촉면적 확대를 통해 압전 폴리머의 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 상기 파이버(100) 간의 간섭을 방지하기 위하여 그 외부를 절연체로 감싸형성하는 캡핑부(140)가 더 포함된다.
이는 본 발명에서 제공되는 파이버(100)를 이용하여 패브릭을 제조할 경우, 상기 파이버(100) 간의 간섭이 발생하지 않도록 절연하여, 패브릭의 제조가 가능하도록 하는 역할을 한다.
이와 같은 본 발명의 파이버(100)는 압전 폴리머와 폴리머 전극을 트위스트 방식으로 꼬아 한 개의 실로 만듦으로써, 모바일 기기 및 기능성 의류 등에 에너지 포집소자로 이용할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 패브릭 제조용 파이버 제조방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기다란 실의 형태로 압전 폴리머 파이버(fiber)를 제조한다(S110).
이 경우, 상기 압전 폴리머 파이버(fiber)는 전기방사(electrospinning) 또는 압출성형에 의해 제조될 수 있다.
또한, 동일한 방법으로 폴리스틸렌, PVDF 및 PVDF 공중합체 중 어느 하나에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가지는 폴리머를 이용하여 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120) 및 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 제조한다.
이후, 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 일측면에 제1 폴리머 전극 파이버(120)를 배치하고, 상기 압전 폴리머 파이버(110)의 타측면에 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120)와 이격되게 제2 폴리머 전극 파이버(130)를 배치한다(S120).
여기서, 압전 폴리머 파이버(110)의 일측면과 타측면이라 함은, 도면상에 도시된 상태를 기준으로 말한 것으로, 압전 폴리머 파이버(110)의 상, 하부와 동일한 표현으로 간주될 수 있음은 물론이다.
이후, 상기 압전 폴리머 파이버(110)와 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버(120)(130) 간의 접촉면적을 증가시키면서 하나의 에너지 포집 파이버를 이루도록 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼰다(S130).
마지막으로, 상기 에너지 포집 파이버 간의 간섭을 방지하기 위해 절연체를 이용하여 캡핑한다(S140).
여기서, 상기 제1 폴리머 전극 파이버(120) 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버(130)와 전기적으로 연결되어 전기에너지를 저장하는 저장회로를 제공하는 과정이 더 포함될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
100 : 패브릭 제조용 파이버
110 : 압전 폴리머 파이버
120 : 제1 폴리머 전극 파이버
130 : 제2 폴리머 전극 파이버
140 : 캡핑부
110 : 압전 폴리머 파이버
120 : 제1 폴리머 전극 파이버
130 : 제2 폴리머 전극 파이버
140 : 캡핑부
Claims (10)
- 기다란 실의 형태로 이루어지는 압전 폴리머 파이버(fiber);
상기 압전 폴리머 파이버의 일측면에 배치되는 제1 폴리머 전극 파이버; 및
상기 압전 폴리머 파이버의 타측면에 배치되어 상기 압전 폴리머 파이버를 사이에 두고 상기 제1 폴리머 전극 파이버와 이격되게 배치되는 제2 폴리머 전극 파이버;
를 포함하며,
상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼬아 하나의 에너지 포집 파이버를 이루고,
상기 에너지 포집 파이버 간의 간섭을 방지하기 위하여 그 외부를 절연체로 감싸형성하는 캡핑부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 청구항 1에 있어서,
상기 압전 폴리머 파이버는 압전 특성을 가지고 있는 폴리머로서, PVDF(polyvinylidene fluoride), PVDF 공중합체(copolymer) 및 세라믹 압전체와의 합성물(composite)을 형성하여 제조한 것 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버는 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가진 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버는 폴리스틸렌, PVDF 및 PVDF 공중합체 중 어느 하나의 폴리머에 카본 나노튜브, 카본 블랙 또는 전도성 입자를 섞어 합성하여 전도성을 가진 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버와 전기적으로 연결되어 전기에너지를 저장하는 저장회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 청구항 6에 있어서,
상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버는 각각 상기 저장회로의 서로 다른 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버. - 기다란 실의 형태로 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조하는 단계;
상기 압전 폴리머 파이버의 일측면에 제1 폴리머 전극 파이버를 배치하고, 상기 압전 폴리머 파이버의 타측면에 상기 제1 폴리머 전극 파이버와 이격되게 제2 폴리머 전극 파이버를 배치하는 단계;
상기 압전 폴리머 파이버(fiber)와 제1 및 제2 폴리머 전극 파이버 간의 접촉면적을 증가시키면서 하나의 에너지 포집 파이버를 이루도록 상기 압전 폴리머 파이버, 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 트위스트 방식으로 서로 꼬는 단계; 및
상기 에너지 포집 파이버 간의 간섭을 방지하기 위해 절연체를 이용하여 캡핑하여 캡핑부를 형성하는 단계;
를 포함하는 패브릭 제조용 파이버 제조방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조하는 단계에서는,
전기방사(electrospinning) 또는 압출성형에 의해 상기 압전 폴리머 파이버(fiber), 제1 폴리머 전극 파이버 및 제2 폴리머 전극 파이버를 제조하는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버 제조방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1 폴리머 전극 파이버 및 상기 제2 폴리머 전극 파이버와 전기적으로 연결되어 전기에너지를 저장하는 저장회로를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패브릭 제조용 파이버 제조방법.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101954261B1 (ko) * | 2018-07-27 | 2019-03-05 | 박태규 | 전도 기능을 구비한 섬유 구조체 |
| KR102036360B1 (ko) * | 2018-07-31 | 2019-10-24 | 한국세라믹기술원 | 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법 |
| KR102386331B1 (ko) * | 2019-04-19 | 2022-04-14 | 서울대학교산학협력단 | 압전 편조물 및 이의 제조방법 |
| JP7147999B2 (ja) * | 2019-11-26 | 2022-10-05 | 株式会社村田製作所 | 糸 |
| KR102453060B1 (ko) * | 2020-07-27 | 2022-10-07 | 한양대학교 산학협력단 | 에너지 하베스팅 섬유사 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004527131A (ja) | 2001-05-09 | 2004-09-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | スレッドを使用する能動デバイス |
| KR20110048800A (ko) * | 2009-11-03 | 2011-05-12 | 서울대학교산학협력단 | 나노구조물 센서 및 그 제조방법 |
| JP4922482B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2012-04-25 | マイクロストーン株式会社 | 圧電性ファイバおよび圧電性織物デバイス |
| KR20120056486A (ko) * | 2010-11-25 | 2012-06-04 | 서강대학교산학협력단 | 모직형 에너지 포집소자 및 그 제조방법 |
-
2012
- 2012-07-13 KR KR1020120076378A patent/KR101366133B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4922482B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2012-04-25 | マイクロストーン株式会社 | 圧電性ファイバおよび圧電性織物デバイス |
| JP2004527131A (ja) | 2001-05-09 | 2004-09-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | スレッドを使用する能動デバイス |
| KR20110048800A (ko) * | 2009-11-03 | 2011-05-12 | 서울대학교산학협력단 | 나노구조물 센서 및 그 제조방법 |
| KR20120056486A (ko) * | 2010-11-25 | 2012-06-04 | 서강대학교산학협력단 | 모직형 에너지 포집소자 및 그 제조방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101816841B1 (ko) | 2014-10-30 | 2018-01-11 | 한국생산기술연구원 | 압전성 섬유사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 직물, 의류 제품 및 피복형 압전 센서 |
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