KR102036360B1 - Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same - Google Patents
Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102036360B1 KR102036360B1 KR1020180089016A KR20180089016A KR102036360B1 KR 102036360 B1 KR102036360 B1 KR 102036360B1 KR 1020180089016 A KR1020180089016 A KR 1020180089016A KR 20180089016 A KR20180089016 A KR 20180089016A KR 102036360 B1 KR102036360 B1 KR 102036360B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductive
- piezoelectric
- yarn
- core
- shell structure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/36—Cored or coated yarns or threads
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/26—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre with characteristics dependent on the amount or direction of twist
- D02G3/28—Doubled, plied, or cabled threads
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
- D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
Abstract
Description
본 발명은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직물에 직접 바느질하여 이질감을 줄이고 접촉력을 증가시켜 굽힘 유연성을 향상시킬 수 있는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a conductive piezoelectric core-shell structure of the core-shell structure that can be directly sewn into the fabric to reduce heterogeneity and increase contact force to improve bending flexibility. It relates to a fiber weaving yarn and a method for producing the same.
압전 세라믹은 전자산업과 메카트로닉스 분야에서 중요한 역할을 하며, 초음파 송수신용, 비파괴용 초음파 트랜스듀스, 어군 탐지기, 광세트, 광변조기 컬러필터, 연소가스 조정용 액추에이터를 비롯한 특수용 압전체에 이용된다.Piezoelectric ceramics play an important role in the electronics industry and mechatronics. They are used in special piezoelectric materials, including ultrasonic transmission and reception, nondestructive ultrasonic transducers, fish detectors, light sets, optical modulator color filters, and actuators for flue gas adjustment.
이러한 세라믹을 이용해서 압전효과를 이용한 액츄에이터(actuator), 주파수 출력형 센서(frequency output sensor), 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer), 진동자(resonator) 등의 여러 전자소자로서 압전 세라믹스의 활용에 대한 연구가 광범위하게 이루어져 왔다.A study on the use of piezoelectric ceramics as various electronic devices such as actuators, frequency output sensors, piezoelectric transducers, and resonators using piezoelectric effects using such ceramics It has been done extensively.
이러한 압전 세라믹은 우수한 압전 및 유전 특성을 가지고 있어 여러 분야에 널리 사용되고 있으나, 세라믹의 약한 강도와 곡선형상의 어려움, 벌크 형태로 인한 디바이스 내의 일정 공간을 차지한다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 압전 나노섬유를 제조할 시, 뛰어난 압전 성능과 휘거나 구부렸을 때 박막에 비해 구조적 손상이 훨씬 덜 하고, 압전 섬유를 연신이 가능한 기판(substrate)에 받아서 소자를 만들 경우 펼 수 있는(stretchable) 소자 제작도 가능하여 이와 관련한 많은 연구가 진행되고 있다.Such piezoelectric ceramics are widely used in various fields because they have excellent piezoelectric and dielectric properties, but have a disadvantage in that they occupy a certain space in the device due to the weak strength of the ceramic, the difficulty of the curved shape, and the bulk shape. Therefore, when manufacturing piezoelectric nanofibers, excellent piezoelectric performance and structural damage are much less than thin films when bent or bent, and can be stretched when the device is made by receiving the piezoelectric fibers on a stretchable substrate. A lot of researches are being conducted on this.
최근에는 압전 나노섬유를 이용하여 신체 움직임에 따른 출력 전압을 측정하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, researches to measure output voltage according to body movement using piezoelectric nanofibers have been actively conducted.
그러나, 대부분의 압전 나노섬유는 금속 전극을 연결하고, 압전 나노섬유를 보호하기 위해 폴리이미드(PI)나 폴리디메틸실록산(PDMS) 등으로 표면 코팅 처리하여 사용하였고, 이로 인해 신체에 부착하였을 때 이질감 혹은 접촉력에 문제가 생겼다. 또한, 표면을 코팅함으로써 섬유의 유연성이 저하되는 문제도 발생하였다.However, most piezoelectric nanofibers are used by surface coating treatment with polyimide (PI) or polydimethylsiloxane (PDMS) to connect the metal electrodes and protect the piezoelectric nanofibers, resulting in heterogeneity when attached to the body. Or problem with contact force. In addition, there is a problem that the flexibility of the fiber is reduced by coating the surface.
한편, 표면에 코팅 처리를 실시하지 않고 제작된 압전 실의 경우에는 제조가 복잡하고 전극으로 금속물질을 사용함으로써 두께가 증가하여 직물에 직접 바느질하기 어렵고, 굽힘 유연성이 떨어지며, 굽힘 운동을 할 때 금속 전극의 취성 때문에 내구성이 저하되는 문제가 있었다.On the other hand, in the case of piezoelectric yarns manufactured without coating on the surface, the manufacturing is complicated and the thickness is increased by using a metal material as an electrode, which makes it difficult to sew directly into the fabric, and the bending flexibility is inferior. Due to the brittleness of the electrode, there was a problem that durability is lowered.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0108615호(2017.09.27. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 압전섬유를 이용하는 타이어코드와 스판덱스, 이를 이용하는 에너지 하베스팅 장치 및 그 제조방법이 기재되어 있다.Related prior arts are Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0108615 (published on September 27, 2017), which discloses a tire cord and spandex using piezoelectric fibers, an energy harvesting apparatus using the same, and a manufacturing method thereof. It is.
본 발명의 목적은 직물에 직접 바느질하여 이질감을 줄이고 접촉력을 증가시켜 굽힘 유연성을 향상시킬 수 있는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a core-shell structured conductive piezoelectric filament and a method of manufacturing the same, which can be directly sewn into a fabric to reduce heterogeneity and increase contact force to improve bending flexibility.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 제1 전도성 실과, 상기 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사; 및 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 한 가닥 이상이 꼬임 구조로 합사된 제2 전도성 실;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A conductive piezoelectric fiber pliers of the core-shell structure according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a conductive piezoelectric fiber yarn having a first conductive yarn and a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn; And a second conductive thread in which at least one strand is twisted in a twisted structure on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn.
이때, 상기 제1 전도성 실은 내부 전극으로 사용되고, 상기 제2 전도성 실은 외부 전극으로 사용된다.In this case, the first conductive seal is used as an inner electrode, and the second conductive seal is used as an external electrode.
상기 제2 전도성 실은 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 2가닥이 꼬임 구조로 합사되는 것이 바람직하다.Preferably, the second conductive yarn is spliced in two twisted structures on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn.
상기 압전 나노섬유 시트는 고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함한다.The piezoelectric nanofiber sheet includes a polymer resin: 30 to 50% by weight and a lead-free piezoelectric ceramic powder: 50 to 70% by weight.
상기 무연 압전 세라믹 분말은 BiNaTiO3(BNT)계, BiNaTiO3(BNT)-SrTiO3(BNT-ST)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The lead-free piezoelectric ceramic powder is selected from BiNaTiO 3 (BNT), BiNaTiO 3 (BNT) -SrTiO 3 (BNT-ST), Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT), and BiKTiO 3 (BKT). It is preferable to include species or more.
상기 전도성 압전섬유 합사는 직물에 직접 바느질하여 사용된다.The conductive piezoelectric fiber yarn is used by sewing directly on the fabric.
상기 전도성 압전섬유 합사는 상기 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것이 바람직하다.When the conductive piezoelectric fiber yarn is sewn to the fabric, it is preferable to apply pressure under a condition of 50 kPa or less.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법은 (a) 압전 나노섬유 시트를 형성하는 단계; (b) 상기 압전 나노섬유 시트로 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸도록 트와이닝(twining)을 실시하여 전도성 압전 섬유사를 형성하는 단계; 및 (c) 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 한 가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a conductive piezoelectric fiber plied yarn having a core-shell structure according to an embodiment of the present invention includes: (a) forming a piezoelectric nanofiber sheet; (b) forming a conductive piezoelectric fiber yarn by twining the piezoelectric nanofiber sheet to surround the outer surface of the first conductive yarn; And (c) forming at least one strand of at least one second conductive thread outside the conductive piezoelectric fiber yarn in a twisted structure to form a conductive piezoelectric fiber yarn having a core-shell structure.
이때, 상기 (a) 단계는, (a-1) 고분자 수지를 용매에 첨가하여 교반한 후, 무연 압전 세라믹 분말을 첨가하여 세라믹-고분자 복합 용액을 형성하는 단계; 및 (a-2) 상기 세라믹-고분자 복합 용액을 토출시켜 기재 상에 전기방사한 후, 건조하여 압전 나노섬유 시트를 형성하는 단계;를 포함한다.At this time, the step (a), (a-1) after adding the polymer resin to the solvent and stirring, adding a lead-free piezoelectric ceramic powder to form a ceramic-polymer composite solution; And (a-2) discharging the ceramic-polymer composite solution to electrospin onto a substrate and then drying to form a piezoelectric nanofiber sheet.
상기 압전 나노섬유 시트는 고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함한다.The piezoelectric nanofiber sheet includes a polymer resin: 30 to 50% by weight and a lead-free piezoelectric ceramic powder: 50 to 70% by weight.
상기 무연 압전 세라믹 분말은 BiNaTiO3(BNT)계, BiNaTiO3(BNT)-SrTiO3(BNT-ST)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함한다.The lead-free piezoelectric ceramic powder is selected from BiNaTiO 3 (BNT), BiNaTiO 3 (BNT) -SrTiO 3 (BNT-ST), Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT), and BiKTiO 3 (BKT). Include more than one species.
상기 (a-2) 단계에서, 상기 기재는 1,000 ~ 3,000rpm의 속도로 회전시키는 것이 바람직하다.In the step (a-2), the substrate is preferably rotated at a speed of 1,000 ~ 3,000rpm.
상기 제1 전도성 실은 내부 전극으로 사용되고, 상기 제2 전도성 실은 외부 전극으로 사용된다.The first conductive seal is used as an inner electrode, and the second conductive seal is used as an external electrode.
상기 제2 전도성 실은 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 2가닥을 꼬임 구조로 합사하는 것이 바람직하다. It is preferable that the second conductive yarn is braided in a twisted structure with two strands on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn.
상기 전도성 압전섬유 합사는 상기 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것이 바람직하다.When the conductive piezoelectric fiber yarn is sewn to the fabric, it is preferable to apply pressure under a condition of 50 kPa or less.
본 발명에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법은 제1 전도성 실과, 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 1가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하는 것에 의해, 직물에 직접 바느질하여 사용하는 것이 가능해질 수 있다.A conductive piezoelectric fiber plied yarn of the core-shell structure according to the present invention and a method for manufacturing the same include at least one second strand on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn having a first conductive yarn and a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn. By weaving the conductive thread into a twisted structure, it may be possible to sew and use the fabric directly on the fabric.
이 결과, 본 발명에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 직물에 직접 바느질하여 이질감을 줄이고 접촉력을 증가시켜 굽힘 유연성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전도성 압전 섬유사의 코어인 제1 전도성 실이 내부 전극으로 사용되고, 전도성 압전 섬유사의 외측에 트위스트 형태로 합사된 제2 전도성 실이 외부 전극으로 사용되므로, 기존의 금속 전극보다 내구성이 우수하고, 유연성 또한 향상시킬 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.As a result, the conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure according to the present invention can be sewn directly to the fabric to reduce heterogeneity and increase contact force to improve bending flexibility, and the first conductive yarn which is the core of the conductive piezoelectric fiber yarn Since the second conductive yarn used as the inner electrode and twisted in a twisted shape on the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn is used as the outer electrode, it has a structural advantage that is more durable than the existing metal electrode and also improves flexibility.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 전도성 압전 섬유사의 절단면을 확대하여 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 압전 나노섬유 시트를 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 나타낸 실측 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 6은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 7은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 굽힘 유효면적에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 8은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 간격에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 9는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 압력에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 직물에 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 바느질한 상태에서 압력을 가한 상태를 나타낸 실측 사진.
도 11은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 신체 움직임에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 이미지.
도 12는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 압력을 가했을 시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 이미지.1 is a perspective view showing a conductive piezoelectric fiber yam of a core-shell structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a cut surface of the conductive piezoelectric fiber yarn of FIG. 1. FIG.
Figure 3 is a photograph showing the piezoelectric nanofiber sheet of Figure 2;
Figure 4 is a measurement photograph showing the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a process flow chart illustrating a method of manufacturing a conductive piezoelectric fiber yarn of a core-shell structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the results of measuring the output voltage according to the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
Figure 7 is a graph showing the results of measuring the output voltage during the bending motion according to the bending effective area of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
Figure 8 is a graph showing the results of measuring the output voltage during the bending motion according to the spacing of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
Figure 9 is a graph showing the result of measuring the output voltage according to the pressure of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
FIG. 10 is a photograph showing a state in which pressure is applied in a state in which a conductive piezoelectric fiber yarn of a core-shell structure is sewn on a fabric;
11 is an image showing the results of measuring the output voltage according to the body movement of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
12 is an image showing the results of measuring the output voltage when the pressure is applied to the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 전도성 압전 섬유사의 절단면을 확대하여 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a conductive piezoelectric fiber yarn of a core-shell structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged perspective view of the cut surface of the conductive piezoelectric fiber yarn of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사(100)는 전도성 압전 섬유사(120) 및 제2 전도성 실(140)을 포함한다.1 and 2, the conductive
전도성 압전 섬유사(120)는 제1 전도성 실(122)과, 제1 전도성 실(122)의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트(124)를 갖는다.The conductive
제1 전도성 실(122)은 내부 코어로 사용된다. 이에 따라, 제1 전도성 실(122)은 전도성 압전 섬유사(120)의 내부 중앙에 배치된다. 이러한 제1 전도성 실(122)은 0.01 ~ 1mm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The first
압전 나노섬유 시트(124)는 제1 전도성 실(122)의 외측 표면 전체를 감싸는 형태로 트와이닝(twining)된다. 이에 따라, 압전 나노섬유 시트(124)가 제1 전도성 실(122)의 외측 표면 전체를 감싸 피복하게 되고, 제1 전도성 실(122)은 내부 전극의 역할을 수행하게 된다.The
한편, 도 3은 도 2의 압전 나노섬유 시트를 나타낸 사진으로, 이를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.On the other hand, Figure 3 is a photograph showing the piezoelectric nanofiber sheet of Figure 2, with reference to this will be described in more detail.
도 3에 도시된 바와 같이, 압전 나노섬유 시트(124)는 고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함한다.As shown in FIG. 3, the
이때, 고분자 수지로는 일 예로 PVDF(polyvinyleden floride) 또는 PVDF-TrFE (polyvinyleden floride-trifluoroethylene)가 이용될 수 있다. 이와 같이, 고분자 수지로 PVDF 또는 PVDF-TrFE를 이용하게 되면, 섬유 형상 안전화로 유연성, 탄력성 등의 특성 면에서 우수한 물성을 확보할 수 있다. 즉, PVDF 또는 PVDF-TrFE의 경우, 압전 성능은 세라믹 대비 떨어지지만 유연성이 뛰어나 압전 고분자 복합화를 통한 시너지 효과를 도모하는데 유리하다. 또한, 본 발명에서는 소수성 고분자 물질인 PVDF 또는 PVDF-TrFE를 이용하기 때문에, 습도에 굉장히 민감한 공정인 전기방사 공정시에도 안정적인 작업이 진행될 수 있다.In this case, as the polymer resin, for example, polyvinyleyle floride (PVDF) or polyvinyleden floride-trifluoroethylene (PVDF-TrFE) may be used. As described above, when PVDF or PVDF-TrFE is used as the polymer resin, it is possible to secure excellent physical properties in terms of flexibility, elasticity, and the like due to fiber shape safety. That is, in the case of PVDF or PVDF-TrFE, piezoelectric performance is inferior to that of ceramics, but it is excellent in flexibility, which is advantageous for synergistic effect through piezoelectric polymer compounding. In addition, in the present invention, since the hydrophobic polymer material PVDF or PVDF-TrFE is used, a stable operation may be performed even during the electrospinning process, which is a very sensitive process to humidity.
또한, 무연 압전 세라믹 분말은 환경 유해 규제 물질인 납이 첨가되지 않는 BNT계 무연 압전 세라믹 분말을 적용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명에서는 BNT계 무연 압전 세라믹 분말을 이용하는 것을 통해 인체에 무해하면서도 저전압에서 높은 압전 성능을 확보할 수 있게 된다.In addition, it is preferable that the lead-free piezoelectric ceramic powder is a BNT-based lead-free piezoelectric ceramic powder to which lead, which is an environmentally harmful substance, is not added. Thus, in the present invention, by using the BNT-based lead-free piezoelectric ceramic powder, it is possible to ensure high piezoelectric performance at low voltage while being harmless to the human body.
구체적으로, 무연 압전 세라믹 분말은 BiNaTiO3(BNT)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, BNT계 무연 압전 세라믹이라 함은 BNT, BNKT, BKT를 모두 포함하는 것으로 통용되어 사용된다.Specifically, the lead-free piezoelectric ceramic powder may include at least one selected from BiNaTiO 3 (BNT) -based, Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT) -based, and BiKTiO 3 (BKT) -based. In this case, the BNT-based lead-free piezoelectric ceramic is commonly used to include all of BNT, BNKT, and BKT.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 제2 전도성 실(140)은 전도성 압전 섬유사(120)의 외측에 적어도 한 가닥 이상이 꼬임 구조로 합사된다. 이때, 제2 전도성 실(140)은, 제1 전도성 실(122)과 마찬가지로, 0.01 ~ 1mm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Referring again to FIGS. 1 and 2, the second
이러한 제2 전도성 실(140)은 전도성 압전 섬유사(120)와 꼬임 구조로 합사되어, 제1 전도성 실(122)을 감싸는 압전 나노섬유 시트(124)의 일부와 트위스트 형태로 맞닿게 된다.The second
이에 따라, 제2 전도성 실(140)은 압전 나노섬유 시트(124)에 의해 제1 전도성 실(122)과는 전기적으로 분리된다.Accordingly, the second
특히, 제2 전도성 실(140)은 전도성 압전 섬유사(120)의 외측에 2가닥이 꼬임 구조로 합사되는 것이 바람직하다. 이러한 제2 전도성 실(140)은 외부 전극의 역할을 수행하게 된다.In particular, it is preferable that the second
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 나타낸 실측 사진이다.On the other hand, Figure 4 is a measurement photograph showing the conductive piezoelectric fiber yam of the core-shell structure according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사(100)에 대한 실측 사진을 나타내고 있다. 이때, 제1 전도성 실 및 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사(120)의 외측에 2가닥의 제2 전도성 실(140)이 꼬임 구조로 합사되어 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 4, it shows a measured picture of the conductive piezoelectric fiber plied
전술한 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 제1 전도성 실과, 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 1가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하는 것에 의해, 직물에 직접 바느질하여 사용하는 것이 가능해질 수 있다.At least one strand of the conductive piezoelectric fiber pliers of the core-shell structure according to the above-described embodiment of the present invention has a first conductive yarn and a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn. By twisting the conductive yarns in a twisted structure, it may be possible to sew and use them directly on the fabric.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 직물에 직접 바느질하여 이질감을 줄이고 접촉력을 증가시켜 굽힘 유연성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전도성 압전 섬유사의 코어인 제1 전도성 실이 내부 전극으로 사용되고, 전도성 압전 섬유사의 외측에 트위스트 형태로 합사된 제2 전도성 실이 외부 전극으로 사용되므로, 기존의 금속 전극보다 내구성이 우수하고, 유연성 또한 향상시킬 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.As a result, the conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure according to the embodiment of the present invention can be sewn directly on the fabric to reduce heterogeneity and increase contact force, thereby improving bending flexibility, and also being the core of the conductive piezoelectric fiber yarn. Since the conductive thread is used as the inner electrode and the second conductive thread twisted outside the conductive piezoelectric fiber yarn is used as the outer electrode, it has a structural advantage that is more durable than conventional metal electrodes and also improves flexibility. Have
또한, 본 발명에서는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것이 바람직하다는 것을 알아내었다.In addition, in the present invention, it was found that it is preferable to apply pressure under the condition of 50 kPa or less when the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure is sewn to the fabric.
또한, 본 발명에서는 BNT계 압전 나노섬유 시트를 이용하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 제작하고, 직물에 직접 바느질한 후 출력 전압 값을 측정한 결과 에너지 하베스터 또는 센서로 활용하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.In addition, in the present invention, using a BNT-based piezoelectric nanofiber sheet to produce a conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure, and directly sew into the fabric and then measured the output voltage value can be used as an energy harvester or sensor It was confirmed.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a conductive piezoelectric fiber plywood of a core-shell structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.5 is a process flow chart illustrating a method of manufacturing a conductive piezoelectric fiber spliced yarn of a core-shell structure according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법은 압전 나노섬유 시트 형성 단계(S110), 트와이닝 단계(S120) 및 합사 단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the conductive piezoelectric fiber yam manufacturing method of the core-shell structure according to the embodiment of the present invention includes a piezoelectric nanofiber sheet forming step (S110), a twining step (S120), and a stepping step (S130). do.
압전 나노섬유 시트 형성Piezoelectric Nanofiber Sheet Formation
압전 나노섬유 시트 형성 단계(S110)에서는 고분자 수지를 용매에 첨가하여 교반한 후, 무연 압전 세라믹 분말을 첨가하여 세라믹-고분자 복합 용액을 형성하고 나서, 세라믹-고분자 복합 용액을 토출시켜 기재 상에 전기방사하고 건조하여 압전 나노섬유 시트를 형성한다.In the piezoelectric nanofiber sheet forming step (S110), after the polymer resin is added to the solvent and stirred, the lead-free piezoelectric ceramic powder is added to form a ceramic-polymer composite solution, and then the ceramic-polymer composite solution is discharged to form an electric charge on the substrate. Spin and dry to form a piezoelectric nanofiber sheet.
이때, 고분자 수지로는 PVDF(polyvinyleden floride) 또는 PVDF-TrFE (polyvinyleden floride-trifluoroethylene)가 이용될 수 있다. 이와 같이, 고분자 수지로 PVDF 또는 PVDF-TrFE를 이용하게 되면, 섬유 형상 안전화로 유연성, 탄력성 등의 특성 면에서 우수한 물성을 확보할 수 있다. 즉, PVDF 또는 PVDF-TrFE의 경우, 압전 성능은 세라믹 대비 떨어지지만 유연성이 뛰어나 압전 고분자 복합화를 통한 시너지 효과를 도모하는데 유리하다. 또한, 본 발명에서는 소수성 고분자 물질인 PVDF 또는 PVDF-TrFE를 이용하기 때문에, 습도에 굉장히 민감한 공정인 전기방사 공정시에도 안정적인 작업이 진행될 수 있다.In this case, as the polymer resin, PVDF (polyvinyleden floride) or PVDF-TrFE (polyvinyleden floride-trifluoroethylene) may be used. As described above, when PVDF or PVDF-TrFE is used as the polymer resin, it is possible to secure excellent physical properties in terms of flexibility, elasticity, and the like due to fiber shape safety. That is, in the case of PVDF or PVDF-TrFE, piezoelectric performance is inferior to that of ceramics, but it is excellent in flexibility, which is advantageous for synergistic effect through piezoelectric polymer compounding. In addition, in the present invention, since the hydrophobic polymer material PVDF or PVDF-TrFE is used, a stable operation may be performed even during the electrospinning process, which is a very sensitive process to humidity.
용매로는 DMF(dimethylformamide) + 아세톤(acetone)의 혼합 용매가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A mixed solvent of DMF (dimethylformamide) + acetone may be used as the solvent, but is not limited thereto.
또한, 무연 압전 세라믹 분말은 환경 유해 규제 물질인 납이 첨가되지 않는 BNT계 무연 압전 세라믹 분말을 적용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명에서는 BNT계 무연 압전 세라믹 분말을 이용하는 것을 통해 인체에 무해하면서도 저전압에서 높은 압전 성능을 확보할 수 있게 된다.In addition, it is preferable that the lead-free piezoelectric ceramic powder is a BNT-based lead-free piezoelectric ceramic powder to which lead, which is an environmentally harmful substance, is not added. Thus, in the present invention, by using the BNT-based lead-free piezoelectric ceramic powder, it is possible to ensure high piezoelectric performance at low voltage while being harmless to the human body.
구체적으로, 무연 압전 세라믹 분말은 BiNaTiO3(BNT)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, BNT계 무연 압전 세라믹이라 함은 BNT, BNKT, BKT를 모두 포함하는 것으로 통용되어 사용된다.Specifically, the lead-free piezoelectric ceramic powder may include at least one selected from BiNaTiO 3 (BNT) -based, Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT) -based, and BiKTiO 3 (BKT) -based. In this case, the BNT-based lead-free piezoelectric ceramic is commonly used to include all of BNT, BNKT, and BKT.
본 단계에서, 전기방사는 세라믹-고분자 복합 용액을 시린지에 투입한 후, 시린지 펌프를 이용하여 기재 상에 0.5 ~ 3.0ml/hr의 속도로 토출시키는 방식으로 실시하게 된다.In this step, the electrospinning is carried out by injecting the ceramic-polymer composite solution into the syringe, and then discharged on the substrate at a rate of 0.5 ~ 3.0ml / hr using a syringe pump.
특히, 전기방사는 방사 전압 : 10 ~ 15kV 및 방사 거리 : 5 ~ 15cm 조건으로 실시하는 것이 바람직하며, 노즐 팁의 직경은 20 ~ 30G인 것이 이용될 수 있다. 여기서, 방사 거리는 방사 대상물인 기재(P)와 노즐 팁 간의 이격 거리를 의미한다. 이러한 전기방사시, 기재는 집결판 상에 안착되며, 집결판 상에 안착되는 기재는 1,000 ~ 3,000rpm의 속도로 회전시키는 것이 바람직하다.In particular, the electrospinning is preferably carried out under the condition of a radiation voltage: 10 ~ 15kV and a radiation distance: 5 ~ 15cm, it can be used that the diameter of the nozzle tip is 20 ~ 30G. Here, the spinning distance refers to the separation distance between the substrate (P) that is the spinning object and the nozzle tip. In such electrospinning, the substrate is seated on the collecting plate, and the substrate seated on the collecting plate is preferably rotated at a speed of 1,000 to 3,000 rpm.
건조는 60 ~ 80℃에서 20 ~ 30시간 동안 실시될 수 있다. 본 단계에서, 건조 과정을 실시하는 것에 의해 용매가 휘발되어 제거된다. 이러한 건조 과정 이후, 압전 나노섬유 시트는 고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함한다.Drying may be carried out at 60 to 80 ° C. for 20 to 30 hours. In this step, the solvent is volatilized and removed by performing a drying process. After this drying process, the piezoelectric nanofiber sheet includes a polymer resin: 30 to 50% by weight and a lead-free piezoelectric ceramic powder: 50 to 70% by weight.
특히, 무연 압전 세라믹 분말의 첨가량이 압전 나노섬유 시트 전체 중량의 50 중량% 미만일 경우에는 유연성 확보에는 유리하나, 압전 성능 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 무연 압전 세라믹 분말의 첨가량이 압전 나노섬유 시트 전체 중량의 70 중량%를 초과할 경우에는 압전 성능 측면에서는 유리하나, 섬유 형태의 성질에 따라 취성이 증가하여 취급성에 어려움이 따를 뿐만 아니라, 유연성이 저하되는 문제를 유발한다.In particular, when the amount of lead-free piezoelectric ceramic powder is less than 50% by weight of the total weight of the piezoelectric nanofiber sheet, it is advantageous to secure flexibility, but it may be difficult to secure piezoelectric performance. On the contrary, when the amount of lead-free piezoelectric ceramic powder exceeds 70% by weight of the total weight of the piezoelectric nanofiber sheet, it is advantageous in terms of piezoelectric performance. However, the brittleness increases depending on the properties of the fiber, which leads to difficulty in handling and flexibility This causes the problem to be degraded.
트와이닝Twining
트와이닝 단계(S120)에서는 압전 나노섬유 시트로 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸도록 트와이닝(twining)을 실시하여 전도성 압전 섬유사를 형성한다.In the twining step (S120), the piezoelectric nanofiber sheet is twined to surround the outer surface of the first conductive yarn to form a conductive piezoelectric fiber yarn.
이에 따라, 전도성 압전 섬유사는 제1 전도성 실과, 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는다.Accordingly, the conductive piezoelectric fiber yarns have a first conductive yarn and a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn.
여기서, 제1 전도성 실은 내부 코어로 사용된다. 이에 따라, 제1 전도성 실은 전도성 압전 섬유사의 내부 중앙에 배치된다. 이러한 제1 전도성 실은 0.01 ~ 1mm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Here, the first conductive seal is used as the inner core. Accordingly, the first conductive yarn is disposed at the inner center of the conductive piezoelectric fiber yarn. The first conductive seal may have a diameter of 0.01 to 1 mm, but is not limited thereto.
합사Sergeant
합사 단계(S130)에서는 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 한 가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 형성한다.In the step of synthesizing (S130), the at least one strand of the second conductive yarn is spliced in a twisted structure to the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn to form a conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
이때, 제2 전도성 실은, 제1 전도성 실과 마찬가지로, 0.01 ~ 1mm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 제2 전도성 실은 전도성 압전 섬유사와 꼬임 구조로 합사되어, 제1 전도성 실을 감싸는 압전 나노섬유 시트의 일부와 트위스트 형태로 맞닿게 된다.At this time, the second conductive yarn, like the first conductive yarn, may have a diameter of 0.01 ~ 1mm, but is not limited thereto. The second conductive yarn is twisted with the conductive piezoelectric fiber yarn in a twisted structure to be in contact with a portion of the piezoelectric nanofiber sheet surrounding the first conductive yarn in a twisted form.
이에 따라, 제2 전도성 실은 압전 나노섬유 시트에 의해 제1 전도성 실과는 전기적으로 분리된다.Accordingly, the second conductive yarn is electrically separated from the first conductive yarn by the piezoelectric nanofiber sheet.
특히, 제2 전도성 실은 전도성 압전 섬유사의 외측에 2가닥을 꼬임 구조로 합사하는 것이 바람직하다. 이러한 제2 전도성 실은 외부 전극의 역할을 수행하게 된다.In particular, it is preferable that the second conductive yarn is braided in a twisted structure with two strands on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn. This second conductive seal serves as an external electrode.
상기의 과정(S110 ~ S130)으로 제조되는 본 발명의 실시예에 따른 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 제1 전도성 실과, 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 1가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하는 것에 의해, 직물에 직접 바느질하여 사용하는 것이 가능해질 수 있다.The conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure according to the embodiment of the present invention manufactured by the above processes (S110 to S130) has a first conductive yarn and a piezoelectric conductive piezoelectric core having a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn. By twisting at least one or more strands of the second conductive thread to the outside of the fiber yarn in a twisted structure, it may be possible to sew and use it directly on the fabric.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 직물에 직접 바느질하여 이질감을 줄이고 접촉력을 증가시켜 굽힘 유연성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전도성 압전 섬유사의 코어인 제1 전도성 실이 내부 전극으로 사용되고, 전도성 압전 섬유사의 외측에 트위스트 형태로 합사된 제2 전도성 실이 외부 전극으로 사용되므로, 기존의 금속 전극보다 내구성이 우수하고, 유연성 또한 향상시킬 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.As a result, the conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure manufactured by the method according to the embodiment of the present invention can be sewn directly into the fabric, reducing heterogeneity and increasing contact force, thereby improving bending flexibility, and Since the core first conductive thread is used as the inner electrode and the second conductive thread twisted outside the conductive piezoelectric fiber yarn is used as the outer electrode, it is more durable than the conventional metal electrode and can improve flexibility. Has a structural advantage.
또한, 본 발명에서는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것이 바람직하다는 것을 알아내었다.In addition, in the present invention, it was found that it is preferable to apply pressure under the condition of 50 kPa or less when the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure is sewn to the fabric.
또한, 본 발명에서는 BNT계 압전 나노섬유 시트를 이용하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 제작하고, 직물에 직접 바느질한 후 출력 전압 값을 측정한 결과 에너지 하베스터 또는 센서로 활용하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.In addition, in the present invention, using a BNT-based piezoelectric nanofiber sheet to produce a conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure, and directly sew into the fabric and then measured the output voltage value can be used as an energy harvester or sensor It was confirmed.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, this is presented as a preferred example of the present invention and in no sense can be construed as limiting the present invention.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조Fabrication of conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure
PVDF-TrFE(Poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene), 아세톤(acetone) 및 DMF(dimethylformamide)를 2 : 2 : 5의 중량비로 24시간 동안 교반시킨 후, BNT-ST(0.78Bi0.5Na0.5TiO3-0.22SrTiO3) 무연 압전 세라믹 분말을 투입하고 교반하여 세라믹-고분자 복합 용액을 제조하였다.PVDF-TrFE (Poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene), acetone (acetone) and DMF (dimethylformamide) was stirred for 24 hours at a weight ratio of 2: 2: 5, and then BNT-ST (0.78Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 -0.22 SrTiO 3 ) lead-free piezoelectric ceramic powder was added and stirred to prepare a ceramic-polymer composite solution.
다음으로, 세라믹-고분자 복합 용액을 시린지(syringe)에 넣고 실린지 펌프(syringe pump)를 이용하여 1.0ml/hour의 속도로 토출시켜 유리 기판 상에 전기방사한 후, 70℃에서 24시간 동안 건조시켜 PVDF : 40wt% 및 BNT-ST : 60wt%를 포함하는 압전 나노섬유 시트를 제조하였다. 이때, 팁(Tip)의 직경은 23G, 노즐에 인가되는 방사 전압은 12kV, 유리 기판과의 거리는 10cm를 유지하였고, 유리 기판은 집결판에서 1,500rpm의 속도로 회전시켰다.Next, the ceramic-polymer composite solution was put in a syringe and discharged at a rate of 1.0 ml / hour using a syringe pump to electrospin onto a glass substrate, and then dried at 70 ° C. for 24 hours. To prepare a piezoelectric nanofiber sheet containing PVDF: 40wt% and BNT-ST: 60wt%. At this time, the diameter of the tip (Tip) was 23G, the radiation voltage applied to the nozzle was 12kV, the distance to the glass substrate was maintained 10cm, the glass substrate was rotated at a speed of 1,500rpm in the collecting plate.
다음으로, 압전 나노섬유 시트로 0.1mm의 직경을 갖는 전도성 실의 외측 표면을 감싸도록 트와이닝(twining)을 실시하여 전도성 압전 섬유사를 제조하였다.Next, the piezoelectric nanofiber sheet was twisted to enclose an outer surface of the conductive yarn having a diameter of 0.1 mm to prepare a conductive piezoelectric fiber yarn.
다음으로, 전도성 압전 섬유사의 외측에 0.15mm의 직경을 갖는 2가닥의 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 제조하였다.Next, the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure was manufactured by splicing two strands of conductive yarn having a diameter of 0.15 mm on the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn in a twisted structure.
표 1은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 6은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Table 1 shows the result of measuring the output voltage according to the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, Figure 6 shows the result of measuring the output voltage of the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure It is a graph.
이때, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이에 따른 출력 전압을 측정하기 위해 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 5cm, 10cm 및 15cm로 각각 제작하여 직물에 바느질하였다.At this time, in order to measure the output voltage according to the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure was made into 5cm, 10cm and 15cm, respectively, and sewn into the fabric.
[표 1]TABLE 1
표 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이가 길어질수록 출력 전압이 증가하는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1 and Figure 6, it can be seen that the output voltage increases as the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure increases.
이는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이가 길어질수록 압전 섬유의 양이 증가하기 때문이다. 일정한 면적에 높은 발전량을 얻기 위해서는 가능한 긴 길이의 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 바느질하여야 한다는 것을 확인하였다.This is because the amount of piezoelectric fibers increases as the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure increases. In order to obtain high power generation in a certain area, it was confirmed that the conductive piezoelectric fiber yarn of core-shell structure of the longest length should be sewn as much as possible.
표 2는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 굽힘 유효면적에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 7은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 굽힘 유효면적에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Table 2 shows the result of measuring the output voltage during the bending motion according to the bending effective area of the conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure, Figure 7 shows the bending effective area of the conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure It is a graph showing the result of measuring the output voltage during bending motion.
[표 2]TABLE 2
표 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 굽힘 운동시 발생되는 출력 전압은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 전체에서 발생되는 것이 아니라 굽힘 운동에서 실제로 굽혀지는 영역에서 발생하며, 이를 유효면적이라고 한다. 따라서, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 굽힘 유효면적에서의 합사의 양에 따른 출력 특성을 확인하였다.As shown in Table 2 and FIG. 7, the output voltage generated during the bending motion is not generated in the whole of the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure but in the area actually bent in the bending motion, which is called the effective area. do. Therefore, the output characteristics of the core-shell structured conductive piezoelectric fiber yarns in accordance with the amount of the yarns in the bending effective area were confirmed.
이때, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 총 측정결과 굽힘 유효면적 내에서 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 길이가 증가할수록 출력 전압 값이 증가하는 것을 확인하였다.In this case, as a result of measuring the total thickness of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, the output voltage value was increased as the length of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure was increased.
표 3은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 간격에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 8은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 간격에 따른 굽힘 운동시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Table 3 shows the results of measuring the output voltage during the bending motion according to the spacing of the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure, Figure 8 shows the bending motion according to the spacing of the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure This graph shows the results of measuring output voltage.
[표 3]TABLE 3
표 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 간격이 줄어들수록 출력 전압 값이 증가하는 것을 확인하였다.As shown in Table 3 and Figure 8, it was confirmed that the output voltage value increases as the spacing of the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure is reduced.
따라서, 굽힘 운동시 높은 출력 전압 값을 얻기 위해서는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 간격이 좁을수록 높은 출력 전압 값을 얻기에 유리하다는 것을 확인하였다.Therefore, in order to obtain a high output voltage value during the bending motion, it was confirmed that the narrower the interval between the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure, the higher the output voltage value was obtained.
한편, 도 9는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 압력에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 10은 직물에 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 바느질한 상태에서 압력을 가한 상태를 나타낸 실측 사진이다.On the other hand, Figure 9 is a graph showing the results of measuring the output voltage according to the pressure of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, Figure 10 is the pressure in the state of sewing the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure to the fabric It is an actual photograph showing the state which added.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 넓이 0.71cm2 로 바느질된 직물에 일정한 압력을 가해주면 전압이 출력되는 것을 확인하였다.9 and 10, the width of the conductive piezoelectric fiber yarn of 0.71 cm 2 of the core-shell structure When a certain pressure was applied to the fabric sewn with a voltage was confirmed that the output.
특히, 압력이 증가될수록 출력 전압 값이 증가하는 것을 확인하였고, 50kPa를 초과하는 압력에서는 전도성 압전섬유 합사의 내구성으로 인해 출력 전압 값이 감소되는 것을 확인하였다.In particular, it was confirmed that the output voltage value increases as the pressure is increased, it was confirmed that the output voltage value is reduced due to the durability of the conductive piezoelectric fiber yarn at a pressure exceeding 50kPa.
이를 통하여, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 50kPa 이하의 압력에서 에너지 하베스팅이 가능하다는 것을 알아내었다.Through this, it was found that the conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure is capable of energy harvesting at a pressure of 50 kPa or less.
표 4는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 신체 움직임에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 11은 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사의 신체 움직임에 따른 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.Table 4 shows the results of measuring the output voltage according to the body movement of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, Figure 11 shows the results of measuring the output voltage of the body movement of the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure This is an image.
이때, 신체의 굽힘 운동에 따른 출력 전압을 측정하기 위해, 장갑과 아대에 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 직접 바느질하여 신체 움직임에 따른 굽힘 운동에 따른 출력 전압 값을 측정하였다.At this time, in order to measure the output voltage according to the bending motion of the body, the conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure was sewn directly to the glove and the belt to measure the output voltage value according to the bending motion according to the body movement.
또한, 장갑은 착용하여 손바닥(안쪽 굽힘 운동)과 손등(바깥쪽 굽힘 운동)의 굽힘 운동을 각각 측정하였고, 아대는 무릎과 팔꿈치에 각각 착용하여 무릎 안쪽과 바깥쪽, 팔꿈치 안쪽과 바깥쪽의 굽힘 운동에 따른 출력 전압을 각각 측정하였다.In addition, gloves were worn to measure the bending movements of the palms (inside bending movements) and the back of the hands (outside bending movements), respectively, and the wrists were worn on the knees and elbows, respectively, and the inside and outside of the knees, inside and outside of the elbows. The output voltage according to the movement was measured, respectively.
[표 4]TABLE 4
표 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 굽힘 운동시 장갑과 아대 모두 안쪽으로 굽힘 운동 시 바깥쪽으로 굽힘 운동할 때 보다 더 높은 출력 전압 값이 측정되었는데, 그 이유는 안쪽 굽힘 운동시 굽힘 각도가 바깥쪽 굽힘 운동시의 굽힘 각도보다 크기 때문이다.As shown in Table 4 and Fig. 11, both the gloves and the wrist during the bending motion were measured with a higher output voltage value than the outward bending motion during the inward bending motion, because the bending angle during the inside bending motion was This is because it is larger than the bending angle during the side bending motion.
따라서, 굽힘 운동에 따른 출력 전압은 굽힘 각도가 클수록 더 높은 출력 전압 값을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that the output voltage according to the bending motion can obtain a higher output voltage value as the bending angle is larger.
표 5는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 압력을 가했을 시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 12는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 압력을 가했을 시의 출력 전압을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.Table 5 shows the results of measuring the output voltage when a pressure is applied to the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure, Figure 12 shows the output voltage when a pressure is applied to the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure. An image showing one result.
이때, 신체 움직임에 있어서 사람의 체중으로 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 일정 압력을 가하거나 양 손바닥을 마주치는 박수로 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 압력을 가했을 때의 출력 전압을 측정하였다.At this time, the body's body weight is applied to the core-shell structured piezoelectric fiber spliced by applying a certain pressure or the clads facing both palms. Measured.
여기서, 직물은 장갑과 신발 깔창에 바느질하였고, 바느질은 박수 칠 때와 걸을 때의 압력 분포도를 참고하여 힘이 많이 들어가는 영역을 위주로 바느질하였다. 또한, 신발 깔창은 사람이 걸을 때와 뛸 때를 각각 측정하였다.Here, the fabric was sewn into gloves and shoe insoles, and the sewing was focused on areas of high force, referring to the pressure distribution maps when clapping and walking. In addition, the shoe insole was measured when a person walks and runs, respectively.
[표 5]TABLE 5
표 5 및 도 12에 도시된 바와 같이, 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사가 바느질된 장갑을 착용하고 박수를 칠 때 마다 출력 전압이 측정되는 것을 확인하였다.As shown in Table 5 and FIG. 12, it was confirmed that the output voltage was measured every time the cladding the conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure wearing a sewn glove.
또한, 사람이 걷거나 뛸 때 출력 전압이 측정되었으며, 걸을 때 보다 뛸 때 더 높은 출력 전압이 측정되었는데, 이는 사람이 뛸 때 더 큰 힘이 신발 깔창에 작용되기 때문인 것으로 판단된다.In addition, the output voltage was measured when a person walks or runs, and a higher output voltage was measured when running than when walking, which is believed to be due to the greater force acting on the shoe insole when a person runs.
따라서, 높은 출력 전압을 얻기 위해서는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사에 큰 압력을 가해주는 것이 바람직하다.Therefore, in order to obtain a high output voltage, it is desirable to apply a great pressure to the conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications can be said to belong to the present invention without departing from the scope of the technical idea provided by the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.
100 : 전도성 압전섬유 합사
120 : 전도성 압전 섬유사
122 : 압전 나노섬유 시트
124 : 제1 전도성 실
140 : 제2 전도성 실
S110 : 압전 나노섬유 시트 형성 단계
S120 : 트와이닝 단계
S130 : 합사 단계100: conductive piezoelectric fiber plywood
120: conductive piezoelectric fiber yarn
122: Piezoelectric Nanofiber Sheet
124: first conductive thread
140: second conductive thread
S110: piezoelectric nanofiber sheet forming step
S120: Twining Step
S130: Plunge Step
Claims (15)
제1 전도성 실과, 상기 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸는 압전 나노섬유 시트를 갖는 전도성 압전 섬유사; 및
상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 한 가닥 이상이 꼬임 구조로 합사된 제2 전도성 실;을 포함하며,
상기 압전 나노섬유 시트는 제1 전도성 실의 외측 표면 전체를 감싸 피복하고, 상기 제2 전도성 실은 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에서 외부로 노출되며,
상기 제1 전도성 실은 내부 전극으로 사용되고, 상기 제2 전도성 실은 외부 전극으로 사용되는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사.
A conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure used by sewing directly onto a fabric,
A conductive piezoelectric fiber yarn having a first conductive yarn and a piezoelectric nanofiber sheet surrounding the outer surface of the first conductive yarn; And
And a second conductive yarn in which at least one strand is twisted in a twisted structure on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn.
The piezoelectric nanofiber sheet surrounds and covers the entire outer surface of the first conductive yarn, and the second conductive yarn is exposed to the outside from the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn,
Wherein the first conductive yarn is used as an inner electrode and the second conductive yarn is used as an external electrode.
상기 제2 전도성 실은
상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 2가닥이 꼬임 구조로 합사된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사.
The method of claim 1,
The second conductive seal is
Conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, characterized in that the two strands are braided in a twisted structure on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn.
상기 압전 나노섬유 시트는
고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사.
The method of claim 1,
The piezoelectric nanofiber sheet is
Polymer resin: 30 to 50% by weight and lead-free piezoelectric ceramic powder: 50 to 70% by weight of the conductive piezoelectric fibers of the core-shell structure.
상기 무연 압전 세라믹 분말은
BiNaTiO3(BNT)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사.
The method of claim 4, wherein
The lead-free piezoelectric ceramic powder
A conductive piezoelectric fiber spliced core-shell structure comprising at least one selected from a BiNaTiO 3 (BNT) system, a Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT) system, and a BiKTiO 3 (BKT) system.
상기 전도성 압전섬유 합사는
상기 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사.
The method of claim 1,
The conductive piezoelectric fiber plywood
When sewn to the fabric, the core-shell structure conductive piezoelectric fiber, characterized in that the pressure is applied to 50kPa or less conditions.
(b) 상기 압전 나노섬유 시트로 제1 전도성 실의 외측 표면을 감싸도록 트와이닝(twining)을 실시하여 전도성 압전 섬유사를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 적어도 한 가닥 이상의 제2 전도성 실을 꼬임 구조로 합사하여 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사를 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사는 직물에 직접 바느질하여 사용되며,
상기 압전 나노섬유 시트는 제1 전도성 실의 외측 표면 전체를 감싸 피복하고, 상기 제2 전도성 실은 상기 전도성 압전 섬유사의 외측에서 외부로 노출되며,
상기 제1 전도성 실은 내부 전극으로 사용되고, 상기 제2 전도성 실은 외부 전극으로 사용되는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
(a) forming a piezoelectric nanofiber sheet;
(b) forming a conductive piezoelectric fiber yarn by twining the piezoelectric nanofiber sheet to surround the outer surface of the first conductive yarn; And
(c) twisting at least one strand of the second conductive thread on the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn in a twisted structure to form a conductive piezoelectric fiber yarn of a core-shell structure;
The conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure is used by sewing directly to the fabric,
The piezoelectric nanofiber sheet surrounds and covers the entire outer surface of the first conductive yarn, and the second conductive yarn is exposed to the outside from the outside of the conductive piezoelectric fiber yarn,
The first conductive yarn is used as the inner electrode, the second conductive yarn is a conductive piezoelectric fiber yam manufacturing method of the core-shell structure used as the external electrode.
상기 (a) 단계는,
(a-1) 고분자 수지를 용매에 첨가하여 교반한 후, 무연 압전 세라믹 분말을 첨가하여 세라믹-고분자 복합 용액을 형성하는 단계; 및
(a-2) 상기 세라믹-고분자 복합 용액을 토출시켜 기재 상에 전기방사한 후, 건조하여 압전 나노섬유 시트를 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
The method of claim 8,
In step (a),
(a-1) adding a polymer resin to a solvent to stir and then adding a lead-free piezoelectric ceramic powder to form a ceramic-polymer composite solution; And
(a-2) discharging the ceramic-polymer composite solution to electrospin onto a substrate, and then drying to form a piezoelectric nanofiber sheet;
A conductive piezoelectric fiber yam manufacturing method of the core-shell structure comprising a.
상기 압전 나노섬유 시트는
고분자 수지 : 30 ~ 50 중량% 및 무연 압전 세라믹 분말 : 50 ~ 70 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
The method of claim 9,
The piezoelectric nanofiber sheet is
Polymer resin: 30 to 50% by weight, and lead-free piezoelectric ceramic powder: 50 to 70% by weight conductive core piezoelectric fiber manufacturing method of the core-shell structure comprising a.
상기 무연 압전 세라믹 분말은
BiNaTiO3(BNT)계, Bi(Na, K)TiO3(BNKT)계 및 BiKTiO3(BKT)계 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
The method of claim 10,
The lead-free piezoelectric ceramic powder
A method for producing a conductive piezoelectric fiber braided core-shell structure comprising at least one selected from a BiNaTiO 3 (BNT) system, a Bi (Na, K) TiO 3 (BNKT) system, and a BiKTiO 3 (BKT) system.
상기 (a-2) 단계에서,
상기 기재는
1,000 ~ 3,000rpm의 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
The method of claim 9,
In the step (a-2),
The above description
Method for producing a conductive piezoelectric fiber plywood of the core-shell structure, characterized in that for rotating at a speed of 1,000 ~ 3000rpm.
상기 제2 전도성 실은
상기 전도성 압전 섬유사의 외측에 2가닥을 꼬임 구조로 합사하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.
The method of claim 8,
The second conductive seal is
A method for producing a conductive piezoelectric fiber yarn of the core-shell structure, characterized in that the twisted two strands on the outer side of the conductive piezoelectric fiber yarn twisted structure.
상기 전도성 압전섬유 합사는
상기 직물에 바느질하여 사용할 시, 50kPa 이하의 조건으로 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 전도성 압전섬유 합사 제조 방법.The method of claim 8,
The conductive piezoelectric fiber plywood
When sewn to the fabric, the core-shell structure conductive piezoelectric fiber yarn manufacturing method characterized in that the pressure is applied under the conditions of 50kPa or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180089016A KR102036360B1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180089016A KR102036360B1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102036360B1 true KR102036360B1 (en) | 2019-10-24 |
Family
ID=68423376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180089016A KR102036360B1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102036360B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220013620A (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-04 | 한양대학교 산학협력단 | Energy harvesting yarn |
| CN114875535A (en) * | 2022-05-30 | 2022-08-09 | 江南大学 | Preparation method of self-powered yarn with composite structure |
| US11566952B2 (en) | 2020-08-06 | 2023-01-31 | Korea Institute Of Science And Technology | Tensile force detecting device with elastic elements |
| CN115948834A (en) * | 2022-12-27 | 2023-04-11 | 江苏臻圈科技有限公司 | High-sensitivity intelligent sensing yarn with imitated caterpillar structure and preparation method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140009750A (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-23 | 한국과학기술원 | Fiber for fabricating fabric using polymer piezoelectrics and fabrication method thereof |
| KR20160066298A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-10 | 한양대학교 산학협력단 | flexible and stretchable piezoelectronic fiber and fabrication method thereof |
| KR101748858B1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-06-20 | 한국세라믹기술원 | Manufacturing method of nanofiber composite film using lead-free piezoelectric ceramic |
-
2018
- 2018-07-31 KR KR1020180089016A patent/KR102036360B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140009750A (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-23 | 한국과학기술원 | Fiber for fabricating fabric using polymer piezoelectrics and fabrication method thereof |
| KR20160066298A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-10 | 한양대학교 산학협력단 | flexible and stretchable piezoelectronic fiber and fabrication method thereof |
| KR101748858B1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-06-20 | 한국세라믹기술원 | Manufacturing method of nanofiber composite film using lead-free piezoelectric ceramic |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220013620A (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-04 | 한양대학교 산학협력단 | Energy harvesting yarn |
| KR102453060B1 (en) | 2020-07-27 | 2022-10-07 | 한양대학교 산학협력단 | Energy harvesting yarn |
| US11566952B2 (en) | 2020-08-06 | 2023-01-31 | Korea Institute Of Science And Technology | Tensile force detecting device with elastic elements |
| CN114875535A (en) * | 2022-05-30 | 2022-08-09 | 江南大学 | Preparation method of self-powered yarn with composite structure |
| CN115948834A (en) * | 2022-12-27 | 2023-04-11 | 江苏臻圈科技有限公司 | High-sensitivity intelligent sensing yarn with imitated caterpillar structure and preparation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102036360B1 (en) | Core-shell structure conductive piezoelectric nanofiber twisted yarn and method of manufacturing the same | |
| CN111118889B (en) | Multifunctional flexible sensing fiber membrane and preparation method and application thereof | |
| CN109964326B (en) | Piezoelectric substrate, sensor, actuator, biological information acquisition device, and piezoelectric fiber structure | |
| CN108896199A (en) | A kind of stretchable Yarn senser and preparation method thereof | |
| US11723279B2 (en) | Piezoelectric substrate, piezoelectric woven fabric, piezoelectric knitted fabric, piezoelectric device, force sensor, and actuator | |
| CN102954848A (en) | Novel flexible mechanical sensor and preparation method thereof | |
| KR100925775B1 (en) | Method for producing polyvinylidene fluoride nanofiber web with high ?- type crystal structure | |
| Mirjalali et al. | A review on wearable electrospun polymeric piezoelectric sensors and energy harvesters | |
| CN110709544B (en) | Charge-generating yarn for coping with bacteria, method for producing charge-generating yarn for coping with bacteria, and antibacterial fabric | |
| WO2017115860A1 (en) | Braided piezoelectric element, fabric-like piezoelectric element using braided piezoelectric element, and device using same | |
| US20200362484A1 (en) | Resin structure | |
| WO2014161920A1 (en) | Method of producing a piezoelectric and pyroelectric fiber | |
| JP7074281B2 (en) | Piezoelectric Fiber Structures, Piezoelectric Textiles, Piezoelectric Knits, Piezoelectric Devices, Force Sensors, Actuators, and Methods for Manufacturing Piezoelectric Fiber Structures | |
| Peng et al. | Enhancing piezoelectricity of poly (vinylidene fluoride) nano‐wrapped yarns with an innovative yarn electrospinning technique | |
| Kim et al. | High‐performance piezoelectric yarns for artificial intelligence‐enabled wearable sensing and classification | |
| KR102139051B1 (en) | Sensor for sensing nitrogen oxide comprising nanocellulose and carbon nanotube composite fiber | |
| CN110506341B (en) | Piezoelectric substrate, force sensor, and actuator | |
| CN109825898A (en) | Functional fibre and its preparation method and application | |
| JP7131715B2 (en) | yarn and fabric | |
| KR101748858B1 (en) | Manufacturing method of nanofiber composite film using lead-free piezoelectric ceramic | |
| KR102144099B1 (en) | Method for preparing piezoelectric nanofiber yarn and piezoelectric nanofiber yarn prepared thereby | |
| WO2021246461A1 (en) | Mask | |
| CN109003711A (en) | A kind of flexible coaxial conducting wire and preparation method thereof | |
| JP6635788B2 (en) | Braided piezoelectric element, fabric-like piezoelectric element using braided piezoelectric element, and device using them | |
| KR101683727B1 (en) | Manufacturing method of lead zirconate titanate-polyvinylidene fluoride nanofiber composite film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |