KR102042856B1 - Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same - Google Patents

Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR102042856B1
KR102042856B1 KR1020180049392A KR20180049392A KR102042856B1 KR 102042856 B1 KR102042856 B1 KR 102042856B1 KR 1020180049392 A KR1020180049392 A KR 1020180049392A KR 20180049392 A KR20180049392 A KR 20180049392A KR 102042856 B1 KR102042856 B1 KR 102042856B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanofiber web
methylimidazolium
dimethylimidazolium
capacitive sensor
tack
Prior art date
Application number
KR1020180049392A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190125094A (en
Inventor
김홍두
김갑진
모하마드 샤밈 레자
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경희대학교 산학협력단 filed Critical 경희대학교 산학협력단
Priority to KR1020180049392A priority Critical patent/KR102042856B1/en
Publication of KR20190125094A publication Critical patent/KR20190125094A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102042856B1 publication Critical patent/KR102042856B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122Ionic conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 나노섬유웹 압정전용량 센서 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는 하부전극, 상기 하부전극 상에 형성되는 공극(void)을 포함하는 나노섬유웹 및 상기 나노섬유웹(nano-fiber web) 상에 형성되는 상부전극을 포함하는 샌드위치 구조체; 및 상기 샌드위치 구조체의 외부에 형성되어 상기 샌드위치 구조체를 캡슐화 하는 절연층을 포함하고, 상기 나노섬유웹 내에 이온성 액체(ionic liquid)가 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a nanofiber web tack capacitive sensor and a manufacturing method thereof. A nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention is formed on a nanofiber web including a lower electrode, a void formed on the lower electrode, and the nano-fiber web. A sandwich structure including an upper electrode; And an insulating layer formed outside the sandwich structure to encapsulate the sandwich structure, wherein the nanofiber web contains an ionic liquid.

Description

나노섬유웹 압정전용량 센서 및 이의 제조방법{NANOFIBER WEB PIEZOCAPACITIVE SENSOR AND FABRICATING METHOD OF THE SAME}Nanofiber web tack capacitive sensor and its manufacturing method {NANOFIBER WEB PIEZOCAPACITIVE SENSOR AND FABRICATING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 나노섬유웹 압정전용량(piezocapacitive) 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노섬유웹 내부에 이온성 액체(ionic liquid)가 포함되어 있는 나노섬유웹 압정전용량 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanofiber web tack capacitive sensor (piezocapacitive) sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly, nanofiber web tack capacitive sensor and an ionic liquid contained in the nanofiber web It relates to a manufacturing method.

필름 또는 섬유 형태의 압력 센서는 웨어러블(wearable) 장치의 개발 및 발전과 함께 필요성이 증대되고 있는 분야이다. 폴리머 기반의 압력 센서는 압정전용량(piezocapacitive) 센서 및 압저항(piezoresistive) 센서로 분류할 수 있는데, 이중 고분자 탄성체를 이용하는 압정전용량 센서는 전력 소모량과 장기 내구성에 있어서 압저항 센서 대비 우수한 특성을 보여준다.Pressure sensors in the form of films or fibers are areas of increasing need with the development and development of wearable devices. Polymer-based pressure sensors can be categorized as piezocapacitive sensors and piezoresistive sensors.Tack-capacitive sensors using dual polymer elastomers have superior characteristics compared to piezoresistive sensors in terms of power consumption and long-term durability. Shows.

그럼에도 불구하고 일반적인 고분자 탄성체는 보통 유전 상수가 낮아 압력에 대한 정전용량 값의 변화가 적은 단점이 있다. 고분자 탄성체 중 열가소성 폴리우레탄계 물질은 극성을 지니고 있기 때문에 다른 고분자 탄성체에 비하여 상대적으로 정전용량이 크지만, 여전히 정전용량값의 변화가 수 내지 수십 pF 정도에 그친다.Nevertheless, a general polymer elastomer has a low dielectric constant and has a disadvantage in that a change in capacitance value with respect to pressure is small. The thermoplastic polyurethane-based material in the polymer elastomer has a relatively large capacitance compared to other polymer elastomers because of its polarity, but the change in capacitance value is only a few to several tens of pF.

전기방사 공정을 통하여 형성된 폴리머 기반의 나노섬유웹은 부피 대비 표면적 비율이 크고 나노 구조에서 기인하는 고유한 장점으로 인해 다양한 분야에서 주목받고 있다. Polymer-based nanofiber webs formed through electrospinning processes have attracted attention in various fields due to their high surface area-to-volume ratio and inherent advantages resulting from nanostructures.

이러한 나노섬유웹의 장점에 주목하여, 유기 고분자를 나노섬유웹으로 형성하여 압정전용량 센서로 이용하는 시도가 있었으나, 부족한 탄성 복원력을 갖는다는 단점과, 다수의 공극에서 기인하는 작은 압력에 대한 상대적 커패시턴스 변화로 인한 큰 히스테리시스를 갖는다는 단점이 있다.In view of the advantages of such nanofiber webs, there have been attempts to form organic polymers into nanofiber webs and use them as tack capacitive sensors, but they have insufficient elastic restoring force and relative capacitance to small pressures caused by many voids. It has the disadvantage of having large hysteresis due to change.

한국등록특허 제10-1502762호, "나노섬유 웹을 이용한 하이브리드 압력센서"Korean Patent No. 10-1502762, "Hybrid Pressure Sensor Using Nano Fiber Web" 한국등록특허 제10-1730396호, "전기방사하여 얻은 나노섬유 웹 형태의 PLA 압전소재를 이용한 압력측정 센서"Korean Registered Patent No. 10-1730396, "Pressure Sensor Using PLA Piezoelectric Materials in the Form of Nanofiber Web Obtained by Electrospinning" 한국등록특허 제10-1708113호, "고감도 압력 센서"Korean Patent No. 10-1708113, "High Sensitivity Pressure Sensor"

본 발명은 탄성 복원력이 뛰어나고 낮은 히스테리시스를 갖는 나노섬유웹 압정전용량 센서 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a nanofiber web tack capacitive sensor having excellent elastic restoring force and low hysteresis and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는, 하부전극, 상기 하부전극 상에 형성되는 공극(void)을 포함하는 나노섬유웹 및 상기 나노섬유웹(nano-fiber web) 상에 형성되는 상부전극을 포함하는 샌드위치 구조체; 및 상기 샌드위치 구조체의 외부에 형성되어 상기 샌드위치 구조체를 캡슐화 하는 절연층을 포함하고, 상기 나노섬유웹 내에 이온성 액체(ionic liquid)가 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.The nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention includes a lower electrode, a nanofiber web including a void formed on the lower electrode, and a nano-fiber web. A sandwich structure including an upper electrode formed; And an insulating layer formed outside the sandwich structure to encapsulate the sandwich structure, wherein the nanofiber web contains an ionic liquid.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 전극은 금속 포일 페이퍼(foil paper), 전도성 섬유 직-편물(conductive fabric) 및 탄성 전도체 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the electrode is formed of at least one of a metal foil paper, a conductive fiber fabric, and an elastic conductor.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 절연층은 절연 페이퍼, 절연 필름 및 절연 섬유 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the insulating layer is formed of at least one of an insulating paper, an insulating film, and an insulating fiber.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 나노섬유웹 압정전용량 센서는, 상기 전극과 전기적으로 연결된 구조의 전극 연결부를 포함하고, 상기 전극 연결부는 상기 절연층의 외부로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the nanofiber web tack capacitive sensor includes an electrode connection portion of the structure electrically connected to the electrode, the electrode connection portion is external to the insulating layer It is characterized by extending to.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 폴리머는 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane) 및 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the polymer is a polymer, polyurethane, polyester-polyurethane copolymer (polyester-polyurethane) and polyether-polyurethane copolymer (polyether) -polyurethane) characterized in that it comprises at least one.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 이온성 액체는 1-메틸-3-메틸이미다졸리움(1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움(1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-프로필-3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움(1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움(1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-메틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-프로필-2,3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) 중 하나의 양이온과, 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 (Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 헥사플로오르포스페이트 (Hexafluorophospate), 메틸슬페이트(Methyl sulfate), 에틸슬페이트(Ethyl sulfate), 테트라플로오르보레이트 (Tetrafluoroborate), 트리플로오르메탄슬페이트 (Trifluoromethanesulfonate), 아오다이드(Iodide), 브로마이드(Bromide), 클로라이드 (Chloride)중 하나의 음이온의 조합으로 만들어지는 이온성 액체중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the ionic liquid is 1-methyl-3-methylimidazolium (1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-ethyl-3-methyl Midazolium (1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-propyl-3-methylimidazolium (1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-butyl-3-methylimidazolium (1-Butyl-3-methylimidazolium) ), 1-hexyl-3-methylimidazolium (1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-ethyl- 2,3-dimethylimidazolium (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-propyl-2,3-methylimidazolium (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-butyl-2, Cation of one of 3-dimethylimidazolium (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) and bis (tri Trifluoromethylsulfonyl) imide, Hexafluorophospate, meso In Methyl Sulfate, Ethyl Sulfate, Tetrafluoroborate, Trifluoromethanesulfonate, Iodide, Bromide, Chloride It characterized in that it comprises at least one of the ionic liquid made of a combination of one anion.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 나노섬유웹 압정전용량 센서는 0.1% 내지 5% 범위의 커패시턴스-압력 히스테리시스(capacitance-pressure hysteresis)를 갖는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the nanofiber web tack capacitive sensor is characterized in that it has a capacitance-pressure hysteresis in the range of 0.1% to 5%.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법은, 나노섬유웹을 준비하는 단계; 상기 나노섬유웹의 상부와 하부에 각각 상부전극과 하부전극을 부착하여 샌드위치 구조체를 형성하는 단계; 상기 샌드위치 구조체의 외부에 절연층을 부착하여 캡슐화 하는 단계; 를 포함한다.Method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, preparing a nanofiber web; Attaching an upper electrode and a lower electrode to upper and lower portions of the nanofiber web, respectively, to form a sandwich structure; Encapsulating by attaching an insulating layer to the outside of the sandwich structure; It includes.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 제1 용매에 폴리머를 넣고 용해하는 제1 폴리머 용액 제조 단계; 상기 제1 폴리머 용액에 제2 용매를 첨가하는 제2 폴리머 용액 제조 단계; 상기 제2 폴리머 용액에 이온성 액체를 첨가하는 제3 폴리머 용액 제조 단계; 및 상기 제3 폴리머 용액을 전기방사 하여 나노섬유웹을 형성하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the first polymer solution manufacturing step of dissolving a polymer in a first solvent; A second polymer solution preparing step of adding a second solvent to the first polymer solution; A third polymer solution preparing step of adding an ionic liquid to the second polymer solution; And electrospinning the third polymer solution to form a nanofiber web.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 상기 제1 용매는 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide,DMAc), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone, NMP) 및 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the first solvent is N, N-dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc), N, N-dimethylformamide ( N, N-dimethylformamide, DMF), N-methylpyrrolidinone (N-methylpyrrolidinone, NMP) and dimethyl sulfoxide (dimethyl sulfoxide, DMSO) is characterized in that at least one.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 상기 제2 용매는 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, t-부틸알코올(t-butyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol, iPA, 2-propanol), 벤질알코올(benzyl alcohol), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 프로필렌글리콜디아세테이트(propylene glycol diacetate), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 트리플루오로아세토나이트릴 (trifluoroacetonitrile), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 피리딘(pyridine) 및 피롤리딘(pyrrolidine) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the second solvent is acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, butanol, t-butyl T-butyl alcohol, isopropylalcohol (iPA, 2-propanol), benzyl alcohol, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate, butyl acetate , Propylene glycol diacetate, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), acetonitrile, chloroform, chloroform, dichloromethane, trifluoroacetonitrile ( trifluoroacetonitrile), ethylene glycol (ethylene glycol), pyridine (pyridine) and pyrrolidine (pyrrolidine) is characterized in that at least one or more.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 상기 제2 용매는 상기 전기방사 시 용매의 휘발성을 및 전기방사 안정성을 증가시키는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the second solvent is characterized by increasing the volatility of the solvent during electrospinning and electrospinning stability.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 상기 폴리머는 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane) 및 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the polymer is a polymer, polyurethane (polyurethane), polyester-polyurethane copolymer (polyester-polyurethane) and polyether-polyurethane aerial It characterized in that it comprises at least one of (polyether-polyurethane).

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 상기 이온성 액체는 1-메틸-3-메틸이미다졸리움(1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움(1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-프로필-3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움(1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움(1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-메틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-프로필-2,3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) 중 하나의 양이온과, 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 (Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 헥사플로오르포스페이트 (Hexafluorophospate), 메틸슬페이트(Methyl sulfate), 에틸슬페이트(Ethyl sulfate), 테트라플로오르보레이트 (Tetrafluoroborate), 트리플로오르메탄슬페이트 (Trifluoromethanesulfonate), 아오다이드(Iodide), 브로마이드(Bromide), 클로라이드 (Chloride)중 하나의 음이온의 조합으로 만들어지는 이온성 액체중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention, the ionic liquid is 1-methyl-3-methylimidazolium (1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-ethyl-3-methyl Midazolium (1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-propyl-3-methylimidazolium (1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-butyl-3-methylimidazolium (1-Butyl-3-methylimidazolium) ), 1-hexyl-3-methylimidazolium (1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-ethyl- 2,3-dimethylimidazolium (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-propyl-2,3-methylimidazolium (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-butyl-2, Cation of one of 3-dimethylimidazolium (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) and bis (tri Trifluoromethylsulfonyl) imide, Hexafluorophospate, meso In Methyl Sulfate, Ethyl Sulfate, Tetrafluoroborate, Trifluoromethanesulfonate, Iodide, Bromide, Chloride It characterized in that it comprises at least one of the ionic liquid made of a combination of one anion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에서, 상기 이온성 액체는 상기 폴리머의 중량 대비 0.1 중량% phr 내지 5.0 중량% phr 이내인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the ionic liquid is characterized in that less than 0.1% by weight to 5.0% by weight phr to the weight of the polymer.

본 발명의 일 실시예에 따르면 나노섬유웹 내에 이온성 액체가 포함되어 있어 높은 유전상수를 가지며 작은 압력도 민감하게 감지할 수 있는 나노섬유웹 압정전용량 센서를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an ionic liquid is included in the nanofiber web, thereby providing a nanofiber web tack capacitive sensor having a high dielectric constant and capable of sensitively detecting a small pressure.

본 발명의 일 실시예에 따르면 완전탄성체에 가까운 나노섬유웹을 형성할 수 있어 반복적인 압력의 인가에도 높은 내구성을 갖는 나노섬유웹 압정전용량 센서를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention can form a nanofiber web close to the full elastic body can provide a nanofiber web tack capacitive sensor having a high durability even under repeated application of pressure.

본 발명의 일 실시예에 따르면 0.1% 내지 5% 범위의 우수한 커패시턴스-압력 히스테리시스를 갖는 나노섬유웹 압정전용량 센서를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a nanofiber web tack capacitive sensor having excellent capacitance-pressure hysteresis in the range of 0.1% to 5%.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 입체도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에 관한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 나노섬유웹 준비 단계를 세분화한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 전기방사 공정 장치에 관하여 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 비교예 5에 따른 나노섬유웹 표면의 전계 방출 주사 전자 현미경(field emission scanning electron microscopy, FE-SEM) 이미지를 도시한 것이다.
도 6b는 본 발명의 실시예 1에 따른 나노섬유웹 표면의 전계 방출 주사 전자 현미경 이미지를 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 20 사이클 동안의 주기적인 힘 인가에 따른 시간 대 커패시턴스 곡선을 도시한 그래프이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 그래프이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 이온성 액체의 첨가량 변화에 따른 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 대한 히스테리시스(%) 및 커패시턴스 변화(ΔC)를 도시한 그래프이다.
도 10b는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 대하여, 이온성 액체의 첨가량 변화에 따른 히스테리시스(%) 및 커패시턴스 변화(ΔC)를 도시한 그래프이다.
도 11a 내지 도 11d는 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 크리프(creep) 특성을 도시한 그래프이다.
도 12a 내지 도 12d는 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 일정 커패시턴스에서의 응력완화을 시간 대 압력 곡선으로 도시한 것이다.
1 illustrates a nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a three-dimensional view of the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart of the nanofiber web preparation step of the nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
5 illustrates an electrospinning process apparatus of a method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.
Figure 6a shows a field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) image of the surface of the nanofiber web according to Comparative Example 5 of the present invention.
FIG. 6B shows a field emission scanning electron microscope image of the surface of a nanofiber web according to Example 1 of the present invention.
7A to 7D are graphs showing a time versus capacitance curve according to periodic force application for 20 cycles of the nanofiber web tack capacitive sensor according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
8A to 8D are graphs showing capacitance-pressure hysteresis curves of nanofiber web tack capacitive sensors according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
9A to 9D are graphs showing capacitance-pressure hysteresis curves according to the change amount of the ionic liquid in the nanofiber web tack capacitance sensors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
10A is a graph showing hysteresis (%) and capacitance change (ΔC) for Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
10B is a graph showing hysteresis (%) and capacitance change (ΔC) according to changes in the amount of ionic liquid added in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
11A to 11D are graphs illustrating creep characteristics of nanofiber web tack capacitive sensors according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.
12A to 12D show stress relaxation at constant capacitance according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 as time versus pressure curves.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “an embodiment”, “an example”, “side”, “an example”, etc., should be construed that any aspect or design described is better or advantageous than other aspects or designs. It is not.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.In addition, the term 'or' refers to an inclusive or 'inclusive or' rather than an exclusive or 'exclusive or'. In other words, unless stated otherwise or unclear from the context, the expression 'x uses a or b' means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms “a” or “an”, as used in this specification and in the claims, generally refer to “one or more” unless the context clearly dictates otherwise or in reference to a singular form. Should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terminology used in the description below has been selected to be general and universal in the art to which it relates, although other terms may vary depending on the development and / or change in technology, conventions, and preferences of those skilled in the art. Therefore, the terms used in the following description should not be understood as limiting the technical spirit, and should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning thereof will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the following description should be understood based on the meanings of the terms and the contents throughout the specification, rather than simply the names of the terms.

한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되지 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Meanwhile, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.

또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.In addition, when a part such as a film, layer, area, configuration request, etc. is said to be "on" or "on" another part, the other film, layer, area, component in the middle, as well as when it is directly above another part It also includes the case where it is interposed.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.On the other hand, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terminology used herein is a term used to properly express an embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or a custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서를 도시한 것이다.1 illustrates a nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)는 하부전극(120)과 하부전극(120) 상에 형성된 나노섬유웹(110) 및 나노섬유웹(110) 상에 형성되는 상부전극(130)을 포함하는 샌드위치 구조체(140)와, 상기 샌드위치 구조체(140)를 캡슐화 하는 절연층(150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a nanofiber web 110 and a nanofiber web formed on the lower electrode 120 and the lower electrode 120. The sandwich structure 140 includes an upper electrode 130 formed on the 110 and an insulating layer 150 encapsulating the sandwich structure 140.

나노섬유웹(110)은 다수의 공극을 포함하고 있으며, 상기 나노섬유웹(110) 내부에 이온성 액체가 포함되어있다.The nanofiber web 110 includes a plurality of pores, and includes an ionic liquid in the nanofiber web 110.

내부에 이온성 액체를 포함하여 나노섬유웹(110)을 형성하면, 재료의 근본적인 유전 상수 값이 높아지게 되고, 이에 따라 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)의 압력에 대한 민감도가 높아지게 된다.When the nanofiber web 110 is formed to include the ionic liquid therein, the fundamental dielectric constant value of the material is increased, thereby increasing the sensitivity to the pressure of the nanofiber web tack capacitive sensor 100.

또한, 이온성 액체가 포함된 나노섬유웹(110)은 종래의 나노섬유웹에 비하여 연화 영역에 주로 들어가게 되어 높은 탄성 복원력을 가지며, 필요 이상 첨가하게 되면 오히려 탄성 복원력을 감소시킨다. 따라서, 이온성 액체가 적정한 수준으로 포함된 나노섬유웹(110)을 이용하면 반복적인 압력의 인가에도 높은 내구성을 갖는 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)를 제조할 수 있다.In addition, the nanofiber web 110 containing the ionic liquid has a high elastic restoring force is mainly entered into the softening region compared with the conventional nanofiber web, and when added more than necessary, the elastic restoring force is reduced. Therefore, using the nanofiber web 110 containing an ionic liquid at an appropriate level, it is possible to manufacture a nanofiber web tack capacitive sensor 100 having high durability even under repeated application of pressure.

더하여, 나노섬유웹(110) 내에 이온성 액체가 포함되어 있으므로 공극의 숫자를 줄이는 역할을 하여 0.1% 내지 5%의 매우 낮은 히스테리시스를 달성할 수 있다.In addition, since the ionic liquid is contained in the nanofiber web 110, it may serve to reduce the number of voids, thereby achieving very low hysteresis of 0.1% to 5%.

나노섬유웹(110)을 형성하는 폴리머는 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane), 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane)중 어느 하나를 포함할 수 있다.The polymer forming the nanofiber web 110 may include any one of a polyurethane, a polyester-polyurethane copolymer, and a polyether-polyurethane copolymer. Can be.

또한, 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane)는 스판덱스(spandex)로 통칭되는 탄성 섬유를 만들 수 있는 물질일 수 있다. In addition, the polyether-polyurethane may be a material capable of making elastic fibers collectively referred to as spandex.

좋게는 이온성 액체가 연화 영역에 잘 들어가서 탄성력의 히스테리시스가 저감되는 폴리우레탄 계열일 수 있다.Preferably, the ionic liquid may be a polyurethane series in which the ionic liquid enters the softening region well and the hysteresis of the elastic force is reduced.

나노섬유웹(100) 내에 이온성 액체를 포함하는 공정은 후술할 제조 방법에서 상세히 설명하도록 한다.The process of including the ionic liquid in the nanofiber web 100 will be described in detail in the manufacturing method to be described later.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)의 하부전극(120) 및 상부전극(130)은 금속 포일 페이퍼(foil paper), 전도성 섬유 직-편물(conductive fabric), 도전성 고분자 필름 및 도전성 나노웹 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 전극(120,130)은 압축 및 신축이 가능한 탄성형 전극도 사용 가능하다.The lower electrode 120 and the upper electrode 130 of the nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to an embodiment of the present invention may be formed of metal foil paper, conductive fabric, and conductive material. At least one of a polymer film and a conductive nanoweb may be formed, and the electrodes 120 and 130 may be elastic electrodes that can be compressed and stretched.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)의 절연층은(150) 절연 페이퍼, 절연 필름 및 절연 섬유 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 절연층(150)은 탄성을 지니거나 접착식으로 형성될 수 있다.In addition, the insulating layer of the nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to an embodiment of the present invention (150) may be formed of at least one of insulating paper, insulating film and insulating fiber, the insulating layer 150 is elastic It can be formed or adhesively formed.

이와 같이, 전기를 통할 수 있는 전극부 및 절연 필름, 절연 섬유 형태의 절연층으로 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)는 가벼운 무게와 유연성, 압축 및 신축이 가능한 탄성을 가질 수 있으며 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 장점이 있다.As such, the nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to the embodiment of the present invention formed of an electrically conductive electrode portion and an insulating film and an insulating layer in the form of insulating fibers has a light weight, flexibility, compression, and expansion. It can have as much elasticity as possible and can be manufactured at low cost.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 입체도를 도시한 것이다.Figure 2 shows a three-dimensional view of the nanofiber web tack capacitive sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 나노섬유웹(110)의 하부에 형성된 하부전극(미도시)과 전기적으로 연결되어 연장되는 하부전극 전극연결부(121)와, 나노섬유웹(110)의 상부에 형성된 상부전극(130)과 전기적으로 연결되어 연장되는 상부전극 전극연결부(131)가 더 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a lower electrode electrode connector 121 electrically connected to a lower electrode (not shown) formed under the nanofiber web 110 and an upper electrode formed on the nanofiber web 110. An upper electrode electrode connector 131 may be further formed to be electrically connected to and extend from the 130.

전극연결부(121,131)는 절연층(150)의 바깥쪽으로 연장되어, 절연층(150)으로 캡슐화 되어 있는 샌드위치 구조체와 외부의 측정 장비를 전기적으로 연결할 수 있다.The electrode connectors 121 and 131 extend outward of the insulating layer 150 to electrically connect the sandwich structure encapsulated by the insulating layer 150 and external measuring equipment.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법에 관한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)의 제조 방법은 나노섬유웹 준비 단계(S110), 샌드위치 구조체 형성 단계(S120), 샌드위치 구조체 캡슐화 단계(S130)을 포함하는 3단계 공정으로 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)를 형성할 수 있다.Method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to another embodiment of the present invention 3 comprises a nanofiber web preparation step (S110), sandwich structure forming step (S120), sandwich structure encapsulation step (S130) The nanofiber web tack capacitive sensor 100 may be formed in a step process.

나노섬유웹 준비 단계(S110)는, 폴리머 용액을 전기방사 하여 나노섬유웹을 형성하는 단계로, 후술할 도 4에서 상세하게 설명하는 것으로 한다.Nanofiber web preparation step (S110), the step of forming a nanofiber web by electrospinning the polymer solution, it will be described in detail in FIG.

샌드위치 구조체 형성 단계(S120)는 나노섬유웹 준비 단계(S110)에서 형성된 나노섬유웹(110) 하부와 상부에 각각 하부전극(120)과 상부전극(130)을 형성하는 단계이다.Sandwich structure forming step (S120) is a step of forming the lower electrode 120 and the upper electrode 130 on the lower and upper nanofiber web 110 formed in the nanofiber web preparation step (S110), respectively.

상기 하부전극(120) 및 상부전극(130)은 금속 포일 페이퍼, 전도성 섬유 직-편물, 도전성 고분자 필름 및 도전성 나노웹 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 전극(120,130)은 압축 및 신축이 가능한 탄성형 전극도 이용할 수 있어 가벼운 무게와 유연성, 압축 및 신축이 가능한 탄성을 가질 수 있으며 저렴한 비용과 쉬운 공정으로 형성될 수 있다.The lower electrode 120 and the upper electrode 130 may be formed of at least one of a metal foil paper, a conductive fiber woven fabric, a conductive polymer film, and a conductive nanoweb, and the electrodes 120 and 130 may be compressed and stretched. Electrodes are also available, allowing for light weight, flexibility, compression and stretching elasticity, and low cost and easy processing.

샌드위치 구조체 캡슐화 단계(S130)는 샌드위치 구조체 형성 단계(S120)에서 형성된 샌드위치 구조체(140)를 절연층(150)을 이용하여 캡슐화 시키는 단계이다.The sandwich structure encapsulation step S130 is a step of encapsulating the sandwich structure 140 formed in the sandwich structure forming step S120 using the insulating layer 150.

절연층(150)은 접착식 절연 페이퍼, 절연 필름를 이용할 수 있으며, 탄성형 센서의 경우, 탄성을 지닌 절연 필름(예, 실리콘 필름), 탄성 섬유, 탄성 나노웹 중 적어도 하나를 사용할 수 있으며 이는 상술한 전극재료의 장점과 동일하게 가벼운 무게와 유연성, 압축 및 신축이 가능한 탄성을 가질 수 있으며 저렴한 비용과 쉬운 공정으로 형성될 수 있다.The insulating layer 150 may use an adhesive insulating paper or an insulating film, and in the case of an elastic sensor, at least one of an elastic insulating film (eg, a silicon film), an elastic fiber, and an elastic nanoweb may be used. As with the advantages of the electrode material, it can have light weight and flexibility, elasticity that can be compressed and stretched, and can be formed at low cost and easy process.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 나노섬유웹 준비 단계를 세분화한 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart of the nanofiber web preparation step of the nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 나노섬유웹 준비 단계(S110)는, 제1 폴리머 용액 제조 단계(S111), 제2 폴리머 용액 제조 단계(S112), 제3 폴리머 용액 제조 단계(S113) 및 나노섬유웹 형성 단계(S114)를 포함하는 4단계 공정으로 나노섬유웹(110)을 형성할 수 있다.4 is a nanofiber web preparation step (S110) of the manufacturing method of the nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention, the first polymer solution manufacturing step (S111), the second polymer solution manufacturing step (S112) ), The nanofiber web 110 may be formed in a four-step process including a third polymer solution preparing step (S113) and a nanofiber web forming step (S114).

제1 폴리머 용액 제조 단계(S111)는 제1 용매에 폴리머를 넣어 용해하는 단계이다.The first polymer solution preparing step (S111) is a step of dissolving a polymer in a first solvent.

제1 용매는 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide,DMAc), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone, NMP) 및 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 중 적어도 하나일 수 있다.The first solvent is N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidinone (NMP ) And dimethyl sulfoxide (DMSO).

폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane) 및 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane) 중 적어도 하나일 수 있다.The polymer may be at least one of polyurethane, polyester-polyurethane, and polyether-polyurethane.

또한, 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane)는 스판덱스(spandex)로 통칭되는 탄성 섬유를 만들 수 있는 물질일 수 있다. In addition, the polyether-polyurethane may be a material capable of making elastic fibers collectively referred to as spandex.

좋게는 이온성 액체가 연화 영역에 잘 들어가서 탄성력의 히스테리시스가 저감되는 폴리우레탄 계열일 수 있다.Preferably, the ionic liquid may be a polyurethane series in which the ionic liquid enters the softening region well and the hysteresis of the elastic force is reduced.

제1 폴리머 용액 제조 단계(S111)는 제1 용매 60 ml에 폴리머 10 g를 넣고 완전히 용해될 때까지 25 ℃ 내지 100 ℃의 온도 조건으로 12시간 동안 교반한다In the preparing of the first polymer solution (S111), 10 g of the polymer is added to 60 ml of the first solvent and stirred for 12 hours at a temperature of 25 ° C. to 100 ° C. until it is completely dissolved.

제2 폴리머 용액 제조 단계(S112)는 제1 폴리머 용액 제조 단계(S111)에서 제조된 제1 폴리머 용액에 제2 용매를 첨가하는 단계이다.The second polymer solution preparing step (S112) is a step of adding a second solvent to the first polymer solution prepared in the first polymer solution preparing step (S111).

제2 용매는 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, t-부틸알코올(t-butyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol, iPA, 2-propanol), 벤질알코올(benzyl alcohol), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 프로필렌글리콜디아세테이트(propylene glycol diacetate), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 트리플루오로아세토나이트릴 (trifluoroacetonitrile), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 피리딘(pyridine) 및 피롤리딘(pyrrolidine) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second solvent is acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, butanol, t-butyl alcohol, isopropyl alcohol (isoPA, 2-propanol), Benzyl alcohol, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), acetonitrile, chloroform, dichloromethane, trifluoroacetonitrile, ethylene glycol, pyridine and pyrrolidine It may include at least one of.

제2 폴리머 용액 제조 단계(S112)는 제1 폴리머 용액에 제2 용매를 첨가하여 완전히 용해될 때까지 25 ℃ 내지 50 ℃의 온도 조건으로 1시간 내지 12시간 동안 교반한다.In the preparing of the second polymer solution (S112), a second solvent is added to the first polymer solution and stirred for 1 hour to 12 hours at a temperature condition of 25 ° C. to 50 ° C. until it is completely dissolved.

제1 용매와 제2 용매는 중량비 5:1 내지 5:5의 비율로 혼합될 수 있다.The first solvent and the second solvent may be mixed in a ratio of 5: 1 to 5: 5 by weight.

제2 폴리머 용액 제조 단계(S112)에서 제2 용매를 첨가하는 이유는 후술할 후속 공정 단계인 전기방사 공정 동안 용매의 휘발성을 증가시키고 전기방사를 돕는 목적을 갖는다.The reason for adding the second solvent in the second polymer solution preparing step (S112) has the purpose of increasing the volatility of the solvent during the electrospinning process, which will be described later, and helping to electrospin.

제3 폴리머 용액 제조 단계(S113)는 제2 폴리머 용액 제조 단계(S112)를 통해 제조된 제2 폴리머 용액에 이온성 액체를 첨가하는 단계이다.The third polymer solution preparing step (S113) is a step of adding an ionic liquid to the second polymer solution prepared through the second polymer solution preparing step (S112).

이온성 액체는 1-메틸-3-메틸이미다졸리움(1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움(1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-프로필-3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움(1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움(1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-메틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-프로필-2,3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) 중 하나의 양이온과, 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 (Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 헥사플로오르포스페이트 (Hexafluorophospate), 메틸슬페이트(Methyl sulfate), 에틸슬페이트(Ethyl sulfate), 테트라플로오르보레이트 (Tetrafluoroborate), 트리플로오르메탄슬페이트 (Trifluoromethanesulfonate), 아오다이드(Iodide), 브로마이드(Bromide), 클로라이드 (Chloride)중 하나의 음이온의 조합으로 만들어지는 이온성 액체중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Ionic liquids include 1-methyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, and 1-propyl-3- Methylimidazolium (1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-Butyl-3-methylimidazolium (1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-hexyl-3-methylimidazolium (1-Hexyl-3 -methylimidazolium), 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium ), 1-propyl-2,3-methylimidazolium (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), A cation of one of 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium), bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis), hexaflo Hexafluorophospate, Methyl Sulfate, Ethyl Sulfate, Tetrafluoroborbo Containing at least one of an ionic liquid made of a combination of anions of tetrafluoroborate, trifluoromethanesulfonate, iodide, bromide, and chloride It features.

제2 폴리머 용액에 첨가되는 이온성 액체의 첨가 량은 0.1 중량% phr 내지 5.0 중량% phr 일 수 있다.The amount of the ionic liquid added to the second polymer solution may be 0.1 wt% phr to 5.0 wt% phr.

제2 폴리머 용액에 이온성 액체가 첨가되는 시점은 후술할 전기방사 공정 전에 첨가하며, 좋게는 1시간 내지 2시간 전 일 수 있다. 이는 이온성 액체의 상용성이 낮은 경우 점차 상분리가 진행될 수 있기 때문이며, 사용하는 폴리머와 이온성 액체의 종류, 사용하는 용매의 종류에 따라 차이가 난다.The time point at which the ionic liquid is added to the second polymer solution is added before the electrospinning process, which will be described later, and may be preferably 1 hour to 2 hours before. This is because the phase separation may proceed gradually when the compatibility of the ionic liquid is low, and varies depending on the type of the polymer and the ionic liquid used, and the type of the solvent used.

나노섬유웹 형성 단계(S114)는 제3 폴리머 용액 제조 단계(S113)에서 제조된 제3 폴리머 용액을 전기방사 공정을 통하여 나노섬유웹(110)을 형성하는 단계이다.Nanofiber web forming step (S114) is a step of forming a nanofiber web 110 through the electrospinning process of the third polymer solution prepared in the third polymer solution manufacturing step (S113).

전기방사 공정의 상세한 조건 및 단계는 후술할 도 5에서 상세하게 설명하도록 한다.Detailed conditions and steps of the electrospinning process will be described in detail later with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 전기방사 공정 장치에 관하여 도시한 것이다.5 illustrates an electrospinning process apparatus of a method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 전기방사 공정 장치(200)는 시린지펌프(210), 니들(220), 회전형 실린더 콜렉터 및 접지(230), 전원(240)으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 5, the electrospinning process apparatus 200 includes a syringe pump 210, a needle 220, a rotatable cylinder collector and ground 230, and a power source 240.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법 중 전기방사 공정은 시린지펌프(210)에 제3 폴리머 용액을 준비하고, 전원(240)이 인가 된 상태에서 0.1 ml/h 내지 10 ml/h의 속도로 니들(220)을 통해 제3 폴리머 용액을 분출한다. 제3 폴리머 용액을 분출하는 니들(220)의 크기는 10 G 내지 30 G 이며, 여러 개의 니들(220)을 사용할 수 있다. 분출된 제3 폴리머 용액은 회전형 실린더 콜렉터 및 접지(230)에서 나노섬유의 형태를 가져 나노섬유웹(110)을 형성할 수 있게 된다. 이때, 실린더는 60 rpm으로 회전하며 회전형 실린더 콜렉터 및 접지(230)는 실린더의 회전축 방향으로 왕복운동 할 수 있다.Electrospinning process of the method of manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor according to another embodiment of the present invention to prepare a third polymer solution in the syringe pump 210, 0.1 ml / h while the power supply 240 is applied The third polymer solution is ejected through the needle 220 at a rate of from 10 ml / h. The needle 220 for ejecting the third polymer solution has a size of 10 G to 30 G, and several needles 220 may be used. The ejected third polymer solution may be in the form of nanofibers in the rotary cylinder collector and the ground 230 to form the nanofiber webs 110. At this time, the cylinder rotates at 60 rpm and the rotary cylinder collector and ground 230 may reciprocate in the direction of the axis of rotation of the cylinder.

본 실시예에서 서술한 내용은 나노섬유웹 압정전용량 센서의 제조 방법의 한가지 예만 보여주는 것으로 다양한 방법으로 제조 가능하며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The content described in this embodiment shows only one example of a method for manufacturing a nanofiber web tack capacitive sensor, which can be manufactured by various methods, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

상술한 공정을 통하여 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)는 나노섬유웹 내부에 이온성 액체를 포함하여 나노섬유웹(110)을 형성하므로 나노섬유웹 압정전용량 센서(100)의 압력에 대한 민감도가 높아지게 되고, 완전 탄성체의 물리적 성질을 가지며, 이온성 액체의 폴리우레탄 연화 영역에 들어감으로 인해서 0.1 % 내지 5 %의 낮은 히스테리시스를 갖게 된다.Nanofiber web tack capacitive sensor 100 according to an embodiment of the present invention formed through the above-described process forms a nanofiber web 110 including an ionic liquid inside the nanofiber web, so Sensitivity to pressure of the capacitive sensor 100 is increased, has the physical properties of a fully elastomer, and has a low hysteresis of 0.1% to 5% due to entering the polyurethane softening region of the ionic liquid.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are intended to illustrate the present invention more specifically, but the scope of the present invention is not limited by these examples.

[시약 및 물질]Reagents and Substances

폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(스판텍스)는 효성(Hyosung Co. Ltd. Korea.)에서 구매하였고, 열가소성 폴리우레탄(Estane® R190A) 은 루비졸사(Lubrizol, USA), 폴리(스티렌-b-부타디엔-b-스티렌)공중합체(SBS)는 LG화학(LG Chem. Ltd, Korea), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리풀루오르메틸슬포닐)이미드(1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)은 TCI(tokyo chemical industry Co. Ltd. Japan)에서 구매하였으며, N, N-디메틸포름아미드(N, N-dimethylformamide, DMF) 및 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF)은 삼전(Samchun Inc., Korea)에서 구매하였고, 구매한 시약은 정제 없이 구매한 상태 그대로 사용하였다.Polyether-polyurethane copolymer (spantex) was purchased from Hyosung Co. Ltd. Korea.The thermoplastic polyurethane (Estane® R190A) was made from Lubrizol, USA, and poly (styrene-b-butadiene). -b-Styrene) copolymer (SBS) is available from LG Chem. Ltd, Korea, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluluormethylsulfonyl) imide (1-Ethyl-3- methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) was purchased from Tokyo Chemical Industry Co. Ltd. Japan (TCI), while N, N-dimethylformamide (NMF) and tetrahydrofuran (THF) It was purchased from Samchun Inc., Korea, and the purchased reagent was used as it was without purification.

또한, 전극(120,130)은 상용의 알루미늄 호일을 사용하였다.In addition, commercially available aluminum foil was used for the electrodes 120 and 130.

[실시예 1]Example 1

60 ml의 N, N-디메틸포름아미드에 10 g의 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(스판텍스)을 혼합하여 완전히 용해될 때까지 100 ℃의 온도에서 12시간 동안 교반한다. 이어서 40 ml의 테트라히드로푸란을 첨가하여 35 ℃의 온도에서 8시간 동안 추가로 교반한다. 이후, 전기방사 1시간 전에 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 0.1 g를 첨가한다. 형성된 용액을 전기방사 공정을 통해 전기방사하여 나노섬유웹을 제조한다.10 g of polyether-polyurethane copolymer (spantex) is mixed with 60 ml of N, N-dimethylformamide and stirred at a temperature of 100 ° C. for 12 hours until complete dissolution. 40 ml of tetrahydrofuran is then added and further stirred at a temperature of 35 ° C. for 8 hours. Thereafter, 0.1 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (tripulluormethylsulfonyl) imide is added 1 hour before electrospinning. The formed solution is electrospun through an electrospinning process to prepare a nanofiber web.

이후, 제조된 나노섬유웹 하부와 상부에 알루미늄 호일 전극을 부착하여 샌드위치 구조체를 형성한 뒤 샌드위치 구조체를 접착식 절연 페이퍼로 캡슐화 하여 나노섬유웹 압정전용량 센서를 제조하였다.Subsequently, an aluminum foil electrode was attached to the prepared lower and upper nanofiber webs to form a sandwich structure, and the sandwich structure was encapsulated with an adhesive insulating paper to prepare a nanofiber web tack capacitive sensor.

[실시예 2]Example 2

[실시예 2]는 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드를 0.01 g 첨가한 것을 제외하고는 [실시예 1]과 동일한 방법으로 제조하였다.[Example 2] was prepared in the same manner as in [Example 1], except that 0.01 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifulluormethylsulfonyl) imide was added.

[실시예 3]Example 3

[실시예 3]은 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드를 0.3 g 첨가한 것을 제외하고는 [실시예 1]과 동일한 방법으로 제조하였다.[Example 3] was prepared in the same manner as in [Example 1], except that 0.3 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (tripuloormethylsulfonyl) imide was added.

[비교예 1]Comparative Example 1

[비교예 1]은 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 을 첨가하지 않는 것을 제외하면 [실시예 1]과 동일한 방법으로 제조되었다.[Comparative Example 1] was prepared in the same manner as in [Example 1], except that 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (tripulluormethylsulfonyl) imide was not added.

[비교예 2]Comparative Example 2

[비교예 2]는 종래의 열가소성 폴리우레탄(Estane® R190A)을 전기방사하여 형성된 나노섬유웹을 이용한 압정전용량 센서이다.[Comparative Example 2] is a tack capacitive sensor using a nanofiber web formed by electrospinning a conventional thermoplastic polyurethane (Estane® R190A).

[비교예 3]Comparative Example 3

[비교예 3]은 종래의 폴리(스티렌-b-부타디엔-b-스티렌)(Poly(styrene-b-butadiene-b-styrene), SBS)을 전기 방사하여 형성된 나노섬유웹을 이용한 압정전용량 센서이다.[Comparative Example 3] is a tack capacitive sensor using a nanofiber web formed by electrospinning conventional poly (styrene-b-butadiene-b-styrene) (Poly (styrene-b-butadiene-b-styrene), SBS) to be.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 특성을 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the characteristics of the nanofiber web tack capacitive sensor according to the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6a는 본 발명의 비교예 5에 따른 나노섬유웹 표면의 전계 방출 주사 전자 현미경(field emission scanning electron microscopy, FE-SEM) 이미지를 도시한 것이다.Figure 6a shows a field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) image of the surface of the nanofiber web according to Comparative Example 5 of the present invention.

도 6a를 참조하면, 600 nm 내지 800 nm 직경을 갖는 나노섬유가 전기방사 공정을 통해 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 6a, it can be seen that nanofibers having a diameter of 600 nm to 800 nm was formed through an electrospinning process.

도 6b는 본 발명의 실시예 1에 따른 나노섬유웹 표면의 전계 방출 주사 전자 현미경 이미지를 도시한 것이다.FIG. 6B shows a field emission scanning electron microscope image of the surface of a nanofiber web according to Example 1 of the present invention.

도 6b를 참조하면, 도 6a와 마찬가지로 600 nm 내지 800 nm 직경을 갖는 나노섬유가 전기방사 공정을 통해 형성된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6B, as in FIG. 6A, nanofibers having a diameter of 600 nm to 800 nm may be formed through an electrospinning process.

도 6a 및 도 6b의 전계 방출 주사 전자 현미경 이미지로 미루어, 나노섬유웹(110) 형성 공정에서 이온성 액체를 첨가하더라도 미세 구조 상에서 비드(bead) 또는 섬유의 응집이 발생하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.From the field emission scanning electron microscope images of FIGS. 6A and 6B, it can be seen that even when an ionic liquid is added in the nanofiber web 110 forming process, no beads or fibers are aggregated on the microstructure.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 20 사이클 동안의 주기적인 힘 인가에 따른 시간 대 커패시턴스 곡선을 도시한 그래프이다.7A to 7D are graphs showing a time versus capacitance curve according to periodic force application for 20 cycles of the nanofiber web tack capacitive sensor according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.

도 7a 내지 도 7d의 그래프에서, 주기적인 힘의 인가는 2 N과 100 N이고, T는 나노섬유웹의 두께를 나타내며, 하단과 상단의 점선은 2 N과 100 N의 힘 인가시 커패시턴스 값의 간격을 나타낸다In the graphs of FIGS. 7A-7D, the periodic application of force is 2 N and 100 N, T represents the thickness of the nanofiber web, and the dashed lines at the bottom and top represent the capacitance values upon application of the force of 2 N and 100 N. Indicates interval

도 7a는 본 발명의 실시예 1의 나노섬유웹 압정전용량 센서의 실험 결과값에 따른 그래프이다.Figure 7a is a graph according to the experimental results of the nanofiber web tack capacitive sensor of Example 1 of the present invention.

도 7a를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는 제1 사이클 내지 제20 사이클에서 힘의 인가시 일정한 압정전용량을 보여주고 있어 우수한 반복성을 보여 주고 있으며, 힘을 제거하였을 때에도 상당히 빠른 회복력을 보여주고 있다. 약간의 크립 형태로 나타나는 것은 외부에 있는 보호 필름에 의한 효과 때문으로 판단되며, 이후 수 사이클 만에 커패시턴스가 안정화 되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7A, the nanofiber web tack capacitance sensor according to Example 1 of the present invention shows a constant tack capacitance upon application of force in the first to twentieth cycles, and thus shows excellent repeatability. Even when the removal is showing a fairly fast recovery. Appearing in the form of a slight creep is judged to be due to the effect of the protective film on the outside, it can be seen that the capacitance is stabilized after several cycles.

도 7b를 참조하면, 본 발명의 비교예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는 실시예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에 비해서 압정전용량의 변화 폭이 적고, 안정화되는 시간이 많이 필요함을 알 수 있으며, 특히 후술할 도 8b를 참조하면 히스테리시스가 실시예 1에 비해 7.5%로 상당히 크게 나타난다.Referring to FIG. 7B, the nanofiber web tack capacitive sensor according to Comparative Example 1 of the present invention has a smaller variation in tack capacitance than the nanofiber web tack capacitive sensor according to Example 1, and has a longer stabilization time. It can be seen that, in particular with reference to Figure 8b to be described later, the hysteresis appears significantly larger than 7.5 in Example 1.

도 7c 내지 도 7d의 본 발명의 비교예 2 내지 비교예 3의 그래프를 참조하면 종래의 나노섬유웹 압정전용량 센서는 상대적으로 작은 커패시턴스 폭을 갖고, 제1 사이클 이후 회복되지 않고 전기용량 값이 점차 증가하는 것은 압정전용량 센서의 두께가 회복되지 못하고 점차 감소하거나(도 7c) 커패시턴스 폭이 작아지는 것(도 7d)을 확인할 수 있다.Referring to the graphs of Comparative Examples 2 to 3 of the present invention of FIGS. 7C to 7D, the conventional nanofiber web tack capacitive sensor has a relatively small capacitance width and does not recover after the first cycle. Gradually increasing, it can be seen that the thickness of the tack capacitive sensor does not recover and gradually decreases (FIG. 7c) or the capacitance width decreases (FIG. 7d).

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 그래프이다.8A to 8D are graphs showing capacitance-pressure hysteresis curves of nanofiber web tack capacitive sensors according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.

도 8a는 본 발명의 실시예 1의 나노섬유웹 압정전용량 센서의 실험 결과값에 따른 그래프이다.Figure 8a is a graph according to the experimental results of the nanofiber web tack capacitive sensor of Example 1 of the present invention.

도 8a을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는 1% 내지 2%의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8A, it can be seen that the nanofiber web tack capacitive sensor according to Example 1 of the present invention has a capacitance-pressure hysteresis curve of 1% to 2%.

반면에, 도 8b 내지 도 8d의 본 발명의 비교예 1 내지 비교예 3의 그래프를 참조하면, 종래의 나노섬유웹 압정전용량 센서는 7%를 초과하는 큰 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 갖는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, referring to the graphs of Comparative Examples 1 to 3 of the present invention of FIGS. 8B to 8D, it is confirmed that the conventional nanofiber web tack capacitive sensor has a large capacitance-pressure hysteresis curve exceeding 7%. Can be.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서에서, 이온성 액체의 첨가량 변화에 따른 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 그래프이다.9A to 9D are graphs showing capacitance-pressure hysteresis curves according to the change amount of the ionic liquid in the nanofiber web tack capacitance sensors according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.

도 9a는 본 발명의 실시예 1에 따른 1 phr의 이온성 액체를 첨가한 나노섬유웹 압정전용량 센서의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 것이다.FIG. 9A shows the capacitance-pressure hysteresis curve of a nanofiber web tack capacitive sensor to which 1 phr of ionic liquid is added according to Example 1 of the present invention.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서는 1% 내지 2%의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 갖는 것을 확인할 수 있다.9A, it can be seen that the nanofiber web tack capacitive sensor according to Example 1 of the present invention has a capacitance-pressure hysteresis curve of 1% to 2%.

도 9b는 본 발명의 실시예 2에 따른 0.1 phr의 이온성 액체를 첨가한 나노섬유웹 압정전용량 센서의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 것이다.FIG. 9B shows a capacitance-pressure hysteresis curve of a nanofiber web tack capacitive sensor to which 0.1 phr of ionic liquid is added according to Example 2 of the present invention.

이어서, 도 9c는 본 발명의 실시예 c에 따른 3 phr의 이온성 액체를 첨가한 나노섬유웹 압정전용량 센서의 커패시턴스-압력 히스테리시스 곡선을 도시한 것이다.9C shows the capacitance-pressure hysteresis curve of the nanofiber web tack capacitive sensor with 3 phr of ionic liquid according to Example c of the present invention.

도 9a 내지 9c의 결과를 바탕으로 하면, 이상적인 압정전용량 센서가 되기 위해서는 적정량의 이온성 액체가 들어가는 것이 가장 좋으며, 과량 들어가게 되면 도 9c와 같이 민감도는 우수해지지만 히스테리시스가 크게 증가함을 알수 있다. 이와 같은 현상은 나노섬유 바깥으로 이온성 액체가 일부 빠져나오기 때문이다.Based on the results of FIGS. 9A to 9C, in order to become an ideal tack capacitive sensor, it is best to enter an appropriate amount of ionic liquid, and when the excess is added, the sensitivity is excellent as shown in FIG. 9C, but the hysteresis increases greatly. . This is because some of the ionic liquid comes out of the nanofibers.

도 10a는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 대한 히스테리시스(%) 및 커패시턴스 변화(ΔC)를 도시한 그래프이다.10A is a graph showing hysteresis (%) and capacitance change (ΔC) for Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.

도 10a에 따르면, 이온성 액체를 첨가한 경우 실시예 1의 경우가 히스테리시스가 가장 작고, 반면에 정전용량 변화가 상대적으로 다른 비교예 보다 커서 우수한 정전용량 센서임을 알 수 있다.According to FIG. 10A, when the ionic liquid is added, the hysteresis is the smallest in the case of Example 1, while the capacitance change is relatively higher than that of the other comparative examples, indicating that it is an excellent capacitance sensor.

도 10b는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 대하여, 이온성 액체의 첨가량 변화에 따른 히스테리시스(%) 및 커패시턴스 변화(ΔC)를 도시한 그래프이다.10B is a graph showing hysteresis (%) and capacitance change (ΔC) according to changes in the amount of ionic liquid added, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.

도 10b에 따르면, 본 발명의 실시예 1이 실시예 2, 실시예 3 및 비교예 1 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 이는 적정 수준의 이온성 액체를 첨가해야 함을 알 수 있다.According to Figure 10b, it can be seen that Example 1 of the present invention shows better performance than Example 2, Example 3 and Comparative Example 1, it can be seen that the appropriate level of ionic liquid should be added.

도 11a 내지 도 11d는 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 나노섬유웹 압정전용량 센서의 크리프(creep) 특성을 도시한 그래프이다.11A to 11D are graphs illustrating creep characteristics of nanofiber web tack capacitive sensors according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3. FIG.

도 11a에 따르면, 200 N의 일정한 하중을 가했을 때, 시간당 캐패시턴스의 변화가 거의 없는 결과를 보여주므로 좋은 탄성체 임을 보여준다.According to FIG. 11a, when a constant load of 200 N is applied, the result shows that the change in capacitance per hour shows little result, which shows that it is a good elastic body.

도 11b 내지 도 11d에 따르면, 도 11a와는 달리 시간에 따라 점차 커패시턴스가 증가하는 경향을 보여주고 있으므로 센서 필름의 두께가 점차 감소됨을 보여주고 있어서 압정전용량센서로 부적합함을 보여주고 있다.11B to 11D, unlike FIG. 11A, the capacitance is gradually increased with time, and thus the thickness of the sensor film is gradually decreased, indicating that it is not suitable as a tack capacitive sensor.

도 12a 내지 도 12d는 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 일정 커패시턴스에서의 응력완화을 시간 대 압력 곡선으로 도시한 것이다. 12A to 12D show stress relaxation at constant capacitance according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 as time versus pressure curves.

이는 일정한 커패시턴스를 얻기 위해 필요한 힘을 도식화한 그림이다. 도 11a 내지 11d의 역으로, 실시예 1의 결과가 그 변화 정도가 가장 작아서 우수한 특성을 나타냄을 보여준다.This is a diagram of the force required to achieve a constant capacitance. Inversely of FIGS. 11A-11D, the results of Example 1 show that the degree of change is the smallest and shows excellent characteristics.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 나노섬유웹 압정전용량 센서 110: 나노섬유웹
120: 하부전극 121: 하부전극 전극연결부
130: 상부전극 131: 상부전극 전극연결부
140: 샌드위치 구조체 150: 절연층
200: 전기방사 공정 장치 210: 시린지펌프
220: 니들 230: 회전형 실린더 콜렉터 및 접지
240: 전원
100: nanofiber web tack capacitive sensor 110: nanofiber web
120: lower electrode 121: lower electrode electrode connection portion
130: upper electrode 131: upper electrode electrode connection portion
140: sandwich structure 150: insulating layer
200: electrospinning process apparatus 210: syringe pump
220: needle 230: rotary cylinder collector and ground
240: power

Claims (15)

하부전극, 상기 하부전극 상에 형성되는 공극(void)을 포함하는 나노섬유웹 및 상기 나노섬유웹(nano-fiber web) 상에 형성되는 상부전극을 포함하는 샌드위치 구조체; 및
상기 샌드위치 구조체의 외부에 형성되어 상기 샌드위치 구조체를 캡슐화 하는 절연층
을 포함하고,
상기 나노섬유웹 내에 이온성 액체(ionic liquid)가 함유되어 있으며,
상기 나노섬유웹을 형성하는 폴리머는 상기 이온성 액체가 연화 영역에 들어가는 폴리우레탄 계열인 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량(piezocapacitive) 센서.
A sandwich structure including a lower electrode, a nanofiber web including a void formed on the lower electrode, and an upper electrode formed on the nano-fiber web; And
An insulating layer formed outside the sandwich structure to encapsulate the sandwich structure
Including,
An ionic liquid is contained in the nanofiber web,
The polymer forming the nanofiber web is a piezocapacitive sensor, characterized in that the ionic liquid is polyurethane-based to enter the softening region.
제1항에 있어서,
상기 하부전극 및 상기 상부전극은 금속 포일 페이퍼(foil paper), 전도성 섬유 직-편물(conductive fabric) 및 탄성 전도체 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
And the lower electrode and the upper electrode are formed of at least one of a metal foil paper, a conductive fiber fabric, and an elastic conductor.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 탄성 절연층 및 접착성 절연층 중 적어도 하나로 형성되고,
상기 탄성 절연층 및 접착성 절연층은 절연 페이퍼, 절연 필름 및 절연 섬유 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
The insulating layer is formed of at least one of an elastic insulating layer and an adhesive insulating layer,
And the elastic insulating layer and the adhesive insulating layer are formed of at least one of an insulating paper, an insulating film, and an insulating fiber.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유웹 압정전용량 센서는, 상기 하부전극 및 상기 상부전극과 전기적으로 연결된 구조의 전극 연결부를 포함하고,
상기 전극 연결부는 상기 절연층의 외부로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
The nanofiber web tack capacitive sensor includes an electrode connection part having a structure electrically connected to the lower electrode and the upper electrode,
And the electrode connection part extends to the outside of the insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유웹을 형성하는 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane) 및 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
The polymer forming the nanofiber web includes at least one of polyurethane, polyester-polyurethane copolymer, and polyether-polyurethane. Nanofiber web tack capacitive sensor.
제1항에 있어서,
상기 이온성 액체는 1-메틸-3-메틸이미다졸리움(1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움(1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-프로필-3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움(1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움(1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-메틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-프로필-2,3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) 중 하나의 양이온과, 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 (Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 헥사플로오르포스페이트 (Hexafluorophospate), 메틸슬페이트(Methyl sulfate), 에틸슬페이트(Ethyl sulfate), 테트라플로오르보레이트 (Tetrafluoroborate), 트리플로오르메탄슬페이트 (Trifluoromethanesulfonate), 아오다이드(Iodide), 브로마이드(Bromide), 클로라이드 (Chloride)중 하나의 음이온의 조합으로 만들어지는 이온성 액체 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
The ionic liquid is 1-methyl-3-methylimidazolium (1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-ethyl-3-methylimidazolium (1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-propyl-3 -Methylimidazolium (1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-Butyl-3-methylimidazolium (1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-hexyl-3-methylimidazolium (1-Hexyl- 3-methylimidazolium), 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Ethyl-2,3- dimethylimidazolium), 1-propyl-2,3-methylimidazolium (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium) , Cation of one of 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium), bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis), hexa Hexafluorophospate, Methyl Sulfate, Ethyl Sulfate, Tetrafluoro At least one of an ionic liquid made of a combination of anions of one of the following: tetrafluoroborate, trifluoromethanesulfonate, iodide, bromide, chloride Nanofiber web tack capacitive sensor, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유웹 압정전용량 센서는 0.1% 내지 5% 범위의 커패시턴스-압력 히스테리시스(capacitance-pressure hysteresis)를 갖는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서.
The method of claim 1,
The nanofiber web tack capacitive sensor has a capacitance-pressure hysteresis in the range of 0.1% to 5%.
나노섬유웹을 준비하는 단계;
상기 나노섬유웹의 상부와 하부에 각각 상부전극과 하부전극을 부착하여 샌드위치 구조체를 형성하는 단계;
상기 샌드위치 구조체의 외부에 절연층을 부착하여 캡슐화 하는 단계;
를 포함하고,
상기 나노섬유웹 내에 이온성 액체(ionic liquid)가 함유되어 있으며,
상기 나노섬유웹을 형성하는 폴리머는 상기 이온성 액체가 연화 영역에 들어가는 폴리우레탄 계열인 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
Preparing a nanofiber web;
Attaching an upper electrode and a lower electrode to upper and lower portions of the nanofiber web, respectively, to form a sandwich structure;
Encapsulating by attaching an insulating layer to the outside of the sandwich structure;
Including,
An ionic liquid is contained in the nanofiber web,
The polymer forming the nanofiber web is a nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method characterized in that the ionic liquid is a polyurethane-based to enter the softening region.
제8항에 있어서,
상기 나노섬유웹을 준비하는 단계는,
제1 용매에 폴리머를 넣고 용해하는 제1 폴리머 용액 제조 단계;
상기 제1 폴리머 용액에 제2 용매를 첨가하는 제2 폴리머 용액 제조 단계;
상기 제2 폴리머 용액에 이온성 액체를 첨가하는 제3 폴리머 용액 제조 단계; 및
상기 제3 폴리머 용액을 전기방사 하여 나노섬유웹을 형성하는 단계를 포함하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 8,
Preparing the nanofiber web,
Preparing a first polymer solution to dissolve the polymer in a first solvent;
A second polymer solution preparing step of adding a second solvent to the first polymer solution;
A third polymer solution preparing step of adding an ionic liquid to the second polymer solution; And
Nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method comprising the step of electrospinning the third polymer solution to form a nanofiber web.
제9항에 있어서,
상기 제1 용매는 N,N-디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide,DMAc), N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone, NMP) 및 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 9,
The first solvent is N, N-dimethylacetamide (N, N-dimethylacetamide, DMAc), N, N-dimethylformamide (N, N-dimethylformamide, DMF), N-methylpyrrolidinone (N-methylpyrrolidinone, NMP) and dimethyl sulfoxide (DMSO) at least one of the nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method.
제9항에 있어서,
상기 제2 용매는 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, t-부틸알코올(t-butyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol, iPA, 2-propanol), 벤질알코올(benzyl alcohol), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 프로필렌글리콜디아세테이트(propylene glycol diacetate), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 트리플루오로아세토나이트릴 (trifluoroacetonitrile), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 피리딘(pyridine) 및 피롤리딘(pyrrolidine) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 9,
The second solvent is acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, butanol, t-butyl alcohol, isopropyl alcohol (isoPA, 2-propanol) , Benzyl alcohol, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol methyl ether acetate ether acetate (PGMEA), acetonitrile, chloroform, dichloromethane, trifluoroacetonitrile, ethylene glycol, pyridine and pyrrolidine ) At least one or more nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method.
제9항에 있어서,
상기 제2 용매는 상기 전기방사 시 용매의 휘발성을 및 전기방사 안정성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 9,
The second solvent is nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method characterized in that to increase the volatility and electrospinning stability of the solvent during the electrospinning.
제9항에 있어서,
상기 폴리머는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르-폴리우레탄 공중합체(polyester-polyurethane) 및 폴리에테르-폴리우레탄 공중합체(polyether-polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 9,
The polymer is a nanofiber web tack capacity, characterized in that it comprises at least one of polyurethane (polyurethane), polyester-polyurethane copolymer (polyester-polyurethane) and polyether-polyurethane copolymer (polyether-polyurethane) Sensor manufacturing method.
제9항에 있어서,
상기 이온성 액체는 1-메틸-3-메틸이미다졸리움(1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-에틸-3-메틸이미다졸리움(1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-프로필-3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-부틸-3-메틸이미다졸리움(1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-헥실-3-메틸이미다졸리움(1-Hexyl-3-methylimidazolium), 1-메틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-에틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Ethyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-프로필-2,3-메틸이미다졸리움(1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-부틸-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움(1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium) 중 하나의 양이온과, 비스 (트리풀루오르메틸슬포닐)이미드 (Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 헥사플로오르포스페이트 (Hexafluorophospate), 메틸슬페이트(Methyl sulfate), 에틸슬페이트(Ethyl sulfate), 테트라플로오르보레이트 (Tetrafluoroborate), 트리플로오르메탄슬페이트 (Trifluoromethanesulfonate), 아오다이드(Iodide), 브로마이드(Bromide), 클로라이드 (Chloride)중 하나의 음이온의 조합으로 만들어지는 이온성 액체 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.
The method of claim 9,
The ionic liquid is 1-methyl-3-methylimidazolium (1-Methyl-3-methylimidazolium), 1-ethyl-3-methylimidazolium (1-Ethyl-3-methylimidazolium), 1-propyl-3 -Methylimidazolium (1-Propyl-3-methylimidazolium), 1-Butyl-3-methylimidazolium (1-Butyl-3-methylimidazolium), 1-hexyl-3-methylimidazolium (1-Hexyl- 3-methylimidazolium), 1-methyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Methyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Ethyl-2,3- dimethylimidazolium), 1-propyl-2,3-methylimidazolium (1-Propyl-2,3-dimethylimidazolium), 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Butyl-2,3-dimethylimidazolium) , Cation of one of 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium (1-Hexyl-2,3-dimethylimidazolium), bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (Bis), hexa Hexafluorophospate, Methyl Sulfate, Ethyl Sulfate, Tetrafluoro At least one of an ionic liquid made of a combination of anions of one of the following: tetrafluoroborate, trifluoromethanesulfonate, iodide, bromide, chloride Nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method characterized in that.
제9항에 있어서,
상기 이온성 액체는 상기 제2 폴리머 용액의 중량 대비 0.1 중량% phr 내지 5.0 중량% phr 이내인 것을 특징으로 하는 나노섬유웹 압정전용량 센서 제조 방법.

The method of claim 9,
The ionic liquid is a nanofiber web tack capacitive sensor manufacturing method, characterized in that less than 0.1% by weight to 5.0% by weight phr to the weight of the second polymer solution.

KR1020180049392A 2018-04-27 2018-04-27 Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same KR102042856B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049392A KR102042856B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049392A KR102042856B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190125094A KR20190125094A (en) 2019-11-06
KR102042856B1 true KR102042856B1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68535774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180049392A KR102042856B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102042856B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112179530B (en) * 2020-09-14 2021-09-28 电子科技大学 Flexible pressure sensor based on double-sided microstructure electrode and paper and preparation method
CN112923954A (en) * 2021-01-25 2021-06-08 西安工业大学 Integrated flexible sensor based on sandwich type spinning film and manufacturing method
CN115901028A (en) * 2022-09-02 2023-04-04 河北工业大学 Flexible touch sensor with adhesive property and air permeability and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034368A (en) * 2011-07-07 2013-02-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Carbon nanofiber actuator
KR101502762B1 (en) * 2014-04-02 2015-03-17 경희대학교 산학협력단 Hybrid pressure sensor using nanofiber web

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101708113B1 (en) 2015-05-28 2017-02-17 고려대학교 산학협력단 Highly sensitive pressure sensor
KR101730396B1 (en) 2015-07-15 2017-05-11 경희대학교 산학협력단 Pressure sensor using pla piezoelectric material of nanofiber web type by electrospinning
KR101742240B1 (en) * 2015-08-31 2017-06-01 숭실대학교산학협력단 Tactile sensor and method for manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034368A (en) * 2011-07-07 2013-02-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Carbon nanofiber actuator
KR101502762B1 (en) * 2014-04-02 2015-03-17 경희대학교 산학협력단 Hybrid pressure sensor using nanofiber web

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190125094A (en) 2019-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102042856B1 (en) Nanofiber web piezocapacitive sensor and fabricating method of the same
Yang et al. Direct spinning of high-performance graphene fiber supercapacitor with a three-ply core-sheath structure
Zhao et al. Conducting polymer composites for unconventional solid-state supercapacitors
Zhou et al. Ultrahigh‐areal‐capacitance flexible supercapacitor electrodes enabled by conformal P3MT on horizontally aligned carbon‐nanotube arrays
Zheng et al. Nanocellulose-mediated hybrid polyaniline electrodes for high performance flexible supercapacitors
Shalu et al. Thermal stability, complexing behavior, and ionic transport of polymeric gel membranes based on polymer PVdF-HFP and ionic liquid,[BMIM][BF4]
Zhao et al. Graphene-based single fiber supercapacitor with a coaxial structure
Xu et al. Direct spinning of fiber supercapacitor
CN107505068A (en) Condenser type pliable pressure sensor and preparation method thereof
Wang et al. Fabrication of ultra-high working range strain sensor using carboxyl CNTs coated electrospun TPU assisted with dopamine
Lu et al. Electrospun polyaniline nanofiber networks toward high‐performance flexible supercapacitors
CN107574493B (en) Flexible tensile strain sensor of spiral winding structure based on electrospinning
US20100266838A1 (en) Method for fabrication of conductive film using metal wire and conductive film
Huang et al. Electrospinning of magnesium-ion linked binder-less PEDOT: PSS nanofibers for sensing organic gases
Dong et al. Deformable textile-structured triboelectric nanogenerator knitted with multifunctional sensing fibers for biomechanical energy harvesting
Kim et al. Electro-active polymer actuator based on PVDF with bacterial cellulose nano-whiskers (BCNW) via electrospinning method
Zhang et al. Na+‐doped zinc oxide nanofiber membrane for high speed humidity sensor
Wang et al. The effects of DMSO on structure and properties of PVA/PEDOT: PSS blended fiber
US20240159704A1 (en) Composite membrane for western blotting containing a pvdf nanofiber web and manufacturing method thereof
Shi et al. Piezoresistive fibers with record high sensitivity via the synergic optimization of porous microstructure and elastic modulus
Lv et al. One-step preparation of flexible citric acid-doped polyaniline gas sensor for ppb-level ammonia detection at room temperature
KR102139051B1 (en) Sensor for sensing nitrogen oxide comprising nanocellulose and carbon nanotube composite fiber
CN201340404Y (en) Macromolecule composite resistive-type humidity sensitive element with nanofiber structure
Huang et al. Regenerated silk fibroin-modified soft graphene aerogels for supercapacitive stress sensors
KR102209295B1 (en) Fiber based pressure sensor matrix using rectifying diode and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant