KR101992029B1 - 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전도성 폴리머 복합체가 제공된다. 상기 전도성 폴리머 복합체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대 및 상기 뼈대의 표면에 제공된 전도성 유연 구조체를 포함하되, 상기 전도성 유연 는 전도성 물질 및 유연성 고분자가 혼재된 것으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전도성 물질은 그래핀을 포함하고, 상기 유연성 고분자는 PDMS를 포함할 수 있다.

Description

전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법 {Conductive polymer complex and fabricating method of the same}

본 발명은 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법에 관련된 것으로서, 그래핀 및 PDMS를 포함하는 구조체가 코팅된 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.

전기 전도성은 많은 장치의 작동을 위한 중요한 파라미터이다. 장치들이 소형화되어 감에 따라, 전도성 독립체 (entity)의 크기의 증가없이 전도성을 향상시키고, 나아가 크기를 감소시킬 필요가 제기되어 왔다. 전도성 멤버들의 크기는 투명 전극, 전자기파 차단 필름, 대전방지제, 태양 전지 등의 개발 및 개선에 있어서 중요한 역할을 수행한다.

최근, 전기 전도성은 금, 은 또는 구리와 같은 금속 박막 코팅이나 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 금속 산화물 코팅의 적용에 의해 투명 필름에서 달성되고 있다. ITO와 같은 투명한 전도성 산화물 필름은, 윈도우 디-아이서 (window de-icers), 열 반사체(heat reflectors), LCD, 유기 발광 다이오드(OLED), 태양 전지, 및 건축 코팅과 같은 폭넓고 다양한 적용 분야에서 사용되고 있다. 하지만, ITO 코팅은 기계적 강도가 약하고 유연성이 낮아 구 부러질 때 잘 깨지고, 쉽게 손상되는 것과 같은 많은 제한점을 갖고 있다.

게다가, ITO 코팅은 일반적으로 진공 증착을 이용하여 적용되는데, 이렇게 되면 패턴이나 서킷을 형성할 수 없다. 또한, 인듐의 높은 원가와 일부 장 치 구조에서의 화학적 안정성은 잠재적인 애플리케이션을 제한하고 있다. 보다 우수한 전도성 조절 및 기계적 특성의 충족(즉, 유연성, 확장 계수(expansion coefficient) 등)를 위해서는, 보다 유리한 기계적 특성을 갖는 대체 가능한 고전도성 물질이 필요하다. 또한, 경량이며, 저비용이며, 대면적인 제품을 추가하는 디스플레이 산 업을 고려할 때, 기존의 ITO를 개선하고 뛰어넘는 전도성 물질의 개발이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 표면적이 향상된 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고신뢰도의 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 소자에 사용되어, 사용된 소자의 효율을 향상시키는 전도성 폴리머 복합체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 전도성 폴리머 복합체 제조 방법을 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 폴리머 복합체 제조 방법은, 전도성 물질과 상기 전도성 물질을 분산시키는 제1 분산제를 포함하는 제1 베이스 용액을 준비하는 단계, 유연성 고분자와 상기 유연성 고분자를 분산시키는 제2 분산제를 포함하는 제2 베이스 용액을 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 용액, 상기 제2 베이스 용액 및 상기 유연성 고분자를 경화시키는 경화제를 혼합하여 코팅 용액을 제조하는 단계, 및 다공성 고분자 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 분산제 및 상기 제2 분산제는, 서로 같은 물질인 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 분산제 및 상기 제2 분산제는, 헥세인(hexane)인 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅 용액을 제조하는 단계는, 상기 제1 베이스 용액에 상기 제2 베이스 용액을 혼합하여 제3 베이스 용액을 준비하는 단계, 및 상기 제3 베이스 용액에 상기 경화제를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅 용액을 제조하는 단계에 있어서, 상기 제1 및 제2 분산제는 상기 경화제에 의한 상기 유연성 고분자의 경화를 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 고분자 템플레이트는 랜덤 네트워크 구조를 가지며, 상기 코팅하는 단계에서, 상기 코팅 용액은, 상기 랜덤 네트워크 구조의 표면에 코팅될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅하는 단계 이후 및 상기 전도성 유연 구조체를 획득하는 단계 사이에, 상기 경화제를 통하여 상기 유연성 고분자를 경화시키는 단계를 더 포함하고, 상기 경화시키는 단계는, 상기 다공성 고분자 플레이트에 코팅된 코팅 용액을 감압 처리하는 단계, 및 상기 감압 처리된 코팅 용액을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 상기 열처리 하는 단계에 의하여, 상기 제1 및 제2 분산제가 휘발됨에 따라 상기 경화제에 의하여 상기 유연성 고분자가 경화될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 상기 감압 처리하는 단계에 의하여, 상기 코팅 용액 내의 상기 제1 및 제2 분산제의 적어도 일부가 제거될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 베이스 용액을 준비하는 단계는, 상기 전도성 물질을 60mg 내지 260mg 준비하는 단계, 및 상기 제1 분산제를 10ml 내지 20ml를 준비하여, 상기 전도성 물질과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 베이스 용액을 준비하는 단계는, 상기 유연성 고분자를 3g 내지 3.5g 준비하는 단계, 및 상기 제2 분산제를 상기 고분자 1g 당 2ml를 준비하여, 상기 유연성 고분자와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 전도성 폴리머 복합체를 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 폴리머 복합체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대, 및 상기 뼈대의 표면에 제공된 전도성 유연 구조체를 포함하되, 상기 전도성 유연 구조체는 전도성 물질 및 유연성 고분자가 혼재된 것으로 이루어질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 물질은 그래핀을 포함하고, 상기 유연성 고분자는 PDMS를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 기공은 0.3mm 내지 0.4mm 크기인 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 전도성 물질과 상기 전도성 물질을 분산시키는 상기 제1 분산제를 포함하는 제1 베이스 용액을 준비하는 단계, 유연성 고분자와 상기 유연성 고분자를 분산시키는 제2 분산제를 포함하는 제2 베이스 용액을 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 용액, 상기 제2 베이스 용액 및 상기 유연성 고분자를 경화시키는 경화제를 혼합하여 코팅 용액을 제조하는 단계, 다공성 폴리머 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 단계, 상기 유연성 고분자를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 폴리머 복합체는 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대 및 상기 뼈대의 표면에 상기 전도성 유연 구조체가 제공된 형상을 가질 수 있다. 결과적으로, 상기 전도성 폴리머 복합체는 표면적이 넓어지게 되어, 센서, 흡수체, 커패시터 등의 소자에 사용되는 경우, 각 소자들의 효율이 향상되는 장점이 있다.

또한, 상기 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 상기 제1 분산제 및 상기 제2 분산제가 동일함에 따라, 상기 코팅 용액 내에 상기 전도성 물질 및 상기 유연성 고분자의 분산이 용이하게 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 고신뢰도의 전도성 폴리머 복합체가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 베이스 용액 및 제2 베이스 용액을 준비하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 베이스 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 베이스 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 베이스 용액을 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅 용액을 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 고분자 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유연성 고분자를 경화시키는 단계를 설명하는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체를 촬영한 사진이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 두께 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 제1 베이스 용액을 준비하는 단계(S100), 제2 베이스 용액을 준비하는 단계(S200), 코팅 용액을 제조하는 단계(S300), 다공성 고분자 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 단계(S400), 및 유연성 고분자를 경화시키는 단계(S500)를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계에 대해 설명된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 베이스 용액 및 제2 베이스 용액을 준비하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 베이스 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 베이스 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 2의 (a) 및 도 3을 참조하면, 상기 S100 단계에서, 상기 제1 베이스 용액(10)은 전도성 물질(10b) 및 제1 분산제(10a)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 분산제(10a)는 상기 전도성 물질(10b)을 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 베이스 용액(10)은, 상기 제1 분산제(10a) 내에 상기 전도성 물질(10b)이 분산된 용액일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 분산제(10a) 내에 상기 전도성 물질(10b)이 잘 분산되기 위해, ultra sonication에서 5시간 동안 처리될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 S100 단계는, 상기 전도성 물질(10b)을 60mg 내지 260mg 준비하는 단계(S110) 및 상기 제1 분산제(10a)를 10ml 내지 20ml 준비하여, 상기 전도성 물질(10b)과 혼합하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 물질(10b)은 그래핀(graphene) 예를 들어 그래핀 플레이크일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 분산제(10a)는 유기 용매 예를 들어, 헥세인(hexane)일 수 있다.

상술된 바와 달리, 상기 S110 단계에서, 상기 전도성 물질(10b)이 60mg 이하인 경우, 후술되는 전도성 유연 구조체에서 threshold가 넘지 않는 문제가 발생하여, 전류가 흐르지 않을 수 있다. 또한, 상기 전도성 물질(10b)이 260mg 이상인 경우, 상기 S500 단계에서, 상기 유연성 고분자의 경화가 용이하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

상기 S120 단계에서, 상기 제1 분산제(10a)가 10ml 이하인 경우, 상기 전도성 물질(10b)이 상기 제1 분산제(10a) 내에 용이하게 분산되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제1 분산제(10a)가 20ml 이상인 경우, 상기 S500 단계에서, 상기 유연성 고분자의 경화가 용이하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

도 2의 (b) 및 도 4를 참조하면, 상기 S200 단계에서, 상기 제2 베이스 용액(20)은 유연성 고분자(20b) 및 제2 분산제(20a)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 분산제(20a)는 상기 유연성 고분자를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 베이스 용액(20)은, 상기 제2 분산제(20a) 내에 상기 유연성 고분자(20b)가 분산된 용액일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 분산제(20a) 내에 상기 유연성 고분자(20b)가 잘 분산되기 위해, vortex mixing에서 30분 동안 처리될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 S200 단계는, 상기 유연성 고분자(20b)을 3g 내지 3.5g 준비하는 단계(S210) 및 상기 제2 분산제(20a)를 상기 고분자 1g 당 2ml 준비하여, 상기 유연성 고분자(20b)과 혼합하는 단계(S220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 고분자(20b)는 PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 분사제(20a)는, 상기 제1 분산제(10a)와 같은 헥세인(hexane)일 수 있다.

상술된 바와 달리, 상기 S210 단계에서, 상기 유연성 고분자(20b)가 3g 이하인 경우, 상기 S500 단계에서, 상기 유연성 고분자의 경화가 용이하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 유연성 고분자(20b))가 3.5g 이상인 경우, 후술되는 전도성 유연 구조체에서 전류가 흐르지 않는 문제가 발생할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅 용액을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 베이스 용액을 제조하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅 용액을 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 S300 단계는, 제3 베이스 용액(30)을 준비하는 단계(S310), 및 상기 제3 베이스 용액(30)에 경화제(40)를 혼합하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 베이스 용액(30)은 상기 제1 베이스 용액(10)에 상기 제2 베이스 용액(20)이 혼합된 용액일 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 용액(50)은, 상기 제1 베이스 용액(10), 상기 제2 베이스 용액(20), 및 상기 경화제(40)가 혼합된 용액일 수 있다.

상기 경화제(40)는, 상기 유연성 고분자(20b)를 경화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 고분자(20b)가 PDMS인 경우, 상기 경화제(40)는 Sylgard일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 유연성 고분자(20b)와 상기 경화제(40)는 10:1 의 비율로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 유연성 고분자(20b)가 3g 사용된 경우, 상기 경화제(40)는 0.3g 사용될 수 있다.

다만, 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)는 상기 경화제(40)에 의한 상기 유연성 고분자(20b)의 경화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 용액(50)이 제조되는 경우, 상기 제1 베이스 용액(10), 상기 제2 베이스 용액(20), 및 상기 경화제(40)가 혼합됨에도 불구하고, 상기 경화제(40)에 의한 상기 유연성 고분자(20b)의 경화가 방지될 수 있다.

또한, 상기 S300 단계에서, 상기 코팅 용액(50)을 제조하는 경우, 상술된 바와 같이, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 같음에 따라, 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b)가 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 혼합된 용액 내에서 용이하게 분산될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 용액(50) 내에 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b)가 잘 분산되기 위해, ultra sonication에서 1시간 동안 처리된 후, vortex mixing에서 30분 동안 처리될 수 있다.

즉, 상기 코팅 용액(50)은 상기 제1 베이스 용액(10) 및 상기 제2 베이스 용액(20)이 혼합되어 형성되는데, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 같음에 따라, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 용이하게 혼합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 분산제(10a) 내에 분산된 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 제2 분산제(20a) 내에 분산된 상기 유연성 고분자(20b)가, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 혼합된 용액 내에서 용이하게 분산될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20b)가 서로 다른 경우, 상기 코팅 용액(50)을 제조하는 과정에서, 상기 제1 베이스 용액(10) 및 상기 제2 베이스 용액(20)의 혼합이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b) 또한 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 혼합된 용액 내에서 분산이 용이하게 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다공성 고분자 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 S400 단계에서, 상기 코팅 용액(50)이 코팅된 다공성 고분자 플레이트(70)가 제조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 코팅 용액(50)이 코팅된 다공성 고분자 플레이트(70)는 상기 코팅 용액(50) 내에 상기 다공성 고분자 템플레이트(60)를 침지하는 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 고분자 템플레이트(60)는 상기 코팅 용액(50) 내에 5분의 시간 동안 침지될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 고분자 템플레이트(60)는, 랜덤 네트워크 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 고분자 템플레이트(60)는, 폴리우레탄 스폰지(PU sponge) 구조체일 수 있다. 이에 따라, 상기 S400 단계에서, 상기 코팅 용액(50)은 상기 랜덤 네트워크 구조의 표면에 코팅될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유연성 고분자를 경화시키는 단계를 설명하는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 상기 S500 단계는, 상기 다공성 고분자 플레이트(60)에 코팅된 상기 코팅 용액(50)을 감압 처리하는 단계(S510), 및 감압 처리된 상기 코팅 용액(50)을 열처리하는 단계(520)를 포함할 수 있다. 상기 S500 단계에 의해, 상기 다공성 고분자 플레이트(60)에 코팅된 상기 코팅 용액(60) 내의 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 제거되어, 상기 경화제(40)에 의해 상기 유연성 고분자(20b)가 경화될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체가 제조될 수 있다.

구체적으로, 상기 S510 단계에서 상기 코팅 용액(50)이 감압 처리됨에 따라, 상기 코팅 용액(50) 내의 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)의 적어도 일부가 휘발되어 제거될 수 있다. 또한, 상기 S510 단계에서 상기 코팅 용액(50)이 감압 처리됨에 따라, 상기 코팅 용액(50) 내의 기포가 제거될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 S510 단계에서, 상기 코팅 용액(50)은 진공 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 S510 단계에서, 상기 코팅 용액(50)은 desiccator 내에서 2시간 동안 건조될 수 있다.

상기 S510 단계 이후, 상기 S520 단계가 수행되어 상기 코팅 용액(50) 내의 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 다시 휘발되어 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 용액(50) 내의 상기 유연성 고분자(20b)가 열처리되어, 상기 경화제(40)에 의해 경화될 수 있다. 예를 들어, 상기 S520 단계에서, 상기 코팅 용액(50)은 오븐 내에서 85℃의 온도로 6시간 동안 열처리될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 S510 및 상기 S520 단계가 수행되어, 상기 유연성 고분자(20b)가 경화됨에 따라, 상기 다공성 고분자 플레이트(60)의 표면에 전도성 유연 구조체(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 전도성 유연 구조체는, 상기 코팅 용액(50) 에서 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 제거된 것일 수 있다. 즉, 상기 전도성 유연 구조체는, 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b)를 포함하되, 상기 경화제(40)에 의하여 경화된 상태일 수 있다.

즉, 상기 전도성 폴리머 복합체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대 및 상기 뼈대의 표면에 제공된 전도성 유연 구조체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 뼈대는 상기 다공성 고분자 템플레이트(60)일 수 있다. 또한, 상기 전도성 유연 구조체는 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b)가 혼재된 것으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 기공은 0.3mm 내지 0.4mm의 크기로 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체를 촬영한 사진이다.

도 10을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체를 SEM(scanning electron microscope)촬영하였다. 도 10에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체는, 내부에 기공(H)이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대(S) 및 상기 뼈대(S)의 표면에 전도성 유연 구조체가 제공되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 상기 전도성 물질(10b)과 상기 전도성 물질(10b)을 분산시키는 상기 제1 분산제(10a)를 포함하는 상기 제1 베이스 용액(10)을 준비하는 단계, 상기 유연성 고분자(20b)와 상기 유연성 고분자(20b)를 분산시키는 상기 제2 분산제(20a)를 포함하는 상기 제2 베이스 용액(20)을 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 용액(10), 상기 제2 베이스 용액(20) 및 상기 유연성 고분자(20b)를 경화시키는 상기 경화제(40)를 혼합하여 상기 코팅 용액(50)을 제조하는 단계, 상기 다공성 폴리머 템플레이트(60)에 상기 코팅 용액(50)을 코팅하는 단계, 상기 유연성 고분자를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 전도성 폴리머 복합체는 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대 및 상기 뼈대의 표면에 상기 전도성 유연 구조체가 제공된 형상을 가질 수 있다. 결과적으로, 상기 전도성 폴리머 복합체는 표면적이 넓어지게 되어, 센서, 흡수체, 커패시터 등의 소자에 사용되는 경우, 각 소자들의 효율이 향상되는 장점이 있다.

또한, 상기 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법에 따르면, 코팅 용액이 제1, 제2 베이스 용액 및 경화제가 혼합된 것으로 이루어지고, 혼합된 상태에서 다공성 플레이트에 제공되기 때문에, 다공성 플레이트의 표면에 전도성 물질, 유연성 고분자 및 경화제가 고르게 혼재된 상태로 제공될 수 있다.

또한, 상기 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체의 제조 방법은, 상기 제1 분산제(10a) 및 상기 제2 분산제(20a)가 동일함에 따라, 상기 코팅 용액(50) 내에 상기 전도성 물질(10b) 및 상기 유연성 고분자(20b)의 분산이 용이하게 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 고신뢰도의 전도성 폴리머 복합체가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 폴리머 복합체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대 및 뼈대의 표면에 제공된 전도성 유연 구조체를 포함하되, 상기 전도성 유연 구조체는 전도성 물질 및 유연성 고분자가 혼재된 것으로 이루어진다. 기공의 존재에 따라 전도성 물질의 비 표면적이 증가하므로 물리적, 전기적 특성이 향상될 수 있다. 또한, 기공 뿐 아니라 유연성 고분자가 전도성 물질과 혼재되어 있기 때문에, 복원력 및 유연성의 기계적 특성이 향상될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10: 제1 베이스 용액
10a, 10b: 전도성 물질, 제1 분산제
20: 제2 베이스 용액
20a, 20b: 유연성 고분자, 제2 분산제
30: 제3 베이스 용액
40: 경화제
50: 코팅 용액
60: 다공성 폴리머 템플레이트
70: 코팅 용액이 코팅된 다공성 폴리머 템플레이트

Claims (14)

1. 전도성 물질과 상기 전도성 물질을 분산시키는 제1 분산제를 포함하는 제1 베이스 용액을 준비하는 단계;
   유연성 고분자와 상기 유연성 고분자를 분산시키되, 상기 제1 분산제와 동일한 물질로 이루어진 제2 분산제를 포함하는 제2 베이스 용액을 준비하는 단계;
   상기 제1 베이스 용액, 상기 제2 베이스 용액 및 상기 유연성 고분자를 경화시키는 경화제를 혼합하여 코팅 용액을 제조하는 단계;
   다공성 고분자 템플레이트에 상기 코팅 용액을 코팅하는 단계; 및
   상기 경화제를 통하여 상기 유연성 고분자를 경화시키는 단계;를 포함하며,
   상기 경화시키는 단계에 의하여, 상기 제1 분산제 및 상기 제2 분산제가 휘발되면서 상기 경화제에 의하여 상기 유연성 고분자가 경화되는, 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 분산제 및 상기 제2 분산제는, 헥세인(hexane)인 것을 포함하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 코팅 용액을 제조하는 단계는,
   상기 제1 베이스 용액에 상기 제2 베이스 용액을 혼합하여 제3 베이스 용액을 준비하는 단계; 및
   상기 제3 베이스 용액에 상기 경화제를 혼합하는 단계를 포함하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 코팅 용액을 제조하는 단계에 있어서,
   상기 제1 및 제2 분산제는 상기 경화제에 의한 상기 유연성 고분자의 경화를 방지하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 다공성 고분자 템플레이트는 랜덤 네트워크 구조를 가지며,
   상기 코팅하는 단계에서,
   상기 코팅 용액은, 상기 랜덤 네트워크 구조의 표면에 코팅되는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 경화시키는 단계는, 상기 다공성 고분자 플레이트에 코팅된 코팅 용액을 감압 처리하는 단계를 더 포함하며,
   상기 감압 처리하는 단계에 의하여, 상기 코팅 용액 내의 상기 제1 및 제2 분산제의 적어도 일부가 제거되는 것을 포함하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 용액을 준비하는 단계는,
    상기 전도성 물질을 60mg 내지 260mg 준비하는 단계, 및
    상기 제1 분산제를 10ml 내지 20ml를 준비하여, 상기 전도성 물질과 혼합하는 단계를 포함하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 베이스 용액을 준비하는 단계는,
    상기 유연성 고분자를 3g 내지 3.5g 준비하는 단계, 및
    상기 제2 분산제를 상기 고분자 1g 당 2ml를 준비하여, 상기 유연성 고분자와 혼합하는 단계를 포함하는 전도성 폴리머 복합체 제조 방법.
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

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