KR102304356B1 - Patch type textile antenna with improved wash durability and method of manufacturing same - Google Patents

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KR102304356B1
KR102304356B1 KR1020200070753A KR20200070753A KR102304356B1 KR 102304356 B1 KR102304356 B1 KR 102304356B1 KR 1020200070753 A KR1020200070753 A KR 1020200070753A KR 20200070753 A KR20200070753 A KR 20200070753A KR 102304356 B1 KR102304356 B1 KR 102304356B1
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rubber
layer
patch
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소주희
이정훈
유의상
이현경
임대영
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한국생산기술연구원
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/40Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the structure of the yarns or threads
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Abstract

The present invention relates to a patch-type textile antenna and a method for manufacturing the same. The patch-type textile antenna includes: a dielectric-containing dielectric layer (200); a ground layer (100) including a first fabric base material (120) formed on the lower surface of the dielectric layer (200) and a first conductive portion (110) formed on the lower surface of the first fabric base material (120) and including a conductor; a first sealing layer (400) formed on the surface of the ground layer (100) and including a sealing material for sealing the ground layer (100); a radiation layer (300) including a second fabric base material (320) formed on the upper surface of the dielectric layer (200) and a second conductive portion (310) formed on the upper surface of the second fabric base material (320) and including a conductor; and a second sealing layer (500) formed on the surface of the radiation layer (300) and including a sealing material for sealing the radiation layer (300). The patch-type textile antenna of the present invention has low wettability and high water repellency. In addition, the antenna is excellent in wash durability and its performance hardly declines after washing.

Description

세탁 내구성이 향상된 패치형 섬유 안테나 및 그의 제조방법{PATCH TYPE TEXTILE ANTENNA WITH IMPROVED WASH DURABILITY AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}Patch-type fiber antenna with improved washing durability and manufacturing method thereof

본 발명은 패치형 섬유 안테나 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직물기재에 전도성 잉크를 스크린 프린팅하고, 이를 안테나의 그라운드층 및 방사층으로 사용하는 패치형 섬유 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a patch-type fiber antenna and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a patch-type fiber antenna by screen-printing conductive ink on a textile substrate and using the same as a ground layer and a radiation layer of the antenna.

웨어러블 관련 기술과 산업의 발달에 따라 섬유형 안테나 관련 기술들이 연구 및 보고되고 있다. 웨어러블 안테나는 주로 인체 방향으로의 방사를 최소화하는 형태인 패치타입이 선호되는데 패치형 안테나의 경우 면상의 전도층을 적층하여 제조한다. 전도성 잉크를 스크린 인쇄하는 제조 방식은 넓은 면적의 면상 전도층을 빠르고 간단한 공정으로 제조하는 데 유리하나, 제조된 전도층의 세탁 내구성이 해결되어야 한다.With the development of wearable-related technologies and industries, fiber-type antenna-related technologies are being researched and reported. A wearable antenna is preferably a patch type, which minimizes radiation in the direction of the human body. In the case of a patch type antenna, a planar conductive layer is laminated. The manufacturing method of screen-printing the conductive ink is advantageous for manufacturing a large area planar conductive layer in a quick and simple process, but the washing durability of the manufactured conductive layer must be solved.

전도성 잉크를 인쇄하여 섬유형 안테나를 제조하는 방식은 빠른 생산 공정이 가능하여 대량 생산에 유리하나, 전도성 잉크의 특성상 세탁 과정 시 발생하는 물리적 충격과 세제에 대한 내구성이 약한 문제점이 있다.The method of manufacturing a fiber-type antenna by printing conductive ink is advantageous for mass production because it enables a fast production process, but there is a problem in that the physical impact generated during the washing process and durability to detergents are weak due to the characteristics of conductive ink.

본 발명의 목적은 젖음성이 낮고, 발수성이 높은 패치형 섬유 안테나를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a patch-type fiber antenna with low wettability and high water repellency.

또한 본 발명의 목적은 세탁 내구성이 우수한 패치형 섬유 안테나 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a patch-type fiber antenna having excellent washing durability and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유전체를 포함하는 유전체층(dielectric layer, 200); 상기 유전체층(200)의 하면 상에 형성된 제1 직물기재(120)와, 상기 제1 직물기재(120)의 하면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제1 전도부(110)를 포함하는 그라운드층(ground layer, 100); 상기 그라운드층(100)의 표면 상에 형성되고, 상기 그라운드층(100)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함하는 제1 밀봉층(400); 상기 유전체층(200)의 상면 상에 형성된 제2 직물기재(320)와, 상기 제2 직물기재(320)의 상면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제2 전도부(310)를 포함하는 방사층(radiation layer, 300); 및 상기 방사층(300)의 표면 상에 형성되고, 상기 방사층(300)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함하는 제2 밀봉층(500);을 포함하는 패치형 섬유 안테나(10)가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a dielectric layer comprising a dielectric (dielectric layer, 200); A ground layer including a first fabric base 120 formed on a lower surface of the dielectric layer 200 and a first conductive part 110 formed on a lower surface of the first fabric base 120 and including a conductor layer, 100); a first sealing layer 400 formed on the surface of the ground layer 100 and including a sealing material for sealing the ground layer 100 ; A radiation layer including a second fabric base 320 formed on the upper surface of the dielectric layer 200 and a second conductive part 310 formed on the upper surface of the second fabric base 320 and including a conductor layer, 300); and a second sealing layer 500 formed on the surface of the radiation layer 300 and including a sealing material for sealing the radiation layer 300 .

또한 상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재가 제1 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.In addition, the sealing material of the first sealing layer 400 and the second sealing layer 500 may include a first elastic polymer.

또한 상기 제1 고분자 탄성체가 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the first elastic polymer is polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene -Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR) , isobutylene isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR) , isobutylene rubber (IR), acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), epichlorohydrin rubber, neoprene (neoprene, polychloroprene), Contains at least one selected from the group consisting of silicone rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex, fluoro silicone rubber, and vinyl methyl silicone rubber can do.

또한 상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재가 열가소성 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.In addition, the sealing material of the first sealing layer 400 and the second sealing layer 500 may include a thermoplastic polymer elastomer.

또한 상기 열가소성 고분자 탄성체가 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄 러버(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR) 및 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the thermoplastic polymer elastomer is polyurethane, polyether urethane rubber, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene -Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR) , isobutylene isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR) , isobutylene rubber (IR), acrylic rubber (acryl rubber), acrylonitrile-butadiene rubber (acrylonitrile butadiene rubber, ABR) and at least one selected from the group consisting of epichlorohydrin rubber (epichlorohydrin rubber) may include.

또한 상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 두께가 각각 독립적으로 50 내지 300μm일 수 있다.In addition, the thickness of the first encapsulation layer 400 and the second encapsulation layer 500 may each independently be 50 to 300 μm.

또한 상기 유전체가 제2 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.In addition, the dielectric may include a second elastic polymer.

또한 상기 유전체가 기공을 포함하는 다공성 유전체일 수 있다.In addition, the dielectric may be a porous dielectric including pores.

또한 상기 제2 고분자 탄성체가 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the second elastic polymer is neoprene (neoprene, polychloroprene), styrene-butadiene-styrene (styrene-butadiene-styrene, SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) ) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene isoprene rubber, IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), isobutylene rubber (IR), acrylic rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, epichlorohydrin rubber, Contains at least one selected from the group consisting of silicone rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex, fluoro silicone rubber, and vinyl methyl silicone rubber can do.

또한 상기 제2 고분자 탄성체가 네오프렌(neoprene)을 포함할 수 있다.Also, the second elastic polymer may include neoprene.

또한 상기 제1 직물기재(120) 및 제2 직물기재(320)가 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고, 상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고, 상기 실다발이 복수의 실(yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함할 수 있다.In addition, the first fabric base 120 and the second fabric base 320 each independently include warp and weft yarns, and the warp and weft yarns each independently include a bundle of yarns, and the yarn bundle The plurality of yarns may be included in the form of a bundle.

또한 상기 실이 편평사(flat yarn) 및 원형사(round yarn)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.In addition, the yarn may be one selected from the group consisting of a flat yarn and a round yarn.

또한 상기 실이 편평사(flat yarn)일 수 있다.Also, the yarn may be a flat yarn.

또한 상기 그라운드층(100) 및 상기 방사층(300)의 산술평균 편평도(roughness)가 각각 4 내지 9μm일 수 있다.In addition, the arithmetic mean roughness of the ground layer 100 and the radiation layer 300 may be 4 to 9 μm, respectively.

또한 상기 편평사(flat yarn)는 길이방향에 대한 수직 절단면의 최단 직경(b)에 대한 최장 직경(a)의 종횡비(aspect ratio, a/b)가 5 내지 7일 수 있다.In addition, the flat yarn may have an aspect ratio (a/b) of 5 to 7 of the longest diameter (a) to the shortest diameter (b) of the vertical cut surface in the longitudinal direction.

또한 상기 제1 전도부(110) 및 제2 전도부(310)가 상기 제1 직물기재(120) 및 상기 제2 직물기재(320)에 함침된 전도체를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the first conductive part 110 and the second conductive part 310 may further include a conductor impregnated in the first fabric base 120 and the second fabric base 320 .

또한 상기 실이 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 나일론(nylon), 폴리아미드(polyamide), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리술폰(polysulfone), 폴리테트라프루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, poly(ethylene naphthalate)), 면(cotton), 레이온(rayon), 및 실크(silk)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the yarn is polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), nylon (nylon), polyamide (polyamide), polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), polypropylene (polypropylene), polyethylene (polyethylene), polysulfone (polysulfone) ), from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polyimide, polyethylene naphthalate (PEN, poly(ethylene naphthalate)), cotton, rayon, and silk. It may include one or more selected.

또한 상기 전도체가 각각 독립적으로 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, each of the conductors is independently one or more selected from the group consisting of silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), and aluminum (Al). may include.

또한 상기 유전체층(200)의 두께가 1 내지 3 mm일 수 있다.Also, the thickness of the dielectric layer 200 may be 1 to 3 mm.

또한 상기 패치형 섬유 안테나가 상기 유전체층(200)과 제1 밀봉층(400) 사이 및 상기 유전체층(200)과 제2 밀봉층(500) 사이에 각각 제1 점착층(600) 및 제2 점착층(700)을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the patch-type fiber antenna has a first adhesive layer 600 and a second adhesive layer (600) between the dielectric layer 200 and the first sealing layer 400 and between the dielectric layer 200 and the second sealing layer 500, respectively. 700) may be further included.

또한 상기 패치형 섬유 안테나가 상기 그라운드층(100)에 결합된 SMA((SubMiniature version A) 커넥터(800)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the patch-type fiber antenna may further include an SMA (Subminiature version A) connector 800 coupled to the ground layer 100 .

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, (a) 직물기재 상에 스크린 메쉬를 위치시키고 전도체를 포함하는 전도성 잉크를 상기 직물기재 상에 스크린 프린팅하는 단계; (b) 상기 전도성 잉크가 프린팅된 직물기재를 건조함으로써 상기 직물기재 상에 전도체를 포함하는 전도부를 형성하여 직물기재/전도부를 제조하는 단계; (c) 상기 직물기재/전도부를 사용하여 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110) 및 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)를 제조하는 단계; (d) 상기 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110)의 제1 직물기재(120) 및 제1 전도부(110) 상에 각각 밀봉재를 위치시키고, 상기 밀봉재를 열융착시켜 상기 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110)의 표면 상에 제1 밀봉층(400)을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 제2 직물기재(320) 및 제2 전도부(310) 상에 각각 밀봉재를 위치시키고, 상기 밀봉재를 열융착시켜 상기 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 표면 상에 제2 밀봉층(500)을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 제1 밀봉층(400)이 형성된 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110) 및 상기 제2 밀봉층(500)이 형성된 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 직물기재가 각각 유전체를 포함하는 유전체층(200)을 향하도록 상기 유전체층(200)의 하면 및 상면에 위치시켜 패치형 섬유 안테나(10)를 제조하는 단계;를 포함하는 패치형 섬유 안테나의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) placing a screen mesh on a textile substrate and screen-printing a conductive ink including a conductor on the textile substrate; (b) forming a conductive part including a conductor on the textile substrate by drying the textile substrate on which the conductive ink is printed, thereby manufacturing a textile substrate/conducting part; (c) manufacturing a first fabric base 120/first conducting part 110 and a second fabric base 320/second conducting part 310 using the fabric base/conducting part; (d) positioning a sealing material on the first textile substrate 120 and the first conductive portion 110 of the first textile substrate 120 / first conductive part 110, respectively, and heat-sealing the sealing material to the first Forming a first sealing layer 400 on the surface of the fabric base 120 / first conductive part 110; (e) positioning a sealing material on the second textile substrate 320 and the second conductive portion 310 of the second textile substrate 320/second conductive portion 310, respectively, and heat-sealing the sealing material to heat-seal the second forming a second sealing layer 500 on the surface of the fabric base 320/second conductive part 310; and (f) the first fabric base 120/first conductive part 110 on which the first sealing layer 400 is formed and the second fabric base 320/second conductive part on which the second sealing layer 500 is formed. Manufacturing a patch-type fiber antenna comprising; placing the fabric base of 310 on the lower and upper surfaces of the dielectric layer 200 to face the dielectric layer 200 including the dielectric, respectively, and manufacturing the patch-type fiber antenna 10 A method is provided.

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 젖음성이 낮고, 발수성이 높은 효과가 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention has an effect of low wettability and high water repellency.

또한 본 발명의 패치형 섬유 안테나는 세탁 내구성이 우수하며, 세탁 후에도 안테나 성능이 크게 저하되지 않는 효과가 있다.In addition, the patch-type fiber antenna of the present invention has excellent washing durability, and the antenna performance is not significantly deteriorated even after washing.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 패치형 섬유 안테나의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 패치형 섬유 안테나의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 패치형 섬유 안테나의 정면도로, (a)는 앞면(front), (b)는 뒷면(backside)에 따른 정면도이다.
도 4의 (a)는 소자실시예 2-1, (b)는 소자비교예 3-1, (c)는 소자비교예 3-2, (d)는 소자실시예 2-2에 따라 제조된 패치형 섬유 안테나의 이미지이다.
도 5는 제조예 1-1 및 1-2에 따라 제조된 편평사 및 원형사의 광학 현미경 이미지이다.
도 6은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재 표면의 3D 디지털 현미경 이미지이고, 도 6에 삽입된 이미지는 FE-SEM에 의해 관찰된 표면 모폴로지이다.
도 7은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재 단면의 FE-SEM 이미지이다.
도 8은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재의 3D 가상 이미지이다.
도 9는 도 8에 도시된 화살표에 따른 표면 거칠기 프로파일이다.
도 10은 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재의 3D 디지털 현미경 이미지이다.
도 11은 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재의 3D 디지털 현미경 이미지이다.
도 12는 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재의 3D 현미경 이미지이다.
도 13은 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재의 3D 현미경 이미지이다.
도 14는 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 단면의 FE-SEM 이미지이다.
도 15는 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재 단면의 FE-SEM 이미지이다.
도 16은 실시예 1-1에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 단면의 SEM 및 EDS 이미지이다.
도 17은 실시예 2-1에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재 단면의 SEM 및 EDS 이미지이다.
도 18은 실시예 1-1 내지 1-4 및 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 직물기재의 시트저항을 나타낸 그래프이다.
도 19는 반복 굽힘 테스트 측정 이미지로 (a)는 초기 상태, (b)는 굽힘 후 곡률 반경이 3mm가 되는 지점의 이미지이다.
도 20은 실시예 1-1 내지 1-4 및 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 직물기재의 굽힘 테스트 전후 시트저항을 나타낸 그래프이다.
도 21은 70 mesh 및 120 mesh의 3D 디지털 현미경 이미지이다.
도 22의 (a) 및 (b)는 각각 소자비교예 1 및 소자실시예 1에 따라 제조된 LoRa 영역의 패치형 섬유 안테나의 세탁 전/후 이미지이다.
도 23의 (a) 및 (b)는 각각 소자비교예 2 및 소자실시예 2-1에 따라 제조된 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나의 세탁 전/후 이미지이다.
1 is a side view of a patch-type fiber antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a patch-type fiber antenna according to another embodiment of the present invention.
3 is a front view of the patch-type fiber antenna of the present invention, (a) is a front (front), (b) is a front view along the back (backside).
4, (a) is Device Example 2-1, (b) is Device Comparative Example 3-1, (c) is Device Comparative Example 3-2, (d) is Device Example 2-2 An image of a patch-type fiber antenna.
5 is an optical microscope image of a flat yarn and a round yarn prepared according to Preparation Examples 1-1 and 1-2.
6 is a 3D digital microscope image of the surface of the fabric substrate prepared according to Preparation Examples 2-1 and 2-2, and the image inserted in FIG. 6 is the surface morphology observed by FE-SEM.
7 is an FE-SEM image of a cross-section of a fabric substrate prepared according to Preparation Examples 2-1 and 2-2.
8 is a 3D virtual image of a fabric base manufactured according to Preparation Examples 2-1 and 2-2.
FIG. 9 is a surface roughness profile according to the arrow shown in FIG. 8 .
10 is a 3D digital microscope image of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4.
11 is a 3D digital microscope image of a circular yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4.
12 is a 3D microscope image of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4.
13 is a 3D microscope image of a circular yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4.
14 is a FE-SEM image of a cross-section of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4.
15 is an FE-SEM image of a cross-section of a circular yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4.
16 is an SEM and EDS image of a cross-section of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Example 1-1.
17 is an SEM and EDS image of a cross-section of a circular yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Example 2-1.
18 is a graph showing the sheet resistance of the fabric base prepared according to Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-4.
19 is a repeated bending test measurement image, (a) is an initial state, (b) is an image of a point at which the radius of curvature becomes 3 mm after bending.
20 is a graph showing the sheet resistance before and after the bending test of the fabric base prepared according to Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-4.
21 is a 3D digital microscope image of 70 mesh and 120 mesh.
22 (a) and (b) are images before and after washing of the patch-type fiber antenna in the LoRa region prepared according to Device Comparative Example 1 and Device Example 1, respectively.
23 (a) and (b) are images before and after washing of the patch-type fiber antenna of the BLE region prepared according to Device Comparative Example 2 and Device Example 2-1, respectively.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including an ordinal number such as first, second, etc. to be used below may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

또한, 어떤 구성요소가 “다른 구성요소 상에,” "다른 구성요소 상에 형성되어," "다른 구성요소 상에 위치하여," 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어, 위치하여 있거나 또는 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when it is stated that a component is “on another component,” “formed on another component,” “located on another component,” or “stacked on another component,” the It should be understood that other components may be formed by being directly attached to the front surface or one surface on the surface of the other components, and may be positioned or stacked, but other components may be further present in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1 및 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 패치형 섬유 안테나의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 패치형 섬유 안테나의 정면도로, (a)는 앞면(front), (b)는 뒷면(backside)에 따른 정면도이다.1 and 2 are side views of a patch-type fiber antenna according to an embodiment of the present invention, respectively. 3 is a front view of the patch-type fiber antenna of the present invention, (a) is a front (front), (b) is a front view along the back (backside).

이하, 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 패치형 섬유 안테나에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the patch-type fiber antenna of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

본 발명은 그라운드층(100), 유전체층(200), 방사층(300), 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)을 포함하는 패치형 섬유 안테나(10)를 제공한다.The present invention provides a patch-type fiber antenna (10) including a ground layer (100), a dielectric layer (200), a radiation layer (300), a first sealing layer (400) and a second sealing layer (500).

유전체층(200)dielectric layer 200

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 유전체층(dielectric layer, 200)을 포함하고, 상기 유전체층(200)은 유전체를 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention may include a dielectric layer ( 200 ), and the dielectric layer ( 200 ) may include a dielectric.

상기 유전체는 제2 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.The dielectric may include a second elastic polymer.

상기 유전체는 기공을 포함하는 다공성 유전체일 수 있다.The dielectric may be a porous dielectric including pores.

상기 제2 고분자 탄성체는 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 네오프렌(neoprene)을 포함할 수 있다.The second elastic polymer is neoprene (neoprene, polychloroprene), styrene-butadiene-styrene (styrene-butadiene-styrene, SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) Block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene isoprene rubber (IIR) ), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), isobutylene rubber (IR), acrylic acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, epichlorohydrin rubber, silicone At least one selected from the group consisting of rubber (silicone rubber), polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex (ecoflex), fluoro silicone rubber and vinyl methyl silicone rubber (vinyl methyl silicone rubber) It may include, preferably, neoprene (neoprene).

상기 유전체층(200)의 두께는 1 내지 3mm일 수 있다. 상기 두께가 1mm 미만이면 안테나의 성능이 저하돼서 바람직하지 않고, 3mm를 초과하면 웨어러블 소자로서의 유연성 및 신축성이 저하돼서 바람직하지 않다.The thickness of the dielectric layer 200 may be 1 to 3 mm. If the thickness is less than 1 mm, the performance of the antenna is deteriorated, which is not preferable, and if it exceeds 3 mm, flexibility and elasticity as a wearable device are deteriorated, which is not preferable.

그라운드층(100)ground layer (100)

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 그라운드층(ground layer, 100)을 포함하고, 상기 그라운드층(100)은 상기 유전체층(200)의 하면 상에 형성된 제1 직물기재(120)와, 상기 제1 직물기재(120)의 하면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제1 전도부(110)를 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention includes a ground layer (100), the ground layer (100) is a first fabric base 120 formed on the lower surface of the dielectric layer (200), the first fabric base A first conductive part 110 formed on the lower surface of the 120 and including a conductor may be included.

제1 밀봉층(400)first sealing layer 400

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 제1 밀봉층(400)을 포함하고, 상기 제1 밀봉층(400)은 상기 그라운드층(100)의 표면 상에 형성되고, 상기 그라운드층(100)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention includes a first sealing layer 400 , the first sealing layer 400 is formed on the surface of the ground layer 100 , and for sealing the ground layer 100 . It may include a sealing material.

방사층(300)Emissive layer (300)

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 방사층(radiation layer, 300)을 포함하고, 상기 방사층(300)은 상기 유전체층(200)의 상면 상에 형성된 제2 직물기재(320)와, 상기 제2 직물기재(320)의 상면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제2 전도부(310)를 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention includes a radiation layer (300), the radiation layer (300) is formed on the upper surface of the dielectric layer (200) a second fabric base 320, and the second fabric base It may include a second conductive part 310 formed on the upper surface of the 320 and including a conductor.

제2 밀봉층(500)second sealing layer 500

본 발명의 패치형 섬유 안테나는 제2 밀봉층(500)을 포함하고, 상기 제2 밀봉층(500)은 상기 방사층(300)의 표면 상에 형성되고, 상기 방사층(300)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna of the present invention includes a second sealing layer (500), the second sealing layer (500) is formed on the surface of the radiation layer (300), for sealing the radiation layer (300) It may include a sealing material.

상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재는 제1 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.The sealing material of the first sealing layer 400 and the second sealing layer 500 may include a first elastic polymer.

상기 제1 고분자 탄성체는 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The first elastic polymer is polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene- Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), isobutylene rubber (IR), acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), epichlorohydrin rubber, neoprene (polychloroprene), silicone At least one selected from the group consisting of rubber (silicone rubber), polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex (ecoflex), fluoro silicone rubber and vinyl methyl silicone rubber (vinyl methyl silicone rubber) can

상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재는 열가소성 고분자 탄성체를 포함할 수 있다.The sealing material of the first sealing layer 400 and the second sealing layer 500 may include a thermoplastic polymer elastomer.

상기 열가소성 고분자 탄성체는 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄 러버(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR) 및 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The thermoplastic polymer elastomer is polyurethane, polyether urethane rubber, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene- Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), At least one selected from the group consisting of isobutylene rubber (IR), acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR) and epichlorohydrin rubber may include

상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 두께는 각각 독립적으로 50 내지 300μm, 바람직하게는 100 내지 200μm, 보다 바람직하게는 130 내지 150μm일 수 있다. 상기 두께가 50μm 미만이면, 세탁했을 때 세탁에 사용된 세제 (계면활성제)에 의해 밀봉층이 녹으며 또한, 세탁기가 돌아가는 동안 물리적인 데미지에 의해 필름이 손상되는 문제가 발생해서 바람직하지 않고, 300μm를 초과하면 세탁하는 동안 밀봉층이 안전하지만, 만들어지는 최종 샘플의 두께가 너무 두꺼워져 유연성이 떨어지는 문제가 발생하기 때문에 바람직하지 않다.The thickness of the first sealing layer 400 and the second sealing layer 500 may each independently be 50 to 300 μm, preferably 100 to 200 μm, and more preferably 130 to 150 μm. If the thickness is less than 50 μm, the sealing layer is melted by the detergent (surfactant) used for washing when washing, and there is a problem in that the film is damaged by physical damage while the washing machine is running. If it exceeds, the sealing layer is safe during washing, but it is not preferable because the thickness of the final sample to be made becomes too thick and a problem of poor flexibility occurs.

상기 제1 직물기재(120) 및 제2 직물기재(320)는 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고, 상기 실다발은 복수의 실(yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함할 수 있다.The first fabric base 120 and the second fabric base 320 each independently include warp and weft yarns, and the warp and weft yarns each independently include a bundle of yarns, and the yarn bundle is A plurality of yarns may be included in the form of a bundle.

상기 실은 편평사(flat yarn) 및 원형사(round yarn)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 바람직하게는 편평사(flat yarn)일 수 있다.The yarn may be one selected from the group consisting of a flat yarn and a round yarn, and preferably a flat yarn.

상기 그라운드층(100) 및 상기 방사층(300)의 산술평균 편평도(roughness)는 각각 4 내지 9μm일 수 있다. 상기 산술평균 편평도가 4μm 미만인 경우 섬유 특성상 직물 형태가 되었을 때 최소한의 편평도를 갖는 제한을 가지므로 달성하기 어렵고, 9μm 초과의 경우 그라운드층 또는 방사층의 도전성이 저하하게 되어 바람직하지 않다.The arithmetic mean roughness of the ground layer 100 and the radiation layer 300 may be 4 to 9 μm, respectively. When the arithmetic average flatness is less than 4 μm, it is difficult to achieve because it has a limitation of having a minimum flatness when it becomes a woven fabric due to the nature of the fiber.

상기 편평사(flat yarn)는 길이방향에 대한 수직 절단면의 최단 직경(b)에 대한 최장 직경(a)의 종횡비(aspect ratio, a/b)가 5 내지 7일 수 있다.The flat yarn may have an aspect ratio (a/b) of 5 to 7 of the longest diameter (a) to the shortest diameter (b) of the vertical cut surface in the longitudinal direction.

상기 제1 전도부(110) 및 제2 전도부(310)는 상기 제1 직물기재(120) 및 상기 제2 직물기재(320)에 함침된 전도체를 추가로 포함할 수 있다.The first conductive part 110 and the second conductive part 310 may further include a conductor impregnated in the first fabric base 120 and the second fabric base 320 .

상기 실은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 나일론(nylon), 폴리아미드(polyamide), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리술폰(polysulfone), 폴리테트라프루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, poly(ethylene naphthalate)), 면(cotton), 레이온(rayon), 및 실크(silk)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 PET를 포함할 수 있다.The thread is polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), nylon (nylon), polyamide (polyamide), polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), polypropylene (polypropylene), polyethylene (polyethylene), polysulfone (polysulfone), 1 selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polyimide, polyethylene naphthalate (PEN, poly(ethylene naphthalate)), cotton, rayon, and silk It may include more than one species, preferably PET.

상기 전도체는 각각 독립적으로 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag)을 포함할 수 있다.Each of the conductors is independently selected from the group consisting of silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), and aluminum (Al). It may include, preferably silver (Ag).

도 2를 참조하면, 상기 패치형 섬유 안테나는 상기 유전체층(200)과 제1 밀봉층(400) 사이 및 상기 유전체층(200)과 제2 밀봉층(500) 사이에 각각 제1 점착층(600) 및 제2 점착층(700)을 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the patch-type fiber antenna includes a first adhesive layer 600 and between the dielectric layer 200 and the first sealing layer 400 and between the dielectric layer 200 and the second sealing layer 500 , respectively. A second adhesive layer 700 may be further included.

상기 패치형 섬유 안테나는 상기 그라운드층(100)에 결합된 SMA((SubMiniature version A) 커넥터(800)를 추가로 포함할 수 있다.The patch-type fiber antenna may further include an SMA (Subminiature version A) connector 800 coupled to the ground layer 100 .

이하, 본 발명의 패치형 섬유 안테나의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a patch-type fiber antenna of the present invention will be described.

먼저, first, 직물기재 상에on the fabric 스크린 screen 메쉬를mesh 위치시키고 전도체를 포함하는 전도성 잉크를 상기 직물기재 상에 스크린 프린팅한다(단계 a). A conductive ink comprising a conductor is placed and screen-printed onto the textile substrate (step a).

상기 스크린 메쉬는 70 내지 120 mesh일 수 있다. 상기 스크린 메쉬가 70 mesh 미만이면 잉크가 고르게 도포되기 어려워 바람직하지 않고, 120 mesh를 초과하면 전도성을 가지는 금속 입자들이 메쉬에 너무 많이 걸러져서 도포된 전도층의 저항이 증가할 수 있어 바람직하지 않다.The screen mesh may be 70 to 120 mesh. If the screen mesh is less than 70 mesh, it is difficult to apply the ink evenly, which is not preferable, and if it exceeds 120 mesh, metal particles having conductivity are too much filtered into the mesh, which is not preferable because the resistance of the applied conductive layer may increase.

다음으로, 상기 전도성 잉크가 Next, the conductive ink is 프린팅된printed 직물기재를 건조함으로써 상기 By drying the fabric base, the 직물기재 상에on the fabric 전도체를 포함하는 containing conductors 전도부를conduction department 형성하여 직물기재/ Formed to fabric base / 전도부를conduction department 제조한다(단계 b). prepared (step b).

단계 (a) 및 (b) 사이에 상기 전도성 잉크가 건조되기 전에, 직물기재 상에 스크린 메쉬를 위치시키고 전도체를 포함하는 전도성 잉크를 1회 내지 5회 연속하여 스크린 프린팅하는 단계 (a')를 추가로 포함할 수 있다.Between steps (a) and (b), before the conductive ink is dried, a screen mesh is placed on the fabric substrate and the conductive ink including a conductor is screen-printed 1 to 5 times consecutively (a') may additionally include.

다음으로, 상기 직물기재/Next, the fabric base / 전도부를conduction department 사용하여 제1 직물기재(120)/제1 Using the first fabric base 120 / first 전도부conduction unit (110) 및 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)를 제조한다(단계 c).(110) and the second fabric base 320/second conductive part 310 is prepared (step c).

상기 제1 직물기재(120) 및 제2 직물기재(320)는 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고, 상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고, 상기 실다발이 복수의 실(yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함할 수 있다.The first fabric base 120 and the second fabric base 320 each independently include warp and weft yarns, and the warp and weft yarns each independently include a bundle of yarns, and the yarn bundle is A plurality of yarns may be included in the form of a bundle.

상기 실은 편평사(flat yarn)일 수 있다.The yarn may be a flat yarn.

상기 패치형 섬유 안테나의 제조방법은 상기 실을 용융 방사 공정(melting spinning process)에 의해 제조하는 단계 (a")를 추가로 포함할 수 있다.The method of manufacturing the patch-type fiber antenna may further include the step (a") of manufacturing the yarn by a melting spinning process.

다음으로, 상기 제1 직물기재(120)/제1 Next, the first fabric base 120 / first 전도부(110)의of the conduction unit 110 제1 직물기재(120) 및 제1 The first fabric base 120 and the first 전도부conduction unit (110) 상에 각각 on 110 each 밀봉재를sealing material 위치시키고, 상기 position, and 밀봉재를sealing material 열융착시켜heat-sealed 상기 제1 직물기재(120)/제1 The first fabric base 120 / first 전도부(110)의of the conduction unit 110 표면 상에on the surface 제1 first 밀봉층(400)을sealing layer 400 형성한다(단계 d). form (step d).

다음으로, 상기 제2 직물기재(320)/제2 Next, the second fabric base 320 / second 전도부(310)의of the conduction unit 310 제2 직물기재(320) 및 제2 The second fabric base 320 and the second 전도부conduction unit (310) 상에 각각 310 on each 밀봉재를sealing material 위치시키고, 상기 position, and 밀봉재를sealing material 열융착시켜heat-sealed 상기 제2 직물기재(320)/제2 The second fabric base 320 / second 전도부(310)의of the conduction unit 310 표면 상에on the surface 제2 second 밀봉층(500)을sealing layer 500 형성한다(단계 e). form (step e).

마지막으로, 상기 제1 Finally, the first 밀봉층(400)이The sealing layer 400 형성된 제1 직물기재(120)/제1 Formed first fabric base 120 / first 전도부conduction unit (110) 및 상기 제2 (110) and the second 밀봉층(500)이The sealing layer 500 is 형성된 제2 직물기재(320)/제2 Formed second fabric base 320 / second 전도부(310)의of the conduction unit 310 직물기재가 각각 유전체를 포함하는 Each of the textile substrates contains a dielectric 유전체층(200)을dielectric layer 200 향하도록 상기 remind to face 유전체층(200)의of the dielectric layer 200 하면 및 상면에 위치시켜 패치형 섬유 안테나(10)를 제조한다(단계 f). The patch-type fiber antenna 10 is manufactured by positioning it on the lower surface and upper surface (step f).

상기 패치형 섬유 안테나(10)는 상술한 본 발명의 패치형 섬유 안테나(10)에서의 설명과 동일하므로 구체적인 내용은 그 부분을 참조하기로 한다.The patch-type fiber antenna 10 is the same as the description of the patch-type fiber antenna 10 of the present invention described above, and therefore, specific details thereof will be referred to.

[실시예] [Example]

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, this is for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited thereto.

제조예 1: 실(yarn)의 제조Preparation Example 1: Preparation of yarn

제조예 1-1: 편평사(flat yarn)Preparation Example 1-1: flat yarn

편평사의 용융 방사 원료로서 Hyosung Co.로부터 Intrinsic Viscosity (I.V.) 0.63 폴리에스테르 칩을 구입하였다. 용융 방사 공정은 건조(drying), 용융(melting), 압출(extruding), 냉각(quenching), 연신/열 고정(stretching/heat setting) 및 권취(winding)로 구성된다.Intrinsic Viscosity (I.V.) 0.63 polyester chips were purchased from Hyosung Co. as a raw material for melt spinning of flat yarn. The melt spinning process consists of drying, melting, extruding, quenching, stretching/heat setting and winding.

먼저, 칩을 100℃에서 10분 동안 건조시킨 후 추가로 180℃에서 2시간 동안 건조시켰다. 건조 공정은 방사 공정 동안 고온으로 가열될 때 가수 분해에 의해 폴리머가 분해되는 것을 방지하고, 로트(lot) 사이의 분자량 차이를 제거한다. 칩을 290℃에서 용융시킨 후, 100MPa 하에서 방사구(TMT, TMT-MS-LAB-3)의 12개의 I형 홀을 통해 편평사를 압출하였다. 노즐로부터 압출된 편평사를 균일하게 냉각시키기 위해, 0.45m/sec의 일정한 속도로 16℃에서 공기를 송풍함으로써 냉각 공정을 수행하였다. 연신 및 열-고정 공정을 수행하여 편평사에 배향(orientation), 섬도(fineness), 강도(strength) 및 신장(elongation)과 같은 특성을 부여하였다. 마지막으로, 신장된 편평사를 3,780 rpm으로 감았다.First, the chips were dried at 100° C. for 10 minutes and then further dried at 180° C. for 2 hours. The drying process prevents degradation of the polymer by hydrolysis when heated to high temperatures during the spinning process, and eliminates the difference in molecular weight between lots. After the chip was melted at 290°C, the flat yarn was extruded through 12 I-holes of a spinneret (TMT, TMT-MS-LAB-3) under 100 MPa. In order to uniformly cool the flat yarn extruded from the nozzle, a cooling process was performed by blowing air at 16° C. at a constant speed of 0.45 m/sec. Drawing and heat-setting processes were performed to impart properties such as orientation, fineness, strength and elongation to the flat yarn. Finally, the stretched flat yarn was wound at 3,780 rpm.

제조예 1-2: 원형사(round yarn)Preparation Example 1-2: round yarn

Toray Chemical Inc.에서 원형사(75d/48f, PET)를 구입하여 사용하였다.Prototype yarn (75d/48f, PET) was purchased from Toray Chemical Inc. and used.

제조예 1-1 및 1-2에 따라 제조된 편평사 및 원형사의 광학 현미경 이미지를 도 5에 도시하였으며, 섬도(Fineness), 인장 강도(Tensile Strength), 연신율(Elongation) 및 불균일(Unevenness)을 아래 표 1에 나타내었다.The optical microscope images of the flat yarn and the round yarn prepared according to Preparation Examples 1-1 and 1-2 are shown in FIG. 5, and the fineness, tensile strength, elongation, and unevenness are shown in FIG. It is shown in Table 1 below.

제조예manufacturing example FinenessFineness
(Denier)(Denier)
Tensile StrengthTensile Strength
(g/d)(g/d)
ElongationElongation
(%)(%)
UnevennessUnevenness
(U, (U, %% ))
1-1(flat yarn)1-1 (flat yarn) 78.878.8 3.253.25 13.6413.64 1.781.78 1-2(round yarn)1-2 (round yarn) 74.274.2 18.8018.80 4.724.72 1.771.77

제조예manufacturing example 2: 직물기재(fabric)의 제조 2: Manufacture of fabric base

제조예 2-1: 편평사 직물기재(flat yarn fabric)Preparation Example 2-1: flat yarn fabric

제조예 1-1의 편평사는 레이피어 직조기(Donier, PVS-2C-2200)를 사용하여 balanced plain weave로 직조되었다. 인치 당 픽(pick), 즉 인치 당 위사(weft)의 수는 108이다.The flat yarn of Preparation Example 1-1 was woven into a balanced plain weave using a rapier loom (Donier, PVS-2C-2200). The number of picks per inch, or wefts per inch, is 108.

제조예 2-2: 원형사 직물 기재(round yarn fabric)Preparation Example 2-2: round yarn fabric

제조예 1-2의 원형사는 레이피어 직조기(Donier, PVS-2C-2200)를 사용하여 balanced plain weave로 직조되었다. 인치 당 픽(pick), 즉 인치 당 위사(weft)의 수는 108이다.The circular yarn of Preparation Example 1-2 was woven into a balanced plain weave using a rapier loom (Donier, PVS-2C-2200). The number of picks per inch, or wefts per inch, is 108.

실시예를 설명하기에 앞서 1인치 당 70개의 개구부(opening)를 갖는 스크린 메쉬(70 mesh) 및 1인치 당 120개의 개구부를 갖는 스크린 메쉬(120 mesh)를 각각 Riso Kagaku Co.에서 구입했다. 도 21에 70 mesh 및 120 mesh의 이미지를 도시하였으며, 이들은 폴리에스테르로 만들어졌다.Before describing the examples, a screen mesh having 70 openings per inch (70 mesh) and a screen mesh having 120 openings per inch (120 mesh) were purchased from Riso Kagaku Co., respectively. The images of 70 mesh and 120 mesh are shown in FIG. 21, and they are made of polyester.

은 전도성 잉크는 Henkel Co.(Electrodag® 479SS ™)로부터 구입하여 4℃에서 보관하였다. 은 함량은 74.6 중량%이고, 밀도는 2.56kg/L이며, 점도는 12,000mPa·s(cP)이다.Silver conductive ink was purchased from Henkel Co. (Electrodag® 479SS ™) and stored at 4°C. The silver content is 74.6% by weight, the density is 2.56 kg/L, and the viscosity is 12,000 mPa·s (cP).

실시예 1: 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재의 제조Example 1: Preparation of a flat yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink

실시예Example 1- One- 1: 701: 70 mesh 사용, 스크린 프린팅 1회 수행 Use mesh, perform screen printing once

컴퓨터화된 스크린 메이커(Riso Kagaku, GOCCOPRO QS2536)를 사용하여 메쉬 프레임에 사각형 패턴(52×52 mm2 및 66×66 mm2)을 설계하고 제작했다.A computerized screen maker (Riso Kagaku, GOCCOPRO QS2536) was used to design and fabricate rectangular patterns (52×52 mm 2 and 66×66 mm 2 ) on the mesh frame.

스크린 프린팅 전에 은 전도성 잉크를 실온에서 1시간 동안 예열한 다음 강철 스푼을 사용하여 손으로 1분간 저어주었다. 제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재의 상부에 70 mesh를 위치시키고, 상기 70 mesh의 한 단부에 은 잉크를 적용한 후 SP5080EP 자동 스크린 프린터를 사용하여 1회 프린팅하였다. 이때, 압착 높이(squeeze height)는 5mm이고 스캔 속도는 0.06m/s였다. Before screen printing, the silver conductive ink was preheated at room temperature for 1 hour and then stirred by hand for 1 minute using a steel spoon. A 70 mesh was placed on the top of the flat yarn fabric base prepared according to Preparation Example 2-1, and silver ink was applied to one end of the 70 mesh, and then printed once using an SP5080EP automatic screen printer. At this time, the squeeze height was 5 mm and the scan speed was 0.06 m/s.

프린팅된 은 전도성 잉크를 컨벡션 오븐에서 120℃에서 10분 동안 건조시켜 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 제조하였다.The printed silver conductive ink was dried in a convection oven at 120° C. for 10 minutes to prepare a flat yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink.

실시예 1-2: 70 mesh 사용, 스크린 프린팅 2회 수행Example 1-2: 70 mesh used, screen printing performed twice

컴퓨터 스크린 메이커(Riso Kagaku, GOCCOPRO QS2536)를 사용하여 메쉬 프레임에 사각형 패턴(52×52 mm2 및 66×66 mm2)을 설계하고 제작했다. Rectangular patterns (52×52 mm 2 and 66×66 mm 2 ) were designed and fabricated on the mesh frame using a computer screen maker (Riso Kagaku, GOCCOPRO QS2536).

스크린 프린팅 전에 은 전도성 잉크를 실온에서 1시간 동안 예열한 다음 강철 스푼을 사용하여 손으로 1분간 저어주었다. 제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재의 상부에 70 mesh를 위치시키고, 상기 70 mesh의 한 단부에 은 잉크를 적용한 후 SP5080EP 자동 스크린 프린터를 사용하여 2회 프린팅 하였다. 2회 프린팅 할 때는 1번째 프린팅된 은 잉크가 완전히 건조되기 전에 2번째 프린팅이 수행된다. 이때, 압착 높이(squeeze height)는 5mm이고 스캔 속도는 0.06m/s였다. Before screen printing, the silver conductive ink was preheated at room temperature for 1 hour and then stirred by hand for 1 minute using a steel spoon. A 70 mesh was placed on the top of the flat yarn fabric base prepared according to Preparation Example 2-1, and silver ink was applied to one end of the 70 mesh, and then printed twice using an SP5080EP automatic screen printer. In the second printing, the second printing is performed before the first printed silver ink is completely dried. At this time, the squeeze height was 5 mm and the scan speed was 0.06 m/s.

프린팅된 은 전도성 잉크를 컨벡션 오븐에서 120℃에서 10분 동안 건조시켜 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 제조하였다.The printed silver conductive ink was dried in a convection oven at 120° C. for 10 minutes to prepare a flat yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink.

실시예 1-3: 120 mesh 사용, 스크린 프린팅 1회 수행Example 1-3: Using 120 mesh, screen printing performed once

70 mesh를 사용하는 대신에 120 mesh를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 제조하였다.A flat yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 120 mesh was used instead of 70 mesh.

실시예 1-4: 120 mesh 사용, 스크린 프린팅 2회 수행Example 1-4: Using 120 mesh, screen printing performed twice

70 mesh를 사용하는 대신에 120 mesh를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-2와 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 제조하였다.A flat yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink was prepared in the same manner as in Example 1-2 except that 120 mesh was used instead of 70 mesh.

실시예 2: 은(Ag) 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재의 제조Example 2: Preparation of circular yarn fabric substrate printed with silver (Ag) ink

실시예 2-1: 70 mesh 사용, 스크린 프린팅 1회 수행Example 2-1: Using 70 mesh, screen printing performed once

제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재를 사용하는 대신에 제조예 2-2에 따라 제조된 원형사 직물기재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재를 제조하였다.Silver (Ag) in the same manner as in Example 1-1 except for using the round yarn fabric base prepared according to Preparation Example 2-2 instead of using the flat yarn fabric base prepared according to Preparation Example 2-1 ) A circular yarn fabric substrate printed with ink was prepared.

실시예 2-2: 70 mesh 사용, 스크린 프린팅 2회 수행Example 2-2: Using 70 mesh, screen printing performed twice

제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재를 사용하는 대신에 제조예 2-2에 따라 제조된 원형사 직물기재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-2와 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재를 제조하였다.Silver (Ag ) A circular yarn fabric substrate printed with ink was prepared.

실시예 2-3: 120 mesh 사용, 스크린 프린팅 1회 수행Example 2-3: Using 120 mesh, screen printing performed once

제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재를 사용하는 대신에 제조예 2-2에 따라 제조된 원형사 직물기재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-3과 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재를 제조하였다.Silver (Ag Ag ) A circular yarn fabric substrate printed with ink was prepared.

실시예 2-4: 120 mesh 사용, 스크린 프린팅 2회 수행Example 2-4: Using 120 mesh, screen printing performed twice

제조예 2-1에 따라 제조된 편평사 직물기재를 사용하는 대신에 제조예 2-2에 따라 제조된 원형사 직물기재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-4와 동일한 방법으로 은(Ag) 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재를 제조하였다.Silver (Ag ) A circular yarn fabric substrate printed with ink was prepared.

소자실시예device example 1: 유전체로 네오프렌을 포함하는 1: containing neoprene as a dielectric LoRaLoRa 영역의 of the realm 패치형patch type 섬유 안테나의 제조 Fabrication of fiber antennas

도 22의 (b)를 참조하면, 실시예 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재의 상면 및 하면에 각각 실론사의 TPU film(120μm)을 위치시키고, 열융착시켜 밀봉하였다. 이때, 열융착은 Assems사의 Coating & Laminating (AFM-700LT) 장비를 사용하였다. 조건은 120℃의 온도에서 2 m/min의 속도로 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 사이에 두고 위, 아래 층에 열가소성 TPU film을 감싸 밀봉하였다. 밀봉한 상기 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 얇은 양면 접착 필름을 사용하여 3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)의 상면 및 하면에 각각 부착하였다. SMA 커넥터는 전도성 에폭시를 사용하여 안테나의 관통 구멍을 통해 안테나에 부착하였다. 상기 에폭시를 60-70℃에서 15분 동안 경화시켜 LoRa(Long Range) 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다. Referring to FIG. 22 (b), the TPU film (120 μm) of Ceylon was placed on the upper and lower surfaces of the flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-4, respectively, and heat-sealed to seal it. . At this time, for the thermal fusion, Assems' Coating & Laminating (AFM-700LT) equipment was used. The conditions were sealed by wrapping and sealing the thermoplastic TPU film in the upper and lower layers with a flat yarn fabric substrate printed with silver ink therebetween at a temperature of 120° C. and a speed of 2 m/min. The sealed flat yarn fabric substrate printed with silver ink was attached to the upper and lower surfaces of 3 mm thick neoprene using a thin double-sided adhesive film, respectively. The SMA connector was attached to the antenna through the through hole of the antenna using conductive epoxy. The epoxy was cured at 60-70° C. for 15 minutes to prepare a patch-type fiber antenna in the LoRa (Long Range) region.

상기 LoRa 영역의 패치형 섬유 안테나는 작동 주파수가 868MHz인 신호를 전송하도록 설계되었으며, 868MHz에서 최적화된 방수형 안테나 크기는 149mm x 150mm (가로 x 세로), 패치 크기는 149mm x 128mm (가로 x 세로)이다. The patch-type fiber antenna in the LoRa region is designed to transmit a signal with an operating frequency of 868 MHz, and the optimized waterproof antenna size at 868 MHz is 149 mm x 150 mm (width x height), and the patch size is 149 mm x 128 mm (width x length). .

소자실시예device example 2: 유전체로 네오프렌을 포함하는 2: containing neoprene as dielectric BLEBLE 영역의 of the realm 패치형patch type 섬유 안테나의 제조 Fabrication of fiber antennas

소자실시예 2-1: TPU film 사용Device Example 2-1: Use of TPU film

도 4의 (a)를 참조하면, 소자실시예 1과 동일한 방법으로 BLE(Bluetooth Low Energy) 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다.Referring to (a) of FIG. 4 , a patch-type fiber antenna in the BLE (Bluetooth Low Energy) region was manufactured in the same manner as in Device Example 1.

상기 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나는 작동 주파수가 2.4GHz인 Bluetooth 신호를 전송하도록 설계되었으며, 2.4GHz에서 최적화된 방수형 안테나 크기는 43mm x 52mm, 패치 크기는 43mm x 44mm이다. The patch-type fiber antenna of the BLE area is designed to transmit a Bluetooth signal having an operating frequency of 2.4 GHz, and the size of the waterproof antenna optimized for 2.4 GHz is 43 mm x 52 mm and the patch size is 43 mm x 44 mm.

소자실시예 2-2: 라미네이션 폴리머 사용Device Example 2-2: Lamination Polymer Use

도 4의 (d)를 참조하면, 실시예 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 사이에 두고 Dycotec 사의 라미네이션 폴리머를 양면에 스크린 프린팅하여 120℃의 온도에서 20분 동안 건조하는 방법으로 코팅하여 밀봉하였다. 이때, 스크린 프린팅 조건은 2 m/min의 속도로 폴리머를 프린팅하였으며, 건조는 convection oven에서 진행하였다. 밀봉한 상기 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 얇은 양면 접착 필름을 사용하여 3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)의 상면 및 하면에 각각 부착하였다. SMA 커넥터는 전도성 에폭시를 사용하여 안테나의 관통 구멍을 통해 안테나에 부착하였다. 상기 에폭시를 60-70℃에서 15분 동안 경화시켜 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다.Referring to (d) of FIG. 4, by screen-printing Dycotec's lamination polymer on both sides with the flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-4 interposed therebetween, at a temperature of 120° C. for 20 minutes. It was coated and sealed by drying. At this time, the screen printing conditions were printing the polymer at a speed of 2 m/min, and drying was performed in a convection oven. The sealed flat yarn fabric substrate printed with silver ink was attached to the upper and lower surfaces of 3 mm thick neoprene using a thin double-sided adhesive film, respectively. The SMA connector was attached to the antenna through the through hole of the antenna using conductive epoxy. The epoxy was cured at 60-70° C. for 15 minutes to prepare a patch-type fiber antenna in the BLE region.

소자비교예Device comparison example 1: 유전체로 펠트를 포함하는 1: containing felt as a dielectric LoRaLoRa 영역의 of the realm 패치형patch type 섬유 안테나의 제조 Fabrication of fiber antennas

3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)을 사용하는 대신에 1mm 두께의 펠트(felt, 오즈펠트사, 하드펠드제품, 원료는 양털 및 그 밖의 짐승의 털에 습기, 열, 압력 등의 축융성을 이용하여 만든 천)를 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 LoRa 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다.Instead of using 3mm thick neoprene, 1mm thick felt (Ozfelt yarn, hard felt product, raw material is made of wool and other animal hairs by using moisture, heat, pressure, etc. to melt). A patch-type fiber antenna in the LoRa region was manufactured in the same manner as in Device Example 1, except that cloth) was used.

소자비교예Device comparison example 2: 유전체로 펠트를 포함하는 2: containing felt as dielectric BLEBLE 영역의 of the realm 패치형patch type 섬유 안테나의 제조 Fabrication of fiber antennas

3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)을 사용하는 대신에 1mm 두께의 펠트(felt, 오즈펠트사, 하드펠드제품, 원료는 양털 및 그 밖의 짐승의 털에 습기, 열, 압력 등의 축융성을 이용하여 만든 천)를 사용하는 것을 제외하고는 소자실시예 2-1과 동일한 방법으로 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다.Instead of using 3mm thick neoprene, 1mm thick felt (Ozfelt yarn, hard felt product, raw material is made of wool and other animal hairs by using moisture, heat, pressure, etc. to melt). A patch-type fiber antenna of the BLE region was manufactured in the same manner as in Device Example 2-1 except for using a cloth).

소자비교예Device comparison example 3: 3: 그라운드층ground floor and 방사층이the radiation layer 완전히 밀봉되지 않은 not completely sealed BLEBLE 영역의 of the realm 패치형patch type 섬유 안테나의 제조 Fabrication of fiber antennas

소자비교예 3-1Device Comparative Example 3-1

도 4의 (b)를 참조하면, 실시예 1-4에 따라 제조된 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 얇은 양면 접착 필름을 사용하여 3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)의 상면 및 하면에 부착하였다. 네오프렌의 상면에 부착된 직물기재의 상면 및 네오프렌의 하면에 부착된 직물기재의 하면에 각각 실론사의 TPU 필름(120μm)을 위치시키고, 열융착시켜 안테나 전체를 밀봉하였다. 이때, 열융착은 Assems사의 Coating & Laminating (AFM-700LT) 장비를 사용하였다. 조건은 120℃의 온도에서 2 m/min의 속도로 안테나 전체를 사이에 두고 위, 아래 층에 열가소성 TPU film을 감싸 밀봉하였다. SMA 커넥터는 전도성 에폭시를 사용하여 안테나의 관통 구멍을 통해 안테나에 부착하였다. 상기 에폭시를 60-70℃에서 15분 동안 경화시켜 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다.Referring to Figure 4 (b), the flat yarn fabric substrate prepared according to Examples 1-4 printed with silver (Ag) ink using a thin double-sided adhesive film 3mm thick neoprene (Neoprene) upper and lower surfaces attached to Ceylon's TPU film (120 μm) was placed on the upper surface of the textile substrate attached to the top surface of the neoprene and the lower surface of the textile substrate attached to the lower surface of the neoprene, respectively, and heat-sealed to seal the entire antenna. At this time, for the thermal fusion, Assems' Coating & Laminating (AFM-700LT) equipment was used. Conditions were sealed by wrapping the thermoplastic TPU film on the upper and lower layers with the entire antenna interposed therebetween at a speed of 2 m/min at a temperature of 120 °C. The SMA connector was attached to the antenna through the through hole of the antenna using conductive epoxy. The epoxy was cured at 60-70° C. for 15 minutes to prepare a patch-type fiber antenna in the BLE region.

소자비교예 3-2Device Comparative Example 3-2

도 4의 (c)를 참조하면, 실시예 1-4에 따라 제조된 은(Ag) 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재를 얇은 양면 접착 필름을 사용하여 3mm 두께의 네오프렌(Neoprene)의 상면 및 하면에 부착하였다. 네오프렌의 상면 및 하면에 부착된 직물기재의 노출된 면에만 Dycotec 사의 라미네이션 폴리머를 스크린 프린팅하여 120℃의 온도에서 20분 동안 건조하는 방법으로 코팅하였다. 이때, 스크린 프린팅 조건은 2 m/min의 속도로 폴리머를 프린팅하였으며, 건조는 convection oven에서 진행하였다. SMA 커넥터는 전도성 에폭시를 사용하여 안테나의 관통 구멍을 통해 안테나에 부착하였다. 상기 에폭시를 60-70℃에서 15분 동안 경화시켜 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나를 제조하였다. Referring to FIG. 4(c), the flat yarn fabric substrate prepared according to Examples 1-4 printed with silver (Ag) ink was coated with a thin double-sided adhesive film on the upper and lower surfaces of Neoprene with a thickness of 3 mm. attached to Dycotec's lamination polymer was screen-printed only on the exposed side of the fabric base attached to the top and bottom surfaces of neoprene and coated by drying at a temperature of 120° C. for 20 minutes. At this time, the screen printing conditions were printing the polymer at a speed of 2 m/min, and drying was performed in a convection oven. The SMA connector was attached to the antenna through the through hole of the antenna using conductive epoxy. The epoxy was cured at 60-70° C. for 15 minutes to prepare a patch-type fiber antenna in the BLE region.

[시험예] [Test Example]

스크린 프린팅 전후 직물기재의 모폴로지는 3D 디지털 현미경 (Hirox, RH-2000) 및 전계-방출 주사 전자 현미경 (FE-SEM) (Hitachi, SU8010)으로 측정되었다.The morphology of the fabric substrate before and after screen printing was measured with a 3D digital microscope (Hirox, RH-2000) and a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) (Hitachi, SU8010).

직물기재의 표면 지형(topography)을 측정하기 위해 surface profilometer (Mitutoyo, Absolute)가 사용되었다.A surface profilometer (Mitutoyo, Absolute) was used to measure the topography of fabric substrates.

모든 샘플의 시트 저항은 4-포인트 프로브 전도성 미터 (Dasoleng, RSD-16) 및 소프트웨어 프로그램 (Daesoleng, FPP RS8)을 사용하여 측정되었다.The sheet resistance of all samples was measured using a 4-point probe conductivity meter (Dasoleng, RSD-16) and a software program (Daesoleng, FPP RS8).

시험예 1: 직물기재의 모폴로지 분석Test Example 1: Morphology analysis of fabric substrates

도 6은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재 표면의 3D 디지털 현미경 이미지이고, 도 6에 삽입된 이미지는 FE-SEM에 의해 관찰된 표면 모폴로지이다. 도 6을 참조하면, 편평사 직물기재가 원형사 직물기재보다 더 매끄럽고 균일한 구조를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 2.54cm2에서 108개의 경사(warp threads) 및 108개의 위사(weft thread)를 갖는 동일한 밀도에서 편평사 직물기재가 더 작은 기공을 갖는 것을 확인할 수 있었다.6 is a 3D digital microscope image of the surface of the fabric substrate prepared according to Preparation Examples 2-1 and 2-2, and the image inserted in FIG. 6 is the surface morphology observed by FE-SEM. Referring to FIG. 6 , it was confirmed that the flat yarn fabric base had a smoother and more uniform structure than the round yarn fabric base. In addition, it was confirmed that the flat yarn fabric substrate had smaller pores at the same density with 108 warp threads and 108 weft threads at 2.54 cm 2 .

도 7은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재 단면의 FE-SEM 이미지이다. 도 7을 참조하면, 편평사가 각각의 경사 또는 위사에서 수평적으로 쌓여 원형사 직물기재보다 더 평평한 표면을 형성함을 확인할 수 있었다.7 is an FE-SEM image of a cross-section of a fabric substrate prepared according to Preparation Examples 2-1 and 2-2. Referring to FIG. 7 , it was confirmed that the flat yarns were horizontally stacked at each warp or weft yarn to form a flatter surface than the circular yarn fabric base.

도 8은 제조예 2-1 및 2-2에 따라 제조된 직물기재의 3D 가상 이미지이고, 도 9는 도 8에 도시된 화살표에 따른 표면 거칠기 프로파일이다. 도 8 및 9를 참조하면, 편평사 직물기재는 보다 매끄러운 표면 거칠기를 갖는 것을 확인할 수 있었다.8 is a 3D virtual image of the fabric base manufactured according to Preparation Examples 2-1 and 2-2, and FIG. 9 is a surface roughness profile according to the arrow shown in FIG. Referring to FIGS. 8 and 9 , it was confirmed that the flat yarn fabric substrate had a smoother surface roughness.

편평사 직물기재 및 원형사 직물기재의 거칠기 평균값인 Ra (산술 평균 높이) 및 Rz (프로파일의 최대 높이)와 각 직물기재의 임의의 위치에서 10회 측정하여 얻은 두께(t)의 평균값을 아래 표 2에 나타내었다.The average values of Ra (arithmetic mean height) and Rz (maximum height of profile), which are the average roughness values of flat and round yarn fabric bases, and thickness (t) obtained by measuring 10 times at random locations on each fabric base are shown in the table below. 2 is shown.

Roughness, RaRoughness, Ra
[μm][μm]
Roughness, RzRoughness, Rz
[μm][μm]
tt
[μm][μm]
제조예manufacturing example 2-1 2-1
(( 편평사flat yarn 직물기재) fabric)
11.1 (± 0.8)11.1 (± 0.8) 60.9 (± 4.3)60.9 (± 4.3) 106.6 (± 2.9)106.6 (± 2.9)
제조예manufacturing example 2-2 2-2
(원형사 직물기재)(Circular yarn fabric base)
14.4 (± 1.4)14.4 (± 1.4) 62.3 (± 7.9)62.3 (± 7.9) 107.9 (± 2.6)107.9 (± 2.6)

상기 표 2를 참조하면, 편평사 직물기재의 Ra 및 Rz는 원형사 직물기재보다 각각 25% 및 7% 낮지만, 직물의 두께는 서로 크게 다르지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, although Ra and Rz of the flat yarn fabric base are 25% and 7% lower than that of the round yarn fabric base, respectively, it can be seen that the thickness of the fabric is not significantly different from each other.

시험예 2: 은 잉크가 프린팅된 직물기재의 모폴로지 분석Test Example 2: Morphology Analysis of Silver Ink Printed Fabric Substrate

도 10 및 11은 각각 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 및 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재의 3D 디지털 현미경 이미지이다.10 and 11 show a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4, and a circular yarn fabric printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4, respectively. 3D digital microscope image of the substrate.

도 12 및 13은 각각 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 및 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재의 3D 현미경 이미지이다.12 and 13 show a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4, and a circular yarn fabric printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4, respectively. 3D microscopic image of the substrate.

편평사 직물기재 및 원형사 직물기재 비교Comparison of flat yarn fabric base and round yarn fabric base

도 10 및 11을 참조하면, 메쉬 크기 및 프린팅 횟수가 동일하다면 편평사 직물이 원형사 직물보다 더 적은 공극을 갖는 보다 균일한 표면 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 예를 들어 70 mesh로 잉크가 1회 프린팅될 때, 원형사 직물은 편평사 직물보다 더 많은 공극을 갖는다. 편평사 직물의 경우, 70 mesh로 1회 프린팅하는 경우를 제외하고는 눈에 띄는 공극 없이 전도성 잉크가 균일하게 프린팅된다. 반면, 원형사 직물은 모든 조건에 대해 보다 많은 공극을 보여준다.Referring to FIGS. 10 and 11 , if the mesh size and number of printing are the same, it was confirmed that the flat yarn fabric exhibited a more uniform surface shape with fewer pores than the round yarn fabric. For example, when the ink is printed one time with 70 mesh, the round yarn fabric has more voids than the flat yarn fabric. In the case of flat yarn fabric, the conductive ink is uniformly printed without noticeable voids, except for one-time printing with 70 mesh. On the other hand, circular yarn fabrics show more voids for all conditions.

도 12 및 13을 참조하면, 프린팅된 편평사 직물기재는 프린팅된 원형사 직물기재보다 매끄러운 표면 프로파일을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과는 프린팅되지 않은 직물기재의 표면 거칠기가 프린팅 영역의 균일성에 크게 영향을 미친다는 것을 증명한다.12 and 13, it was confirmed that the printed flat yarn fabric substrate showed a smoother surface profile than the printed circular yarn fabric substrate. This result proves that the surface roughness of the non-printed fabric substrate greatly affects the uniformity of the printing area.

70 mesh 및 120 mesh 비교70 mesh and 120 mesh comparison

두 가지 크기의 스크린 메쉬를 사용하여 프린팅 영역의 표면 거칠기에 대한 메쉬 크기의 영향을 조사했다. 1인치 당 구멍의 수로 메쉬의 크기를 정의했다. 즉, 70 mesh는 x축과 y축 모두에서 1인치 당 70개의 개구부(opening)를 갖는다. 도 21은 70 mesh 및 120 mesh의 3D 디지털 현미경 이미지이다. 도 21을 참조하면 70 mesh의 경우, 개구부의 크기는 약 280x280 μm2이고 메쉬 와이어의 직경은 약 75 μm이다. 120 mesh의 경우, 개구부의 크기는 약 155x155 μm2이고 메쉬 와이어의 직경은 약 55 μm이다.The effect of mesh size on the surface roughness of the printing area was investigated using two sizes of screen mesh. The size of the mesh was defined by the number of holes per inch. That is, a 70 mesh has 70 openings per inch in both the x and y axes. 21 is a 3D digital microscope image of 70 mesh and 120 mesh. Referring to FIG. 21 , in the case of 70 mesh, the size of the opening is about 280x280 μm 2 and the diameter of the mesh wire is about 75 μm. For 120 mesh, the size of the opening is about 155x155 μm 2 and the diameter of the mesh wire is about 55 μm.

기재가 동일하고 프린팅 횟수가 일정한 한, 은 전도성 잉크가 70 메쉬로 스크린 프린팅될 때의 프린팅 영역은 120 mesh로 프린팅될 때보다 더 많은 공극을 갖는 것으로 관찰된다. 그 이유 중 하나는 잉크가 케첩(5~20Pa·s)과 같이 매우 점성이 높기 때문에 70 mesh의 상대적으로 두꺼운 메쉬 와이어가 인쇄되지 않은 많은 영역을 형성하기 때문이다. 개구부를 통해 침투된 잉크는 인접 개구부에 도달하지 않으므로 인접 개구부로부터 침투된 잉크와 합쳐지지 않는다. 120 mesh의 55μm 메쉬 와이어의 경우 침투된 은 잉크가 서로 연결되어 끊김없는(seamless) 전도성 네트워크를 형성할 가능성이 높다. As long as the substrate is the same and the number of prints is constant, it is observed that the printing area when the silver conductive ink is screen printed with 70 mesh has more voids than when printed with 120 mesh. One of the reasons is that the ink is very viscous like ketchup (5-20 Pa·s), so a relatively thick mesh wire of 70 mesh forms many unprinted areas. Ink penetrating through the opening does not reach the adjacent opening and therefore does not merge with the ink penetrating from the adjacent opening. In the case of a 120 mesh 55 μm mesh wire, it is highly probable that the infiltrated silver ink will connect to each other to form a seamless conductive network.

메쉬 와이어의 두께 이외에, 메쉬의 개구부 크기는 스크린 프린팅 패턴의 표면 형태에 영향을 줄 수 있다. 도 12 및 13의 3D 현미경 이미지에서 볼 수 있듯이 120 mesh의 스크린 인쇄 패턴은 70 mesh로 인쇄된 패턴보다 더 균일한 표면을 생성한다. 개구부 크기가 작을수록, 은 입자 덩어리가 여과되어 메쉬 상에 남음에 따라 전도성 페이스트가 투과되고 보다 정교한 패턴이 형성된다. 따라서 120 mesh가 70 mesh보다 균일한 전도성 패턴을 형성하는 데 더 적합하다.In addition to the thickness of the mesh wire, the opening size of the mesh can affect the surface morphology of the screen printing pattern. As can be seen from the 3D microscope images of FIGS. 12 and 13 , the screen printed pattern of 120 mesh produces a more uniform surface than the pattern printed with 70 mesh. As the size of the openings is smaller, agglomerates of silver particles are filtered out and remain on the mesh, allowing the conductive paste to pass through and a more elaborate pattern is formed. Therefore, 120 mesh is more suitable for forming a uniform conductive pattern than 70 mesh.

프린팅 횟수 비교Compare the number of prints

직물기재의 표면 형태에 대한 프린팅 횟수의 영향을 조사하기 위해 은 전도성 잉크를 1회 또는 2회 프린팅 하였다. 도 10 내지 13을 참조하면, 2회 스크린 프린팅된 전도성 패턴이 1회 프린팅된 패턴보다 적은 수의 공극과 지형에서 작은 진폭을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 그 이유는 반복되는 인쇄로부터 추가된 잉크가 선행하는 하부층의 공극 및 홈(groove)을 채워 표면 평탄도를 증가시키기 때문이다.In order to investigate the effect of the number of printing on the surface morphology of the fabric substrate, silver conductive ink was printed once or twice. Referring to FIGS. 10 to 13 , it can be confirmed that the conductive pattern printed twice has a smaller number of pores and a smaller amplitude in the topography than the pattern printed once. This is because the ink added from repeated printing fills the voids and grooves of the preceding underlying layer, increasing the surface flatness.

모든 매개 변수를 고려하면 120 mesh로 편평사 직물기재에 2회 프린팅된 전도성 패턴이 가장 높은 표면 평탄도를 나타낸다.Considering all parameters, the conductive pattern printed twice on a flat yarn fabric with 120 mesh shows the highest surface flatness.

실시예 1-1 내지 1-4, 2-1 내지 2-2에 따라 제조된 직물기재의 표면 거칠기 값인 Ra 및 Rz, 프린팅된 직물의 두께(t) 및 시트 저항(mΩ/sq.)을 아래 표 3에 나타내었다. 모든 데이터는 측정의 평균 10배를 통해 수득하였다.The surface roughness values of Ra and Rz of the fabric base prepared according to Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-2, the thickness (t) of the printed fabric, and the sheet resistance (mΩ/sq.) are shown below. Table 3 shows. All data were obtained with an average of 10 times the measurements.

실시예Example mesh 종류mesh type 프린팅 횟수number of prints Roughness, RaRoughness, Ra
[μm][μm]
Roughness, RzRoughness, Rz
[μm][μm]
tt
[μm][μm]
Sheet resistancesheet resistance
[mΩ/sq.][mΩ/sq.]
1-11-1 7070 1One 8.5 (± 0.8)8.5 (± 0.8) 54.3 (± 9.3)54.3 (± 9.3) 142 (±7)142 (±7) 60 (±4)60 (±4) 1-21-2 7070 22 7.4 (± 1.9)7.4 (± 1.9) 39.7 (± 8.7)39.7 (± 8.7) 153 (±7)153 (±7) 30 (±1)30 (±1) 1-31-3 120120 1One 6.7 (± 1)6.7 (± 1) 37.7 (± 5.9)37.7 (± 5.9) 142 (±5)142 (±5) 31 (±3)31 (±3) 1-41-4 120120 22 4.2 (± 2.2)4.2 (± 2.2) 22.6 (± 11.7)22.6 (± 11.7) 146 (±7)146 (±7) 16 (±3)16 (±3) 2-12-1 7070 1One 10.3 (± 1.1)10.3 (± 1.1) 55.9 (± 6.5)55.9 (± 6.5) 159 (±14)159 (±14) 134 (±15)134 (±15) 2-22-2 7070 22 10.2 (± 0.6)10.2 (± 0.6) 53.7 (± 9.7)53.7 (± 9.7) 165 (±5)165 (±5) 37 (±8)37 (±8) 2-32-3 120120 1One 10.4 (± 0.5)10.4 (± 0.5) 59.7 (± 6.7)59.7 (± 6.7) 156 (±5)156 (±5) 40 (±3)40 (±3) 2-42-4 120120 22 9.3 (± 1)9.3 (± 1) 45.7 (± 4)45.7 (± 4) 162 (±3)162 (±3) 24 (±4)24 (±4)

상기 표 3을 참조하면, 원형사 직물기재는 프린팅 공정이 엔지니어링 되더라도 표면 거칠기에 큰 변화를 나타내지 않는다. 또한, 두 가지 유형의 직물 기재의 두께는 스크린 프린팅 전에는 서로 유사하지만(표 2 참조) 원형사 직물은 프린팅 후 편평사 직물보다 대략 10% 더 두껍다.Referring to Table 3, the circular yarn fabric substrate does not show a large change in surface roughness even if the printing process is engineered. Also, the thickness of the two types of fabric substrates is similar to each other before screen printing (see Table 2), but the round yarn fabric is approximately 10% thicker than the flat yarn fabric after printing.

도 14 및 15는 각각 실시예 1-1 내지 1-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 단면 및 실시예 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재 단면의 FE-SEM 이미지이다.14 and 15 show a cross-section of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Examples 1-1 to 1-4, and a circular yarn printed with silver ink prepared according to Examples 2-1 to 2-4, respectively. This is an FE-SEM image of a cross-section of a fabric substrate.

도 16 및 17은 각각 실시예 1-1에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 편평사 직물기재 단면 및 실시예 2-1에 따라 제조된 은 잉크가 프린팅된 원형사 직물기재 단면의 SEM 및 EDS 이미지이다.16 and 17 are SEM and EDS images of a cross-section of a flat yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Example 1-1 and a cross-section of a circular yarn fabric substrate printed with silver ink prepared according to Example 2-1, respectively; am.

도 14 내지 17을 참조하면, 메쉬의 밀도가 높고 프린팅 횟수가 증가할 때 인쇄 표면이 더 매끄러워지는 것을 확인할 수 있었다. 프린팅된 직물의 단면은 인쇄 된 잉크층이 아래에 있는 실다발의 표면 토포그래피를 복제하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 편평사 직물은 원형사 직물보다 인쇄 시 매끄러운 표면을 형성하는 데 더 유리하다.Referring to FIGS. 14 to 17 , it was confirmed that the printing surface became smoother when the density of the mesh was high and the number of printing was increased. It can be seen that the cross-section of the printed fabric replicates the surface topography of the thread bundle beneath the printed ink layer. Therefore, flat yarn fabrics are more advantageous for forming a smooth surface in printing than round yarn fabrics.

또한 은 전도성 잉크는 편평사들 사이의 간극보다 원형사들 사이의 간극으로 침투한다. 편평사 직물은 잉크가 아래로 흘러 미세한 틈새로 침투하는 것을 방지하는 데 효과적인 적층 구조를 갖는다. 즉, 편평사의 적층 구조는 잉크가 건조될 때까지 직물의 표면에 유지되도록 하여 훨씬 더 매끄러운 표면을 생성한다.Also, the silver conductive ink penetrates into the gaps between the round yarns rather than the gaps between the flat yarns. Flat yarn fabrics have a laminated structure that is effective in preventing ink from flowing down and penetrating into microscopic crevices. In other words, the laminated structure of the flat yarn allows the ink to remain on the surface of the fabric until it dries, creating a much smoother surface.

시험예 3: 시트 저항 분석Test Example 3: Sheet resistance analysis

직물의 다양한 표면 형태가 인쇄 패턴의 전기 전도도에 어떤 영향을 미치는지 분석하기 위해 시트 저항을 비교했다. 시트 저항을 측정하기 전에, 4-포인트 프로브 방법의 보정 계수(correction factor)를 결정하기 위해 프린팅된 전도성 직물의 총 두께를 수득하였다. 여기서, 두께는 직물 샘플의 전체 두께로 간주된다. 전도성 잉크는 섬유 조직을 관통하므로 직물 구조는 전기 전도성 복합재를 형성한다.Sheet resistances were compared to analyze how different surface morphologies of fabrics affect the electrical conductivity of printed patterns. Prior to measuring the sheet resistance, the total thickness of the printed conductive fabric was obtained to determine the correction factor of the 4-point probe method. Here, the thickness is taken as the total thickness of the fabric sample. As the conductive ink penetrates the fibrous tissue, the fabric structure forms an electrically conductive composite.

4-포인트 프로브 와 측정된 프린팅 직물의 크기를 고려하여 4.532의 기하학적 보정 계수를 활용하고, 아래 식 (1)을 사용하여 시트 저항을 계산했다. Taking into account the 4-point probe and the measured printing fabric size, a geometric correction factor of 4.532 was utilized, and the sheet resistance was calculated using Equation (1) below.

Rs = 4.532 Х V / I (1)Rs = 4.532 Х V / I (1)

여기서 V는 두 개의 내부 프로브에서 측정된 전압, I는 두 개의 외부 프로브를 통해 적용되는 전류이다. 시트 저항은 샘플의 크기 및 필름 두께와 무관하다. where V is the voltage measured by the two internal probes and I is the current applied through the two external probes. The sheet resistance is independent of the sample size and film thickness.

직물 기재의 유형, 메쉬 크기 및 프린팅 횟수에 따른 인쇄 패턴의 시트 저항이 도 18에 도시되어 있으며 상기 표 2에 토폴로지 특성으로 요약되어 있다. 도 18 및 상기 표 2를 참조하면, 70 mesh로 1회 프린팅될 때 편평사 직물(60mΩ/sq.)이 원형사 직물(134mΩ/sq.)보다 훨씬 낮은 시트 저항을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 원형사 직물의 공극은 전도성 경로에서 전하의 흐름을 억제하고, 따라서 전기 특성을 저하시키는 데 중요한 요소로 작용한다. 그러나 메쉬 크기가 120 mesh로 줄어들고 프린팅 횟수가 두 배로 증가하면 두 직물 간의 전기 저항 차이가 크게 줄어 든다. 2가지 프린팅 조건, (1) 120 mesh로 1회, (2) 70 mesh로 2회 프린팅된 원형사 직물의 시트 저항은 70 mesh로 1회 프린팅된 원형사 직물의 시트 저항의 30% 미만이다. 이는 메쉬 크기 및 프린팅 횟수가 직물 특성뿐만 아니라 전기적 특성에도 크게 영향을 미친다는 것을 의미한다. 120 mesh로 2회 프린팅된 편평사 직물은 16 (± 3) mΩ/sq.의 최소 평균 시트 저항을 보였다.The sheet resistance of the printed pattern as a function of the type of fabric substrate, the mesh size and the number of prints is shown in FIG. 18 and summarized in Table 2 above as topological properties. Referring to FIG. 18 and Table 2, it was confirmed that the flat yarn fabric (60 mΩ/sq.) exhibited a much lower sheet resistance than the circular yarn fabric (134 mΩ/sq.) when printed once with 70 mesh. The pores of the circular yarn fabric inhibit the flow of electric charges in the conductive path, and thus act as an important factor in lowering the electrical properties. However, when the mesh size is reduced to 120 mesh and the number of prints is doubled, the difference in electrical resistance between the two fabrics is greatly reduced. The sheet resistance of the circular yarn fabric printed with two printing conditions, (1) 120 mesh once, and (2) 70 mesh twice is less than 30% of the sheet resistance of the circular yarn fabric printed once with 70 mesh. This means that the mesh size and number of prints greatly affect the electrical properties as well as the fabric properties. The flat yarn fabric printed twice with 120 mesh showed a minimum average sheet resistance of 16 (± 3) mΩ/sq.

시험예 4: 반복 굽힘 테스트Test Example 4: Repeated bending test

기계적 안정성을 확인하기 위해 반복 굽힘 테스트를 수행했다. 도 19는 반복 굽힘 테스트 측정 이미지로 (a)는 초기 상태, (b)는 굽힘 후 곡률 반경이 3mm가 되는 지점의 이미지이다. 도 19를 참조하면, 반복 굽힘 테스트를 위해 샘플을 고정하는 두 개의 클램프가 있는 맞춤형 장치를 사용했다. 하나의 클램프는 움직이지 않고, 다른 하나는 모터 (오리엔탈 모터, EAS6X-E015-AZACD-3)로 앞뒤로 움직인다. 두 클램프 사이의 거리는 5.5cm에서 2.5cm로 다양하여 3mm의 곡률 반경을 생성하며, 각 샘플의 굽힘을 1,000회 반복했다. Repeated bending tests were performed to confirm the mechanical stability. 19 is a repeated bending test measurement image, (a) is an initial state, (b) is an image of a point at which the radius of curvature becomes 3 mm after bending. Referring to Figure 19, a custom device with two clamps holding the sample for repeated bending tests was used. One clamp does not move, the other moves back and forth with a motor (oriental motor, EAS6X-E015-AZACD-3). The distance between the two clamps varied from 5.5 cm to 2.5 cm, resulting in a radius of curvature of 3 mm, and bending of each sample was repeated 1,000 times.

실시예 1-1 내지 1-4 및 2-1 내지 2-4에 따라 제조된 직물기재의 굽힘 테스트 전후 시트저항을 도 20 및 아래 표 4에 나타내었다. The sheet resistance before and after the bending test of the fabric substrates prepared according to Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-4 is shown in FIG. 20 and Table 4 below.

실시예Example 메쉬mesh 종류 Kinds 프린팅 횟수number of prints Sheet resistancesheet resistance
[[ mΩ // sqsq .].]
Sheet resistance after bendingSheet resistance after bending
[[ mΩ // sqsq .].]
1-11-1 7070 1One 60 (±4)60 (±4) 74 (±4)74 (±4) 1-21-2 7070 22 30 (±1)30 (±1) 33 (±2)33 (±2) 1-31-3 120120 1One 31 (±3)31 (±3) 33 (±3)33 (±3) 1-41-4 120120 22 16 (±3)16 (±3) 17 (±3)17 (±3) 2-12-1 7070 1One 134 (±15)134 (±15) 157 (±15)157 (±15) 2-22-2 7070 22 37 (±8)37 (±8) 38 (±8)38 (±8) 2-32-3 120120 1One 40 (±3)40 (±3) 44 (±5)44 (±5) 2-42-4 120120 22 24 (±4)24 (±4) 27 (±6)27 (±6)

도 20 및 상기 표 4를 참조하면, 반복 굽힘 테스트 후 프린팅된 직물의 시트 저항에는 큰 변화가 없어 유연성과 신뢰성이 보장되는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 20 and Table 4, it was confirmed that there was no significant change in the sheet resistance of the printed fabric after the repeated bending test, thereby ensuring flexibility and reliability.

시험예 5: 세탁 전/후 이미지 분석Test Example 5: Image analysis before/after washing

도 22의 (a) 및 (b)는 각각 소자비교예 1 및 소자실시예 1에 따라 제조된 LoRa 영역의 패치형 섬유 안테나의 세탁 전/후 이미지이다. 도 22를 참조하면, (a) 소자비교예 1에서는 felt를 중간 유전체층으로 사용하였고, (b) 소자실시예 1에서는 네오프렌을 중간 유전체층으로 사용하였다. (a)에서 전도성 잉크가 코팅된 방사층 및 유전층을 세탁 후에 건조를 시켰지만, felt의 특성상 젖음성이 높아 흡수한 물이 빠져 나오지 못해 안테나 소자가 젖어있었다. 하지만, (b)에서 네오프렌 원단은 특성상 젖음성이 낮고, 방수특성을 가지고 있어 세탁 후에도 빠르게 완전 건조됨을 확인하였다. 이러한 안테나와 같은 전자소자의 특성상 젖어있는 경우, 전기적 성능 저하를 야기한다.22 (a) and (b) are images before and after washing of the patch-type fiber antenna in the LoRa region prepared according to Device Comparative Example 1 and Device Example 1, respectively. Referring to FIG. 22 , (a) felt was used as an intermediate dielectric layer in Device Comparative Example 1, and (b) Neoprene was used as an intermediate dielectric layer in Device Example 1. In (a), the radiation layer and the dielectric layer coated with the conductive ink were dried after washing, but due to the characteristic of the felt, the wettability was high, and the absorbed water could not escape, so the antenna element was wet. However, in (b), it was confirmed that the neoprene fabric has low wettability and has a waterproof property, so it dries quickly even after washing. When it is wet due to the characteristics of an electronic device such as an antenna, electrical performance is deteriorated.

도 23의 (a) 및 (b)는 각각 소자비교예 2 및 소자실시예 2-1에 따라 제조된 BLE 영역의 패치형 섬유 안테나의 세탁 전/후 이미지이다. 도 23을 참조하면, (a) 소자비교예 2에서는 felt를 중간 유전체층으로 사용하였고, (b) 소자실시예 2-1에서는 네오프렌을 중간 유전체층으로 사용하였다. (a)에서 전도성 잉크가 코팅된 방사층 및 유전층을 세탁 후에 건조를 시켰지만, felt의 특성상 젖음성이 높아 흡수한 물이 빠져 나오지 못해 안테나 소자가 젖어있는 상태가 유지되었다. 하지만, (b)에서 네오프렌 원단은 특성상 젖음성이 낮고, 방수특성을 가지고 있어 세탁 후에도 빠르게 완전 건조됨을 확인하였다. 마찬가지로, 안테나와 같은 전자소자의 특성상 젖어있는 경우, 전기적 성능 저하를 야기한다.23 (a) and (b) are images before and after washing of the patch-type fiber antenna of the BLE region prepared according to Device Comparative Example 2 and Device Example 2-1, respectively. Referring to FIG. 23 , (a) felt was used as an intermediate dielectric layer in Device Comparative Example 2, and (b) Neoprene was used as an intermediate dielectric layer in Device Example 2-1. In (a), the radiation layer and the dielectric layer coated with the conductive ink were dried after washing, but the wettability of the felt was high, so the absorbed water could not escape, so the antenna element was kept wet. However, in (b), it was confirmed that the neoprene fabric has low wettability and has a waterproof property, so it dries quickly even after washing. Similarly, when wet due to the characteristics of an electronic device such as an antenna, electrical performance is deteriorated.

시험예 6: 세탁 전/후 안테나 성능 분석Test Example 6: Analysis of antenna performance before/after washing

소자실시예 1, 2-1 및 소자비교예 1, 2에 따라 제조된 패치형 섬유 안테나의 세탁(washing) 전후 공진 주파수(resonance frequency), 이득(gain), 효율(efficiency)을 아래 표 5에 나타내었다.Resonance frequency, gain, and efficiency of the patch-type fiber antennas prepared according to Device Examples 1 and 2-1 and Device Comparative Examples 1 and 2 before and after washing are shown in Table 5 below. It was.

Dielectric MaterialDielectric Material FrequencyFrequency WashingWashing Resonance frequencyResonance frequency GainGain EfficiencyEfficiency Efficiency after washingEfficiency after washing Felt_
1mm
Felt_
1mm
소자비교예 1Device Comparative Example 1 868MHz868MHz BeforeBefore 916MHz916MHz 0.410.41 15.515.5 -90%-90%
AfterAfter 883MHz883MHz -9.12-9.12 1.511.51 소자비교예 2Device Comparative Example 2 2.4GHz2.4GHz BeforeBefore 2.40GHz2.40GHz 2.82.8 25.9225.92 -66%-66% AfterAfter 2.34GHz2.34GHz -2.66-2.66 8.78.7 Neoprene_
3mm
Neoprene_
3mm
소자실시예 1Device Example 1 868MHz868MHz BeforeBefore 805MHz805MHz 4.934.93 52.1752.17 -3%-3%
AfterAfter 820MHz820MHz 4.834.83 50.8850.88 소자실시예 2-1Device Example 2-1 2.4GHz2.4GHz BeforeBefore 2.21GHz2.21GHz 7.127.12 72.2172.21 -12%-12% AfterAfter 2.21GHz2.21GHz 6.586.58 63.6463.64

상기 표 5를 참조하면, 도 22, 23에서 세탁 전/후 이미지에서 볼 수 있듯이 세탁 후 섬유형 안테나 소자가 완전하게 건조되지 못했을 때의 성능저하를 확인할 수 있다. Felt를 중간 유전체로 사용했을 때, 완전히 안테나 소자가 건조되지 못했으며, 이때의 LoRa와 BLE의 성능은 각각 90%, 66% 성능이 저하됨을 확인하였다. 하지만, 중간 유전체를 네오프렌으로 사용했을 때, 원단의 낮은 젖은성 및 방수 특성으로 빠르게 건조되었으며, 세탁 전/후의 성능 변화는 각각 LoRa에서 3%, BLE에서 12% 저하됨을 확인하였다. 도 22, 23과 표 5를 통해 세탁 후 소자의 젖음성과 전기적 성능과의 연관성을 확인할 수 있었다.Referring to Table 5, as can be seen in the images before and after washing in FIGS. 22 and 23, it can be seen that the performance degradation when the fiber-type antenna element is not completely dried after washing is confirmed. When Felt was used as an intermediate dielectric, the antenna element was not completely dried, and it was confirmed that the performance of LoRa and BLE at this time was reduced by 90% and 66%, respectively. However, when the intermediate dielectric was used as neoprene, it dried quickly due to the low wettability and waterproof properties of the fabric, and it was confirmed that the performance change before and after washing was reduced by 3% in LoRa and 12% in BLE, respectively. 22, 23 and Table 5, it was possible to confirm the correlation between the wettability of the device and the electrical performance after washing.

시험예 7: 세탁 내구성 시험Test Example 7: Washing Durability Test

소자실시예 2-1, 2-2 및 소자비교예 3-1, 3-2에 따라 제조된 패치형 섬유 안테나의 세탁 내구성을 시험하였다. 세탁 내구성 시험방법은 캔모아세탁기(상온수, WOB, 자연건조, 10회)를 사용하였으며, 세탁 내구성 시험환경은 환경 온도 20±1℃, 환경 습도 60±5% R.T 였다. 세탁 내구성 시험 결과, KS 세탁 규격을 통해 10회 세탁하였을 때 TPU film(120μm)을 직물기재의 앞/뒤, 즉 직물기재의 상면 및 하면에 위치시키고 열융착시켜 밀봉한 직물기재를 포함하는 소자실시예 2-1이 수분의 침투가 없으며, 물리적인 내구성이 가장 뛰어났다. 소자실시예 2-2 및 소자비교예 3-1, 3-2는 수분이 침투하거나 물리적인 데미지를 입는 문제점들이 발견되었다. 따라서, 소자실시예 2-1과 같이 TPU film을 직물기재의 앞/뒤, 즉 직물기재의 상면 및 하면에 위치시키고 열융착시켜 밀봉하는 방법이 세탁에 가장 적합한 방법임을 확인할 수 있었다.The washing durability of the patch-type fiber antennas prepared according to Device Examples 2-1 and 2-2 and Device Comparative Examples 3-1 and 3-2 was tested. For the washing durability test method, Canmore washing machine (room temperature water, WOB, natural drying, 10 times) was used, and the washing durability test environment was an environmental temperature of 20±1℃ and an environmental humidity of 60±5% R.T. As a result of the washing durability test, TPU film (120μm) was placed on the front/rear side of the fabric base, that is, on the upper and lower surfaces of the fabric base, when washed 10 times according to the KS washing standard. Example 2-1 had no moisture permeation and had the best physical durability. In Device Example 2-2 and Device Comparative Examples 3-1 and 3-2, problems in that moisture penetrated or suffered physical damage were found. Therefore, as in Device Example 2-1, it was confirmed that the method of placing the TPU film on the front/rear side of the fabric base, that is, on the upper and lower surfaces of the fabric base, and sealing it by heat sealing was the most suitable method for washing.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above, although preferred embodiments of the present invention have been described, those of ordinary skill in the art can add, change, delete or It will be possible to variously modify and change the present invention by addition, etc., which will also be included within the scope of the present invention. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 패치형 섬유 안테나
100: 그라운드층
110: 제1 전도부
120: 제1 직물기재
200: 유전체층
300: 방사층
310: 제2 전도부
320: 제2 직물기재
400: 제1 밀봉층
500: 제2 밀봉층
600: 제1 점착층
700: 제2 점착층
800: SMA 커넥터
10: patch type fiber antenna
100: ground layer
110: first conduction unit
120: first fabric base
200: dielectric layer
300: radiation layer
310: second conduction unit
320: second fabric base
400: first sealing layer
500: second sealing layer
600: first adhesive layer
700: second adhesive layer
800: SMA connector

Claims (20)

유전체를 포함하는 유전체층(dielectric layer, 200);
상기 유전체층(200)의 하면 상에 형성된 제1 직물기재(120)와, 상기 제1 직물기재(120)의 하면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제1 전도부(110)를 포함하는 그라운드층(ground layer, 100);
상기 그라운드층(100)의 표면 상에 형성되고, 상기 그라운드층(100)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함하는 제1 밀봉층(400);
상기 유전체층(200)의 상면 상에 형성된 제2 직물기재(320)와, 상기 제2 직물기재(320)의 상면 상에 형성되고 전도체를 포함하는 제2 전도부(310)를 포함하는 방사층(radiation layer, 300); 및
상기 방사층(300)의 표면 상에 형성되고, 상기 방사층(300)을 밀봉하기 위한 밀봉재를 포함하는 제2 밀봉층(500);을
포함하는 패치형 섬유 안테나(10).
a dielectric layer including a dielectric (dielectric layer, 200);
A ground layer including a first fabric base 120 formed on a lower surface of the dielectric layer 200 and a first conductive part 110 formed on a lower surface of the first fabric base 120 and including a conductor layer, 100);
a first sealing layer 400 formed on a surface of the ground layer 100 and including a sealing material for sealing the ground layer 100 ;
A radiation layer including a second fabric base 320 formed on the upper surface of the dielectric layer 200 and a second conductive part 310 formed on the upper surface of the second fabric base 320 and including a conductor layer, 300); and
a second sealing layer 500 formed on the surface of the emission layer 300 and including a sealing material for sealing the emission layer 300;
A patch-type fiber antenna comprising a (10).
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재가 제1 고분자 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The patch-type fiber antenna, characterized in that the sealing material of the first sealing layer (400) and the second sealing layer (500) comprises a first elastic polymer.
제2항에 있어서,
상기 제1 고분자 탄성체가 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
3. The method of claim 2,
The first elastic polymer is polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene- Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), isobutylene rubber (IR), acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), epichlorohydrin rubber, neoprene (polychloroprene), silicone Rubber (silicone rubber), polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex (ecoflex), fluoro silicone rubber (fluoro silicone rubber) and vinyl methyl silicone rubber (vinyl methyl silicone rubber) containing at least one selected from the group consisting of A patch-type fiber antenna, characterized in that.
제2항에 있어서,
상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 밀봉재가 열가소성 고분자 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
3. The method of claim 2,
A patch-type fiber antenna, characterized in that the sealing material of the first sealing layer (400) and the second sealing layer (500) includes a thermoplastic polymer elastomer.
제4항에 있어서,
상기 열가소성 고분자 탄성체가 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄 러버(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR) 및 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
5. The method of claim 4,
The thermoplastic polymer elastomer is polyurethane, polyether urethane rubber, polyester urethane, styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene- Styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene-propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), At least one selected from the group consisting of isobutylene rubber (IR), acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR) and epichlorohydrin rubber Patch-type fiber antenna comprising a.
제4항에 있어서,
상기 제1 밀봉층(400) 및 제2 밀봉층(500)의 두께가 각각 독립적으로 50 내지 300μm인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
5. The method of claim 4,
A patch-type fiber antenna, characterized in that the thickness of the first sealing layer (400) and the second sealing layer (500) is each independently 50 to 300 μm.
제1항에 있어서,
상기 유전체가 제2 고분자 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The patch-type fiber antenna, characterized in that the dielectric includes a second elastic polymer.
제7항에 있어서,
상기 유전체가 기공을 포함하는 다공성 유전체인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
8. The method of claim 7,
The patch-type fiber antenna, characterized in that the dielectric is a porous dielectric including pores.
제7항에 있어서,
상기 제2 고분자 탄성체가 네오프렌 (neoprene, polychloroprene), 스티렌-부타디엔-스티렌 (styrene-butadiene-styrene, SBS) 블록공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 러버(styrene-butadiene rubber, SBR), 부타디엔 러버(butadiene rubber, BR), 이소부틸렌-이소프렌 러버(isobutylene isoprene rubber, IIR), 에틸렌 프로필렌 러버(ethylene propylene rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 러버(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM), 이소프렌 러버(isoprene rubber, IR), 이소부틸렌 러버(isobutylene rubber, IR), 아크릴 러버(acryl rubber), 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(acrylonitrile butadiene rubber, ABR), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄(polyether urethane), 폴리에스터우레탄 (polyester urethane), 에피클로로히드린 러버(epichlorohydrin rubber), 실리콘 러버(silicone rubber), 폴리디메틸실록산(PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 플루오로 실리콘 러버(fluoro silicone rubber) 및 비닐메틸실리콘 러버(vinyl methyl silicone rubber)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
8. The method of claim 7,
The second elastic polymer is neoprene (neoprene, polychloroprene), styrene-butadiene-styrene (styrene-butadiene-styrene, SBS) block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene (styrene-ethylene-butylene-styrene, SEBS) Block copolymer, styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isobutylene isoprene rubber (IIR) ), ethylene propylene rubber (EPR), ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM), isoprene rubber (IR), isobutylene rubber (IR), acrylic acryl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (ABR), polyurethane, polyether urethane, polyester urethane, epichlorohydrin rubber, silicone Rubber (silicone rubber), polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex (ecoflex), fluoro silicone rubber (fluoro silicone rubber) and vinyl methyl silicone rubber (vinyl methyl silicone rubber) containing at least one selected from the group consisting of A patch-type fiber antenna, characterized in that.
제9항에 있어서,
상기 제2 고분자 탄성체가 네오프렌(neoprene)을 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
10. The method of claim 9,
The patch-type fiber antenna, characterized in that the second elastic polymer comprises neoprene (neoprene).
제1항에 있어서,
상기 제1 직물기재(120) 및 제2 직물기재(320)가 각각 독립적으로 경사 및 위사를 포함하고,
상기 경사 및 위사가 각각 독립적으로 실다발(bundle of yarns)을 포함하고,
상기 실다발이 복수의 실(yarn)을 다발(bundle) 형태로 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The first fabric base 120 and the second fabric base 320 each independently include warp and weft yarns,
The warp and weft yarns each independently include a bundle of yarns,
The patch type fiber antenna, characterized in that the yarn bundle includes a plurality of yarns in the form of a bundle.
제11항에 있어서,
상기 실이 편평사(flat yarn) 및 원형사(round yarn)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
12. The method of claim 11,
The patch type fiber antenna, characterized in that the yarn is one selected from the group consisting of a flat yarn and a round yarn.
제12항에 있어서,
상기 실이 편평사(flat yarn)인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
13. The method of claim 12,
The patch type fiber antenna, characterized in that the yarn is a flat yarn.
제13항에 있어서,
상기 그라운드층(100) 및 상기 방사층(300)의 산술평균 편평도(roughness)가 각각 4 내지 9μm인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
14. The method of claim 13,
An arithmetic mean roughness of the ground layer (100) and the radiation layer (300) is 4 to 9 μm, respectively.
제13항에 있어서,
상기 편평사(flat yarn)는 길이방향에 대한 수직 절단면의 최단 직경(b)에 대한 최장 직경(a)의 종횡비(aspect ratio, a/b)가 5 내지 7인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
14. The method of claim 13,
The flat yarn (flat yarn) is a patch-type fiber antenna, characterized in that the aspect ratio (aspect ratio, a/b) of the longest diameter (a) to the shortest diameter (b) of the vertical cut surface in the longitudinal direction is 5 to 7.
제1항에 있어서,
상기 제1 전도부(110) 및 제2 전도부(310)가 상기 제1 직물기재(120) 및 상기 제2 직물기재(320)에 함침된 전도체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The patch-type fiber antenna, characterized in that the first conductive part (110) and the second conductive part (310) further include a conductor impregnated in the first textile substrate (120) and the second textile substrate (320).
제1항에 있어서,
상기 유전체층(200)의 두께가 1 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
A patch-type fiber antenna, characterized in that the thickness of the dielectric layer (200) is 1 to 3 mm.
제1항에 있어서,
상기 패치형 섬유 안테나가 상기 유전체층(200)과 제1 밀봉층(400) 사이 및 상기 유전체층(200)과 제2 밀봉층(500) 사이에 각각 제1 점착층(600) 및 제2 점착층(700)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The patch-type fiber antenna is provided with a first adhesive layer 600 and a second adhesive layer 700 between the dielectric layer 200 and the first sealing layer 400 and between the dielectric layer 200 and the second sealing layer 500, respectively. ) A patch-type fiber antenna, characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서,
상기 패치형 섬유 안테나가 상기 그라운드층(100)에 결합된 SMA((SubMiniature version A) 커넥터(800)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 섬유 안테나.
According to claim 1,
The patch-type fiber antenna further comprises a (Subminiature version A) connector (800) coupled to the ground layer (100).
(a) 직물기재 상에 스크린 메쉬를 위치시키고 전도체를 포함하는 전도성 잉크를 상기 직물기재 상에 스크린 프린팅하는 단계;
(b) 상기 전도성 잉크가 프린팅된 직물기재를 건조함으로써 상기 직물기재 상에 전도체를 포함하는 전도부를 형성하여 직물기재/전도부를 제조하는 단계;
(c) 상기 직물기재/전도부를 사용하여 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110) 및 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)를 제조하는 단계;
(d) 상기 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110)의 제1 직물기재(120) 및 제1 전도부(110) 상에 각각 밀봉재를 위치시키고, 상기 밀봉재를 열융착시켜 상기 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110)의 표면 상에 제1 밀봉층(400)을 형성하는 단계;
(e) 상기 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 제2 직물기재(320) 및 제2 전도부(310) 상에 각각 밀봉재를 위치시키고, 상기 밀봉재를 열융착시켜 상기 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 표면 상에 제2 밀봉층(500)을 형성하는 단계; 및
(f) 상기 제1 밀봉층(400)이 형성된 제1 직물기재(120)/제1 전도부(110) 및 상기 제2 밀봉층(500)이 형성된 제2 직물기재(320)/제2 전도부(310)의 직물기재가 각각 유전체를 포함하는 유전체층(200)을 향하도록 상기 유전체층(200)의 하면 및 상면에 위치시켜 패치형 섬유 안테나(10)를 제조하는 단계;를
포함하는 패치형 섬유 안테나의 제조방법.
(a) placing a screen mesh on a textile substrate and screen-printing a conductive ink including a conductor on the textile substrate;
(b) forming a conductive part including a conductor on the textile substrate by drying the textile substrate on which the conductive ink is printed, thereby manufacturing a textile substrate/conducting part;
(c) manufacturing a first fabric base 120/first conducting part 110 and a second fabric base 320/second conducting part 310 using the fabric base/conducting part;
(d) positioning a sealing material on the first textile substrate 120 and the first conductive portion 110 of the first textile substrate 120 / first conductive part 110, respectively, and heat-sealing the sealing material to the first Forming a first sealing layer 400 on the surface of the fabric base 120 / first conductive part 110;
(e) positioning a sealing material on the second textile substrate 320 and the second conductive portion 310 of the second textile substrate 320/second conductive portion 310, respectively, and heat-sealing the sealing material to heat-seal the second forming a second sealing layer 500 on the surface of the fabric base 320/second conductive part 310; and
(f) the first fabric base 120 / first conductive part 110 on which the first sealing layer 400 is formed and the second fabric base 320 / second conductive part on which the second sealing layer 500 is formed ( Manufacturing the patch-type fiber antenna 10 by positioning the fabric base of 310 on the lower and upper surfaces of the dielectric layer 200 to face the dielectric layer 200 including the dielectric, respectively;
A method of manufacturing a patch-type fiber antenna comprising a.
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