KR20190071149A - Method of coating for nanofiber using reduction of metalic salts and method for manufacturing transparent electrode - Google Patents

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Abstract

Provided by an embodiment of the present invention is a nanofiber electroless plating method which is able to simplify a nanofiber manufacturing process and reduce manufacturing costs by reducing an electroless plating process on nanofibers. The nanofiber electroless plating method using a silver reducing effect according to an embodiment of the present invention includes: a step i) of producing spinning solution by mixing an organic reducing solvent, metal salt, and a carbon fiber precursor; a step ii) of aging the spinning solution at an aging temperature; a step iii) of electrospinning the spinning solution and forming nanofibers; a step iv) of injecting the nanofibers into electroless copper plating solution and performing a copper plating on the nanofibers; and a step v) of drying the plated nanofibers at a drying temperature.

Description

메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법 및 투명전극 제조 방법 {METHOD OF COATING FOR NANOFIBER USING REDUCTION OF METALIC SALTS AND METHOD FOR MANUFACTURING TRANSPARENT ELECTRODE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a nanofiber metal coating method using a metal salt reducing effect and a method for manufacturing a transparent electrode,

본 발명은 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법 및 투명전극 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 나노섬유에 대한 금속코팅 공정을 축소시켜 나노섬유 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 나노섬유 금속코팅 방법 및 이를 이용한 투명전극 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanofiber metal coating method and a transparent electrode manufacturing method using the metal salt reducing effect, and more particularly, to a nanofiber metal coating method and a transparent electrode manufacturing method that reduce a metal coating process on a nanofiber, simplify a nanofiber manufacturing process, And a method of manufacturing a transparent electrode using the same.

나노섬유(nano fiber)는 대략 1㎛ 이하의 매우 작은 직경을 가진 초미세 섬유로서 의료용 소재, 필터, MEMS, 나노 소자 등 많은 응용분야를 갖는다. 나노섬유는 단위 질량당 표면적이 매우 크고, 유연하며 미세공간이 많고 단위 면적당 존재하는 섬유의 수가 많아서 다른 소재와의 혼화(blending)가 가능하며 외부의 응력에 대한 분산이 큰 특징을 나타낸다.Nanofibers are ultrafine fibers having a very small diameter of about 1 μm or less and have many applications such as medical materials, filters, MEMS, and nano devices. Nanofibers have a very large surface area per unit mass, are flexible, have many micro spaces, and have a large number of fibers per unit area, so that they can be blended with other materials and exhibit a large dispersion in external stress.

나노섬유의 제조 방법의 하나로 전기방사법(electrospinning)이 있다. 전기방사법에 사용되는 전기방사 장치는 용액이 나오는 토출부(spinning tip)와 고전압 장치 및 나노섬유가 모아지는 포집판(collector)로 구성된다. 토출부(spinning tip)에 고전압을 인가하여 토출부에서 나오는 액적을 대전시켜서 정전기적 반발에 의하여 액적으로부터 스트림을 분출시켜서 포집판에 나노섬유를 형성시킨다. 또한 나노섬유는 미세유동(microfluidic) 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 주입 튜브(injection tube)와 포집튜브(collection tube)로 구성된 장치를 이용하며, 중간 유체(middle fluid)와 바깥쪽 유체(outer fluid)를 다르게 하고 외부압력으로 밀어내면 코어 쉘(core shell) 구조를 갖는 나노섬유를 만들 수 있다.One of the manufacturing methods of nanofibers is electrospinning. The electrospinning device used in the electrospinning method is composed of a spinning tip from which the solution comes out, a high voltage device, and a collector which collects the nanofibers. A high voltage is applied to the spinning tip to charge the droplets discharged from the discharging portion to jet the stream from the droplet by electrostatic repulsion, thereby forming nanofibers on the collecting plate. Nanofibers can also be fabricated using microfluidic techniques. A device consisting of an injection tube and a collection tube is used. When the middle fluid and the outer fluid are different and are pushed to the external pressure, the core shell structure ≪ / RTI >

그리고, 상기와 같은 나노섬유에 도금을 수행하여, 도금된 나노섬유를 다양한 용도로 이용할 수 있다.The plated nanofibers can be used for various purposes by performing plating on the nanofibers as described above.

종래기술에서는, 나노섬유에 대한 전해 도금을 수행하기 위하여 나노섬유의 탄화를 위한 열처리 공정을 필요로 한다. 또는 나노섬유에 대한 도금을 수행하기 위하여 나노섬유에 대한 촉매화 처리, 활성화 처리 공정을 필요로 한다.In the prior art, a heat treatment process for carbonization of nanofibers is required to perform electroplating on nanofibers. Or to perform plating on nanofibers, a catalytic process for nanofibers, and an activation treatment process.

그런데, 상기와 같은 공정이 수행되는 경우, 전체 공정이 복잡하고 제조 비용이 증가하는 문제가 있다. However, when the above process is performed, the entire process is complicated and the manufacturing cost increases.

대한민국 등록특허 제 10-1079775호(발명의 명칭: 전기방사에 이은 무전해 도금을 통한 전기 전도성 나노섬유 제조 방법)에서는, a) 섬유 형성능이 있는 고분자 및 무전해 도금 촉매가 포함된 전기방사액을 제조하는 단계; b) 상기 전기방사액을 전기방사하여 10㎚ 내지 5㎛ 크기의 직경을 갖는 나노섬유를 제조하는 단계; c) 상기 나노섬유를 무전해 도금하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속도금 나노섬유 제조 방법이 개시되어 있다. Korean Patent No. 10-1079775 (entitled Electrospinning Electrolytic Nanofiber Fabrication Method Through Electrolytic Plating), a) an electrospinning solution containing a polymer capable of forming a fiber and an electroless plating catalyst, Producing; b) electrospinning the electrospinning liquid to produce nanofibers having a diameter of 10 nm to 5 탆 in size; and c) electroless plating the nanofibers. The method of manufacturing the metal-coated nanofibers of the present invention includes the steps of:

대한민국 등록특허 제 10-1079775호Korean Patent No. 10-1079775

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기방사 용액 제조 시, 메탈염을 첨가하여 용액 내 환원효과를 유도, 에이징(Aging)과정을 통하여 용액 안에서 나노입자를 형성하여, 촉매화 처리가 전기방사와 동시에 연속적으로 균일하게 수행되어 금속코팅 공정을 할 수 있다는 것이다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for preparing an electrospinning solution, which comprises adding a metal salt to induce a reducing effect in a solution, forming nanoparticles in a solution through an aging process, Can be continuously and uniformly performed simultaneously with the electrospinning so that the metal coating process can be performed.

그리고, 본 발명의 목적은, 구리 도금된 나노섬유를 투명한 기판 상에 형성시켜 고효율의 투명전극을 제조하는 것이다. An object of the present invention is to produce a transparent electrode with high efficiency by forming copper-plated nanofibers on a transparent substrate.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 유기환원용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; ii) 상기 방사용액을 에이징 온도에서 에이징시키는 단계; iii) 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유를 형성하는 단계; iv) 상기 나노섬유를 무전해 구리 도금 용액에 주입시켜 상기 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행하는 단계; 및 v) 도금된 상기 나노섬유를 건조 온도에서 건조시키는 단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spinning solution, comprising: i) preparing a spinning solution by mixing an organic reducing solvent, a metal salt, and a carbon fiber precursor; ii) aging the spinning solution at an aging temperature; iii) electrospinning the spinning solution to form nanofibers; iv) injecting the nanofibers into an electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers; And v) drying the plated nanofibers at a drying temperature.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 iii) 단계에서, 상기 용매의 환원 효과에 의해 상기 나노섬유의 표면에 상기 금속염에 의한 금속이 석출될 수 있다. In the embodiment of the present invention, in the step iii), the metal may be precipitated on the surface of the nanofiber by the reducing effect of the solvent.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 탄소섬유전구체는 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the carbon fiber precursor may be polyacrylonitrile (PAN).

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 탄소섬유전구체는, 상기 방사용액 100중량%에 대하여, 5 내지 20중량%일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the carbon fiber precursor may be 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the spinning solution.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금속염은 상기 방사용액 100중량%에 대하여, 1 내지 80중량%일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the metal salt may be 1 to 80% by weight based on 100% by weight of the spinning solution.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 에이징 온도는 상기 유기환원용매의 비점 이하일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the aging temperature may be lower than the boiling point of the organic reducing solvent.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 ii) 단계에서, 상기 방사용액은 타겟인 음극에 방사되며, 상기 음극은 롤, 플레이트 또는 니들 타입일 수 있다.In the embodiment of the present invention, in the step ii), the spinning solution is radiated to a target cathode, and the cathode may be a roll, a plate, or a needle type.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 롤러의 회전속도는 1000 내지 2000 rpm일 수 있다.  In an embodiment of the present invention, the rotation speed of the roller may be 1000 to 2000 rpm.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 ii) 단계에서, 상기 방사용액은 전도성 소재로 형성되는 음극 전극에 방사될 수 있다.In the embodiment of the present invention, in the step ii), the spinning liquid may be radiated to a cathode electrode formed of a conductive material.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 건조 온도는, 10 내지 100도(℃)일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the drying temperature may be 10 to 100 degrees Celsius.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 iv) 단계는, 상기 무전해 구리 도금 용액에 상기 나노섬유를 0.05 내지 0.5 g/L로 주입하여 교반함으로써 수행될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the step iv) may be performed by injecting the nanofibers into the electroless copper plating solution at a concentration of 0.05 to 0.5 g / L and stirring the nanofibers.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 유기환원용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; ii) 상기 방사용액을 에이징 온도에서 에이징시키는 단계; iii) 상기 방사용액을 기판 상에 전기방사하여 나노섬유를 형성하는 단계; iv) 상기 나노섬유가 형성된 상기 기판을 무전해 구리 도금 용액에 침지시켜 상기 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행하는 단계; 및 v) 상기 기판을 건조 온도에서 건조시키는 단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spinning solution, comprising: i) preparing a spinning solution by mixing an organic reducing solvent, a metal salt, and a carbon fiber precursor; ii) aging the spinning solution at an aging temperature; iii) electrospinning the spinning solution on a substrate to form nanofibers; iv) dipping the substrate on which the nanofibers are formed in an electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers; And v) drying the substrate at a drying temperature.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판은 투명한 재질로 형성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the substrate may be formed of a transparent material.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 나노섬유에 대한 금속코팅 공정을 축소시켜 나노섬유 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감시킬 수 있다는 것이다. The effect of the present invention according to the above structure is to reduce the metal coating process on the nanofibers to simplify the nanofiber manufacturing process and reduce the manufacturing cost.

그리고, 본 발명의 효과는, 나노섬유를 용액에 담그는 과정이 생략됨으로써, 다기능 다층 나노섬유(금속코팅 된 나노섬유 또는 금속코팅 되지 않은 나노섬유의 조합)를 형성할 수 있고, 나노섬유를 기판에 전사 후 금속코팅이 가능하여 대면적 연속공정이 가능하며, 열처리 또는 진공공정 등이 요구되지 않는 간편한 공정으로 금속코팅된 나노섬유를 형성할 수 있다는 것이다. The effect of the present invention is that the process of immersing the nanofibers in a solution is omitted so that the multifunctional multi-layer nanofibers (a combination of metal-coated nanofibers or non-metal-coated nanofibers) can be formed, It is possible to form a metal coated nanofiber by a simple process which is capable of metal coating after transfer and can be used for a large area continuous process and which does not require heat treatment or vacuum process.

또한, 본 발명의 효과는, 도금된 나노섬유를 투명한 기판 상에 형성시켜, 면저항이 낮고 적은 전력에도 고열을 생성하는 투명전극을 제조할 수 있다는 것이다. Further, the effect of the present invention is that a transparent electrode can be produced by forming the plated nanofibers on a transparent substrate, and having a low sheet resistance and generating a high heat even with a small electric power.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유의 상태 변화에 대한 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도금된 나노섬유에 대한 FIB 이미지이다.
도3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 도금된 나노섬유에 대한 FIB 이미지이다.
도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 SEM 이미지이다.
도5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 SEM 이미지이다.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 SEM 이미지이다.
도7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 SEM 이미지이다.
도8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 TEM이미지이다.
도9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전기방사된 후 나노섬유에 대한 SEM이미지이다.
도10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구리 도금된 나노섬유에 대한 SEM이미지이다.
도11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 면저항을 나타낸 그래프이다.
도13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 면저항을 나타낸 그래프이다.
도14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 가열에 대한 그래프이다.
도15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 접힘에 대한 면저항 변화의 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a state change of a nanofiber according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is an FIB image of plated nanofibers according to one embodiment of the present invention.
3 is an FIB image of plated nanofibers according to one embodiment of the present invention.
4 is an SEM image of a nanofiber according to an embodiment of the present invention.
5 is a SEM image of nanofibers according to an embodiment of the present invention.
6 is an SEM image of nanofibers according to an embodiment of the present invention.
7 is an SEM image of nanofibers according to an embodiment of the present invention.
8 is a TEM image of nanofibers according to another embodiment of the present invention.
9 is an SEM image of nanofibers after being electrospun in accordance with another embodiment of the present invention.
10 is an SEM image of a copper-plated nanofiber according to another embodiment of the present invention.
11 is a graph showing transmittance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.
12 is a graph illustrating sheet resistance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.
13 is a graph showing sheet resistance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.
14 is a graph illustrating heating of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.
15 is a graph showing changes in sheet resistance with respect to folding of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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 terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노섬유의 상태 변화에 대한 개략도이다. 도 1의 (a)는 전기방사로 형성된 나노섬유를 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 나노섬유의 표면에 은이 석출된 상태를 나타낸 것이고, 도 1의 (c)는 구리가 도금된 나노섬유를 나타낸 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a state change of a nanofiber according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 1 (a) shows a nanofiber formed by electrospinning. FIG. 1 (b) shows a state where silver is precipitated on the surface of the nanofiber. FIG. 1 (c) .

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법은 하기와 같은 단계로 수행될 수 있다.As shown in FIG. 1, the nanofiber metal coating method of the present invention can be performed in the following steps.

첫째 단계에서, 유기환원용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조할 수 있다.In the first step, a spinning solution can be prepared by mixing an organic reducing solvent, a metal salt, and a carbon fiber precursor.

여기서, 유기환원용매는, 다이메틸폼아마이드(DMF, dimethylformamide)로 형성될 수 있다. 또한, 금속염은 질산은(AgNO3)일 수 있다. Here, the organic reducing solvent may be formed of dimethylformamide (DMF). In addition, the metal salt may be silver nitrate (AgNO 3 ).

그리고, 탄소섬유전구체는 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)일 수 있다. And, the carbon fiber precursor may be polyacrylonitrile (PAN).

이 때, 탄소섬유전구체는, 방사용액 100중량%에 대하여, 5 내지 20중량%일 수 있다. At this time, the carbon fiber precursor may be 5 to 20% by weight based on 100% by weight of the spinning solution.

방사용액 100중량%에 대하여, 탄소섬유전구체가 5 중량% 미만인 경우, 방사용액 중 탄소섬유전구체의 농도가 충분히 형성되지 못하여, 전기방사의 수행에 의한 나노섬유의 형성 비율이 저하될 수 있다. When the carbon fiber precursor is less than 5% by weight based on 100% by weight of the spinning solution, the concentration of the carbon fiber precursor in the spinning solution can not be sufficiently formed and the formation rate of nanofibers due to electrospinning may be lowered.

그리고, 방사용액 100중량%에 대하여, 탄소섬유전구체가 20 중량% 초과인 경우, 전기방사에 의해 형성된 나노섬유의 굵기 편차가 증가하고, 1㎛ 이상의 직경을 구비하는 탄소섬유의 비율이 증가하여, 나노섬유의 형성 비율이 저하될 수 있다. When the carbon fiber precursor is more than 20% by weight based on 100% by weight of the spinning solution, the thickness variation of the nanofibers formed by electrospinning increases and the proportion of the carbon fibers having diameters of 1 탆 or more increases, The formation ratio of the nanofibers may be lowered.

또한, 금속염은 방사용액 100중량%에 대하여, 1 내지 80중량%일 수 있다. Further, the metal salt may be 1 to 80% by weight based on 100% by weight of the spinning solution.

방사용액 100중량%에 대하여, 질산은(AgNO3)이 1 중량% 미만인 경우, 방사용액 중 은 이온(Ag+)의 농도가 충분히 형성되지 못하여, 나노섬유의 표면에 석출되어 형성되는 은 입자의 양이 감소하여 은 입자를 구비하지 않은 나노섬유의 비율이 증가할 수 있다.When the silver nitrate (AgNO 3 ) content is less than 1% by weight based on 100% by weight of the spinning solution, the concentration of silver (Ag + ) in the spinning solution can not be sufficiently formed and the amount of silver particles precipitated on the surface of the nanofiber And the proportion of nanofibers without silver particles may increase.

그리고, 방사용액 100중량%에 대하여, 질산은(AgNO3)이 80 중량% 초과인 경우, 방사용액 중 은 이온(Ag+)의 농도가 과다하여, 나노섬유의 표면에 석출되어 형성되는 은 입자가 나노섬유에 균등하게 분포되지 못하고, 일부 은 입자가 뭉쳐서 석출되는 현상이 발생할 수 있다. When silver nitrate (AgNO 3 ) is contained in an amount of more than 80% by weight based on 100% by weight of the spinning solution, the concentration of silver (Ag + ) in the spinning solution is excessive and silver particles precipitated on the surface of the nanofiber It is not evenly distributed in the nanofibers, and a phenomenon that a part of the particles are precipitated out may be generated.

둘째 단계에서, 방사용액을 에이징 온도에서 에이징(aging)시킬 수 있다. In the second step, the spinning solution can be aged at the aging temperature.

여기서, 에이징 온도는 유기환원용매의 비점 이하일 수 있다.Here, the aging temperature may be lower than the boiling point of the organic reducing solvent.

에이징 온도가 유기환원용매의 비점 초과인 경우, 용매 내에서 탄소섬유전구체에 의한 나노 파티클이 균일하게 생성 및 분포되지 않을 수 있다. When the aging temperature is higher than the boiling point of the organic reducing solvent, nanoparticles formed by the carbon fiber precursor may not be uniformly generated and distributed in the solvent.

셋째 단계에서, 방사용액을 전기방사하여 나노섬유를 형성할 수 있다. In the third step, the spinning solution can be electrospun to form nanofibers.

여기서, 용매의 환원 효과에 의해 나노섬유의 표면에 금속염에 의한 금속이 석출될 수 있다. 여기서, 금속염에 의한 금속은 은(Ag)일 수 있다.Here, the metal by the metal salt may be precipitated on the surface of the nanofiber by the reducing effect of the solvent. Here, the metal by the metal salt may be silver (Ag).

용매의 환원 효과에 의해 생성되는 은 나노입자를 에이징 시간과 온도에 따라 조절하여, 방사용액을 전기 방사 후 나노섬유에 대한 무전해 도금 시 은 나노입자를 촉매로 사용할 수 있다. The silver nanoparticles produced by the reduction effect of the solvent can be adjusted according to the aging time and temperature, and the nanoparticles can be used as a catalyst when electroless plating the nanofibers after electrospinning the spinning solution.

즉, 은 나노입자의 에이징 시간과 온도에 따라, 나노섬유의 표면에 석출되는 은 나노입자의 양 또는 크기(입자 당 표면적)이 조절될 수 있다.That is, depending on the aging time and temperature of the silver nanoparticles, the amount or size (surface area per particle) of silver nanoparticles deposited on the surface of the nanofibers can be controlled.

여기서, 방사용액은 타겟인 음극에 방사되며, 음극은 롤, 플레이트 또는 니들 타입일 수 있다. Herein, the spinning liquid is radiated to the target cathode, and the cathode may be roll, plate or needle type.

여기서, 타겟이 롤 타입인 경우, 롤의 회전속도는 1000 내지 2000 rpm일 수 있다. Here, when the target is a roll type, the rotation speed of the roll may be 1000 to 2000 rpm.

방사용액이 롤로 방사되는 각을 배향각이라고 하는데, 롤의 회전속도가 1000 내지 2000 rpm인 경우, 배향각이 유지되면서 나노섬유를 형성할 수 있다. 즉, 롤의 회전속도가 1000 rpm 미만이거나 2000 rpm 초과인 경우, 배향각이 일정하지 않은 상태에서 나노섬유가 생성되어 나노섬유의 직경이 균일하게 형성되지 않고, 이에 따라, 구리 도금된 나노섬유로 네트워크(network)를 형성한 후 전압 인가 시, 전기가 통전되지 않을 수 있다. The angle at which the spinning liquid is radiated to the roll is referred to as an orientation angle. When the rotation speed of the roll is 1000 to 2000 rpm, the orientation angle is maintained and the nanofibers can be formed. Namely, when the rotation speed of the roll is less than 1000 rpm or exceeds 2000 rpm, the nanofiber is generated in a state in which the orientation angle is not constant and the diameter of the nanofiber is not uniformly formed, When a voltage is applied after forming a network, electricity may not be conducted.

또는, 방사용액은 전도성 소재로 형성되는 음극 전극에 방사될 수도 있다.Alternatively, the spinning solution may be radiated to a cathode electrode formed of a conductive material.

방사용액이 음극 전극으로 방사되는 경우, 방사용액을 분사하는 시린지(syringe)의 위치 또는 분사각이 변경되면서 방사용액이 음극 전극을 향해 방사될 수 있다.When the spinning solution is radiated to the cathode electrode, the spinning solution may be radiated toward the cathode electrode while changing the position or the spraying angle of the syringe for spraying the spinning solution.

넷째 단계에서, 나노섬유를 무전해 구리 도금 용액에 주입시켜 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행할 수 있다. In the fourth step, the nanofibers can be injected into the electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers.

여기서, 무전해 구리 도금 용액에 나노섬유를 0.05 내지 0.5 g/L로 주입하여 교반할 수 있다. Here, the nanofibers can be injected into the electroless copper plating solution at 0.05 to 0.5 g / L and stirred.

본 발명의 실시 예에서는, 무전해 구리 도금 용액에 나노섬유를 주입한 후 교반한다고 설명하고 있으나, 교반 과정 없이 무전해 구리 도금 용액에 나노섬유를 주입만 할 수도 있다. In the embodiment of the present invention, nanofibers are injected into the electroless copper plating solution and then stirred. However, nanofibers may be injected into the electroless copper plating solution without stirring.

무전해 구리 도금 용액에 나노섬유를 0.5 g/L 미만 또는 0.5 g/L 초과하여 주입하는 경우, 일부 나노섬유에 대해서는 구리 도금이 수행되지 않는 현상이 발생할 수 있다.When nanofibers are injected into the electroless copper plating solution in an amount of less than 0.5 g / L or more than 0.5 g / L, copper plating may not be performed on some nanofibers.

무전해 구리 도금 용액의 제법에 대해서는 공지기술이 존재하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. There is a known technique for the production of the electroless copper plating solution, and thus a detailed description thereof will be omitted.

다섯째 단계에서, 도금된 나노섬유를 건조 온도에서 건조시킬 수 있다. In the fifth step, the plated nanofibers can be dried at the drying temperature.

이 때, 건조 온도는, 10 내지 100도(℃)일 수 있다. In this case, the drying temperature may be 10 to 100 degrees Celsius.

건조 온도가 10도 미만인 경우, 도금된 나노섬유에 대한 건조가 제대로 수행되지 않을 수 있다.If the drying temperature is less than 10 degrees, drying on the plated nanofibers may not be performed properly.

그리고, 건조 온도가 100도 초과인 경우, 급속한 건조로 인해 도금된 구리가 박리되는 현상이 발생할 수 있다. If the drying temperature exceeds 100 ° C., the plated copper may peel off due to rapid drying.

기존의 나노섬유 무전해 도금 방법을 이용하는 경우, 촉매 처리를 위해 나노섬유를 용액에 담그는 과정에서 표면장력에 의해 나노섬유가 절단되는 현상이 빈번할 수 있다. 그리고, 이에 따라, 다른 추가 공정들이 포함되거나 나노섬유을 이용한 제품을 대면적 제조로 양산하기 어려워 상용화가 용이하지 않는 문제가 있다. In the case of using the conventional electroless plating method of nanofibers, the nanofibers may be frequently broken due to the surface tension during immersing the nanofibers in the solution for the catalyst treatment. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to commercialize a product using nanofibers because it is difficult to mass-produce a product using nanofibers or other additional processes.

그러나, 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법을 이용하는 경우, 나노섬유를 용액에 담그는 과정이 생략됨으로써, 나노섬유를 이용한 제품의 대면적 제조가 가능할 수 있다.However, in the case of using the nanofiber metal coating method of the present invention, the process of immersing the nanofibers in a solution is omitted, thereby making it possible to manufacture large-sized products using the nanofibers.

본 발명의 나노섬유 금속코팅방법을 이용하여 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 나노섬유 복합체를 제조할 수 있다. The nanofiber composite material having copper-plated nanofibers can be prepared using the nanofiber metal coating method of the present invention.

이하, 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법에 대한 실시 예를 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the nanofiber metal coating method of the present invention will be described.

[실시 예 1][Example 1]

탄소섬유전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)을 다이메틸폼아마이드(DMF, dimethylformamide)로 형성되는 용매에 10중량%으로 용해하고, 질산은(AgNO3)은 10중량%으로 용해하여 방사용액을 마련하였다. The carbon fiber precursor, polyacrylonitrile (PAN), was dissolved in a solvent composed of dimethylformamide (DMF) in an amount of 10% by weight, silver nitrate (AgNO 3 ) was dissolved in 10% by weight, Respectively.

그리고, 방사용액에 대해 상온(RT, 25℃)에서 30분 동안 에이징을 수행하였다.Aging was carried out for 30 minutes at room temperature (RT, 25 캜) with respect to the spinning solution.

그 후, 방사용액을 20kV의 전기장에서 1500rpm으로 회전하는 롤러를 타켓으로 전기방사하여 나노섬유를 형성하였다. Thereafter, the spinning solution was electrospun with a roller rotating at 1500 rpm in an electric field of 20 kV to form nanofibers.

다음으로, 상품화된 무전해 구리 도금 용액(Macdermid M185A)에 나노섬유를 0.3g/L의 양으로 주입하여 구리 도금을 수행 한 후, 나노섬유가 주입된 무전해 구리 도금 용액을 여과하여 도금된 나노섬유를 획득하고, 상온(RT, 25℃)에서 도금된 나노섬유에 대한 건조를 수행하였다. Next, copper plating was performed by injecting nanofibers into commercialized electroless copper plating solution (Macdermid M185A) in an amount of 0.3 g / L, and then electroless copper plating solution injected with nanofibers was filtered to form plated nano- The fibers were obtained and dried on plated nanofibers at room temperature (RT, 25 캜).

이에 따라, 구리 도금된 나노섬유가 제조되었다. Thus, copper-plated nanofibers were prepared.

도 2및 도 3은 본 발명의 [실시 예 1]에 따라 도금된 나노섬유에 대한 FIB 이미지이다. 2 and 3 are FIB images of plated nanofibers according to [Example 1] of the present invention.

구체적으로, 도 2의 (a)는 상온(RT)에서 10초 건조된 도금된 나노섬유에 대해 FIB(이온현미경)의 배율 x25000과 x1750으로 촬상한 이미지이고, 도 2의 (b)는 상온(RT)에서 1분 건조된 도금된 나노섬유에 대해 FIB(이온현미경)의 배율 x2500과 x250으로 촬상한 이미지이다. 2 (a) is an image of a plated nanofiber dried at room temperature (RT) for 10 seconds at a magnification x 25000 and x 1750 of an FIB (ion microscope), and Fig. 2 (b) RT) at a magnification of x 2500 and x 250 of FIB (ion microscope) for plated nanofibers dried for 1 minute.

그리고, 도 3의 (a)는 상온(RT)에서 5분 건조된 도금된 나노섬유에 대해 FIB(이온현미경)의 배율 x10000과 x2500으로 촬상한 이미지이고, 도 3의 (b)는 상온(RT)에서 10분 건조된 도금된 나노섬유에 대해 FIB(이온현미경)의 배율 x12500과 x2500으로 촬상한 이미지이다.3 (a) is an image of a plated nanofiber dried at room temperature (RT) for 5 minutes at a magnification x10000 and x2500 of FIB (ion microscope), and Fig. 3 (b) ) With a magnification of x12500 and x2500 of FIB (ion microscope) for plated nanofibers dried for 10 minutes.

도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 전기방사(Electrospinning)을 이용하여 촉매가 포함된 나노섬유를 균일하게 분산제작 가능할 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, it is possible to uniformly disperse and manufacture nanofibers containing a catalyst by electrospinning.

도4 내지 도 7은 본 발명의 [실시 예 1]에 따른 나노섬유에 대한 SEM 이미지이다.4 to 7 are SEM images of nanofibers according to [Example 1] of the present invention.

구체적으로, 도 4의 (a)는 구리 도금 전 직경이 0.964 내지 1.1 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이고, 도 4의 (b)는 구리 도금 후 직경이 1.2 내지 1.6 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이다. 도 4의 (a)의 도금 전 나노섬유 직경과 도 4의 (b)의 도금 후 나노섬유 직경 비교에 의해 구리 금속층의 두께가 0.1 내지 0.5 마이크로미터(㎛)로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 4 (a) is an image of a nanofiber formed with a pre-copper plating diameter of 0.964 to 1.1 micrometers (탆), image taken at a magnification x50000 of an SEM (electron microscope), and Fig. 4 (b) Is an image picked up at a magnification x50000 of an SEM (electron microscope) on a nanofiber formed with a diameter of 1.2 to 1.6 micrometers (mu m) after copper plating. It can be confirmed that the thickness of the copper metal layer is formed to 0.1 to 0.5 micrometer (mu m) by comparing the diameter of the pre-plating nanofiber of FIG. 4 (a) and the diameter of the post-plating nanofiber of FIG. 4 (b).

그리고, 도 5의 (a)는 구리 도금 전 직경이 0.696 내지 0.916 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이고, 도 5의 (b)는 구리 도금 후 직경이 1.1 내지 1.16 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이다. 도 5의 (a)의 도금 전 나노섬유 직경과 도 5의 (b)의 도금 후 나노섬유 직경 비교에 의해 구리 금속층의 두께가 0.4 내지 0.65 마이크로미터(㎛)로 형성되는 것을 확인할 수 있다.5 (a) is an image of a nanofiber formed with a copper pre-plating diameter of 0.696 to 0.916 micrometers (탆), image taken at SEM (electron microscope) magnification x50000, and FIG. 5 And an image picked up at a magnification x50000 of an SEM (electron microscope) on a nanofiber formed with a diameter of 1.1 to 1.16 micrometers (mu m) after copper plating. It can be confirmed that the thickness of the copper metal layer is formed in the range of 0.4 to 0.65 micrometer (mu m) by comparing the pre-plating nanofiber diameter in Fig. 5 (a) and the post-plating nanofiber diameter in Fig. 5 (b).

또한, 도 6의 (a)는 구리 도금 전 직경이 0.778 내지 1.03 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x25000으로 촬상한 이미지이고, 도 6의 (b)는 구리 도금 후 직경이 1.53 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이다. 도 6의 (a)의 도금 전 나노섬유 직경과 도 6의 (b)의 도금 후 나노섬유 직경 비교에 의해 구리 금속층의 두께가 0.5 내지 0.76 마이크로미터(㎛)로 형성되는 것을 확인할 수 있다.6 (a) is an image of a nanofiber formed with a pre-copper plating diameter of 0.778 to 1.03 micrometer (占 퐉) at a magnification x25000 of an SEM (electron microscope), and Fig. 6 The image was taken at a magnification x50000 of an SEM (electron microscope) on a nanofiber formed with a diameter of 1.53 micrometers (탆) after copper plating. It can be confirmed that the thickness of the copper metal layer is formed to be 0.5 to 0.76 micrometer (mu m) by comparing the diameter of the pre-plating nanofiber of FIG. 6 (a) with that of the post-plating nanofiber of FIG. 6 (b).

마지막으로, 도 7의 (a)는 구리 도금 전 직경이 0.827 내지 1.26 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x50000으로 촬상한 이미지이고, 도 7의 (b)는 구리 도금 후 직경이 1.32 내지 1.56 마이크로미터(㎛)로 형성되는 나노섬유에 대해 SEM(전자현미경)의 배율 x25000으로 촬상한 이미지이다. 도 7의 (a)의 도금 전 나노섬유 직경과 도 7의 (b)의 도금 후 나노섬유 직경 비교에 의해 구리 금속층의 두께가 0.3 내지 0.5 마이크로미터(㎛)로 형성되는 것을 확인할 수 있다.7 (a) is an image taken at a magnification x50000 of an SEM (electron microscope) for a nanofiber formed with a copper pre-plating diameter of 0.827 to 1.26 micrometers (占 퐉), and FIG. Is an image of a nanofiber formed with a diameter of 1.32 to 1.56 micrometers (占 퐉) after copper plating at a magnification x 25000 of an SEM (electron microscope). It can be confirmed that the thickness of the copper metal layer is formed to 0.3 to 0.5 micrometer (mu m) by comparing the diameter of the pre-plating nanofiber of Fig. 7 (a) with that of the post-plating nanofiber of Fig. 7 (b).

도 4 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 도금된 나노섬유에서 구리 금속층은 0.1 내지 0.76 마이크로미터(㎛)의 두께로 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 4 to 7, in the plated nanofiber, the copper metal layer may be formed to a thickness of 0.1 to 0.76 micrometers (占 퐉).

상기와 같이, 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법을 이용하면, 나노섬유에 대한 금속코팅 공정을 축소시켜 나노섬유 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감시킬 수 있다.As described above, by using the nanofiber metal coating method of the present invention, it is possible to reduce the metal coating process on the nanofibers, simplify the nanofiber manufacturing process, and reduce the manufacturing cost.

그리고, 나노섬유를 용액에 담그는 과정이 생략됨으로써, 다기능 다층 나노섬유(금속코팅 된 나노섬유 또는 금속코팅 되지 않은 나노섬유의 조합)를 형성할 수 있고, 나노섬유를 기판에 전사 후 금속코팅이 가능하여 대면적 연속공정이 가능하며, 열처리 또는 진공공정 등이 요구되지 않는 간편한 공정으로 금속코팅된 나노섬유를 형성할 수 있다.By omitting the process of immersing the nanofibers in a solution, it is possible to form multifunctional multi-layer nanofibers (a combination of metal-coated nanofibers or non-metal-coated nanofibers), transfer the nanofibers to the substrate, And it is possible to form a metal coated nanofiber by a simple process which does not require a heat treatment or a vacuum process.

또한, 금속 도금된 나노섬유를 투명한 기판 상에 형성시켜, 면저항이 낮고 적은 전력에도 고열을 생성하는 투명전극을 제조할 수 있다.In addition, a metal electrode plated nanofiber can be formed on a transparent substrate to produce a transparent electrode that has low sheet resistance and generates high heat even at low electric power.

본 발명의 다른 실시 예로써, 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법을 이용하여 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 투명전극을 제조할 수 있다. As another embodiment of the present invention, a transparent electrode having copper-plated nanofibers can be manufactured using the nanofiber metal coating method of the present invention.

이하, 본 발명의 투명전극 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a transparent electrode according to the present invention will be described.

첫째 단계에서, 유기환원용매로 형성되는 용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조할 수 있다. In the first step, a spinning solution can be prepared by mixing a solvent, a metal salt, and a carbon fiber precursor formed of an organic reducing solvent.

둘째 단계에서, 방사용액을 에이징 온도에서 에이징시킬 수 있다. In the second step, the spinning solution can be aged at the aging temperature.

셋째 단계에서, 방사용액을 기판 상에 전기방사하여 나노섬유를 형성할 수 있다. In the third step, the spinning solution can be electrospun onto the substrate to form nanofibers.

여기서, 기판은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기판은 합성수지, 유리 및 실리콘으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 기판이 상기된 물질로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the substrate may be formed of a transparent material. Specifically, the substrate may be formed of synthetic resin, glass, and silicon. In the embodiments of the present invention, the substrate is formed of the above-described material, but the present invention is not limited thereto.

넷째 단계에서, 나노섬유가 형성된 기판을 무전해 구리 도금 용액에 침지시켜 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행할 수 있다. In the fourth step, the substrate on which the nanofibers are formed can be immersed in an electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers.

다섯째 단계에서, 기판을 건조 온도에서 건조시킬 수 있다. In a fifth step, the substrate can be dried at the drying temperature.

본 발명의 투명전극 제조 방법은, 상기된 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법에 대한 사항과 달리 롤러를 타겟으로 하지 않고 기판을 타겟으로 전기방사를 수행하고, 이와 같이 나노섬유가 형성된 기판을 무전해 구리 도금 용액에 침지시켜 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행할 수 있다. 그리고, 이외의 나머지 사항은 상기된 본 발명의 나노섬유 금속코팅방법에 대한 사항과 동일할 수 있다. The transparent electrode manufacturing method of the present invention is characterized in that unlike the above-described nanofiber metal coating method of the present invention, electrospinning is performed on a substrate as a target without using a roller as a target, It can be immersed in a copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers. The remaining matters may be the same as those of the nanofiber metal coating method of the present invention described above.

[실시 예 2][Example 2]

탄소섬유전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)을 다이메틸폼아마이드(DMF, dimethylformamide)로 형성되는 용매에 8중량%으로 용해하고, 질산은(AgNO3)은 10중량%으로 용해하여 1시간 동안 교반하고 방사용액을 마련하였다. Polyacrylonitrile (PAN), a carbon fiber precursor, was dissolved in a solvent composed of dimethylformamide (DMF) in an amount of 8% by weight, dissolved in 10% by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) Followed by stirring to prepare a spinning solution.

그리고, 방사용액에 대해 상온(RT, 25℃)에서 60분 동안 에이징을 수행하였다.Aging was carried out for 60 minutes at room temperature (RT, 25 캜) with respect to the spinning solution.

그 후, 방사용액을 2.5X2.5cm2의 PC필름(PolyCabonate film)을 타켓으로 10초간 전기방사하여, PC필름 상에 나노섬유를 형성하였다. Thereafter, the spinning solution was subjected to electrospinning for 10 seconds on a 2.5 cm x 2.5 cm 2 PC film (PolyCabonate film) to form nanofibers on the PC film.

다음으로, 상품화된 무전해 구리 도금 용액(Macdermid M185A)에 나노섬유가 형성된 PC필름을 2시간 동안 침지시켜 구리 도금을 수행 한 후, 상온(RT, 25℃)에서 도금된 나노섬유에 대한 건조를 수행하였다. Next, a PC film on which a nanofiber was formed on a commercially available electroless copper plating solution (Macdermid M185A) was immersed for 2 hours to perform copper plating, followed by drying on the plated nanofibers at room temperature (RT, 25 ° C) Respectively.

이에 따라, 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 투명전극이 제조되었다.Thus, a transparent electrode having copper-plated nanofibers was produced.

[실시 예 3][Example 3]

탄소섬유전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)을 다이메틸폼아마이드(DMF, dimethylformamide)로 형성되는 용매에 8중량%으로 용해하고, 질산은(AgNO3)은 10중량%으로 용해하여 1시간 동안 교반하고 방사용액을 마련하였다. Polyacrylonitrile (PAN), a carbon fiber precursor, was dissolved in a solvent composed of dimethylformamide (DMF) in an amount of 8% by weight, dissolved in 10% by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) Followed by stirring to prepare a spinning solution.

그리고, 방사용액에 대해 상온(RT, 25℃)에서 60분 동안 에이징을 수행하였다.Aging was carried out for 60 minutes at room temperature (RT, 25 캜) with respect to the spinning solution.

그 후, 방사용액을 2.5X2.5cm2의 PC필름(PolyCabonate film)을 타켓으로 30초간 전기방사하여, PC필름 상에 나노섬유를 형성하였다. Then, the spinning solution by electrospinning 30 seconds target the PC film (PolyCabonate film) of 2.5X2.5cm 2, thereby forming the nanofibers on a PC film.

다음으로, 상품화된 무전해 구리 도금 용액(Macdermid M185A)에 나노섬유가 형성된 PC필름을 2시간 동안 침지시켜 구리 도금을 수행 한 후, 상온(RT, 25℃)에서 도금된 나노섬유에 대한 건조를 수행하였다. Next, a PC film on which a nanofiber was formed on a commercially available electroless copper plating solution (Macdermid M185A) was immersed for 2 hours to perform copper plating, followed by drying on the plated nanofibers at room temperature (RT, 25 ° C) Respectively.

이에 따라, 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 투명전극이 제조되었다.Thus, a transparent electrode having copper-plated nanofibers was produced.

[실시 예 4][Example 4]

탄소섬유전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)을 다이메틸폼아마이드(DMF, dimethylformamide)로 형성되는 용매에 8중량%으로 용해하고, 질산은(AgNO3)은 10중량%으로 용해하여 1시간 동안 교반하고 방사용액을 마련하였다. Polyacrylonitrile (PAN), a carbon fiber precursor, was dissolved in a solvent composed of dimethylformamide (DMF) in an amount of 8% by weight, dissolved in 10% by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) Followed by stirring to prepare a spinning solution.

그리고, 방사용액에 대해 상온(RT, 25℃)에서 60분 동안 에이징을 수행하였다.Aging was carried out for 60 minutes at room temperature (RT, 25 캜) with respect to the spinning solution.

그 후, 방사용액을 2.5X2.5cm2의 PC필름(PolyCabonate film)을 타켓으로 60초간 전기방사하여, PC필름 상에 나노섬유를 형성하였다. Thereafter, the spinning solution was electrospun for 60 seconds to a 2.5 cm x 2.5 cm 2 PC film (polyCabonate film) to form nanofibers on the PC film.

다음으로, 상품화된 무전해 구리 도금 용액(Macdermid M185A)에 나노섬유가 형성된 PC필름을 2시간 동안 침지시켜 구리 도금을 수행 한 후, 상온(RT, 25℃)에서 도금된 나노섬유에 대한 건조를 수행하였다. Next, a PC film on which a nanofiber was formed on a commercially available electroless copper plating solution (Macdermid M185A) was immersed for 2 hours to perform copper plating, followed by drying on the plated nanofibers at room temperature (RT, 25 ° C) Respectively.

이에 따라, 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 투명전극이 제조되었다.Thus, a transparent electrode having copper-plated nanofibers was produced.

도8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유에 대한 TEM이미지이고, 도9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전기방사된 후 나노섬유에 대한 SEM이미지이다. 그리고, 도10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구리 도금된 나노섬유에 대한 SEM이미지이다.FIG. 8 is a TEM image of nanofibers according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an SEM image of nanofibers after electrospun according to another embodiment of the present invention. 10 is an SEM image of copper-plated nanofibers according to another embodiment of the present invention.

도 8 내지 도 10은 [실시 예 2]의 투명전극에 대한 이미지이다. Figs. 8 to 10 are images of the transparent electrode of [Example 2]. Fig.

도8의 (a)는 100나노미터(nm) 단위로 촬상한 이미지이고, 도8의 (b)는 20나노미터(nm) 단위로 촬상한 이미지이다. 8 (a) is an image taken in 100 nanometers (nm), and FIG. 8 (b) is an image taken in 20 nanometers (nm).

도 8에서 보는 바와 같이, 2.35 내지 3.05 나노미터(nm)의 나노클러스터가 생성되어, 은(Ag) 입자가 전기방사 시 잘 분산되어 나노섬유의 표면에 형성됨을 확인할 수 있다. 이와 같은 은(Ag) 입자는 구리 무전해 도금 시 촉매로 이용될 수 있다. As shown in FIG. 8, nanoparticles of 2.35 to 3.05 nanometers (nm) were generated, and it was confirmed that silver (Ag) particles were well dispersed on the surface of the nanofibers during electrospinning. Such silver (Ag) particles can be used as a catalyst for copper electroless plating.

도9의 (a)는 전기방사된 후 나노섬유에 대해 SEM의 배율 x20000으로 촬상한 이미지이고, 도9의 (b)는 전기방사된 후 나노섬유에 대해 SEM의 배율 x100000으로 촬상한 이미지이다. 9 (a) is an image taken at a magnification x20000 of an SEM with respect to nanofibers after electrospinning, and Fig. 9 (b) is an image obtained at a magnification x100000 of an SEM with respect to nanofibers after electrospinning.

도9에서 보는 바와 같이, [실시 예 2]에 의해 PC 필름 상에 형성된 나노섬유는 직경이 350 내지 400 나노미터(nm)인 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 9, the nanofiber formed on the PC film according to Example 2 has a diameter of 350 to 400 nanometers (nm).

도10의 (a)는 구리 도금된 나노섬유에 대해 SEM의 배율 x20000으로 촬상한 이미지이고, 도10의 (b)는 구리 도금된 나노섬유에 대해 SEM의 배율 x100000으로 촬상한 이미지이다.10 (a) is an image taken at a magnification x20000 of an SEM for a copper-plated nanofiber, and Fig. 10 (b) is an image at a magnification x100000 of an SEM for a copper-plated nanofiber.

도10에서 보는 바와 같이, [실시 예 2]의 투명전극은 직경이 800 내지 910 나노미터(nm)인 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 10, it can be confirmed that the transparent electrode of [Example 2] has copper-plated nanofibers having a diameter of 800 to 910 nanometers (nm).

도9 및 도10에서 보는 바와 같이, 구리 도금된 나노섬유의 직경은, 구리 도금 전 나노섬유의 직경에 비해 2배 이상 증가함을 확인할 수 있고, 이에 따라, 나노섬유 표면에 형성되는 은(Ag) 입자의 촉매 효과가 현저함을 확인할 수 있다.9 and 10, it can be seen that the diameter of the copper-plated nanofibers increases by at least two times the diameter of the pre-copper-coated nanofibers, and thus the silver (Ag ) Particles are remarkably catalytic.

도11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 투과율을 나타낸 그래프이다. 구체적으로, [실시 예 2] 내지 [실시 예 4]의 각각의 투명전극에 있어서, 광의 파장(Wavelength)에 대한 투과율(Transmittance)을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing transmittance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention. Specifically, it is a graph showing the transmittance with respect to the wavelength of light in each of the transparent electrodes of [Example 2] - [Example 4].

도 11에서, a그래프는 [실시 예 2]의 투명전극 투과율을 나타낸 그래프이고, b그래프는 [실시 예 3]의 투명전극 투과율을 나타낸 그래프이며, c그래프는 [실시 예 4]의 투명전극 투과율을 나타낸 그래프이다. 11, a graph is a graph showing the transparent electrode transmittance of [Example 2], a graph b is a graph showing the transparent electrode transmittance of [Example 3], and a graph c is a transparent electrode transmittance of [Example 4] Fig.

도11에서 보는 바와 같이, [실시 예 2]의 투명전극 투과율은 평균적으로 94%로 형성되고, [실시 예 3]의 투명전극 투과율은 평균적으로 70%로 형성되며, [실시 예 4]의 투명전극 투과율은 58%로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 11, the transparent electrode transmittance of [Example 2] was formed to be 94% on average, the transparent electrode transmittance of [Example 3] was formed to be 70% on average, The electrode transmittance may be formed to be 58%.

즉, 방사용액에서 탄소섬유전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN)의 용량을 감소시킴으로써, 투명의 PC필름에 방사용액을 방사하여 PC필름 상에 나노섬유를 형성하고, 나노섬유가 형성된 PC필름을 구리 도금 용액에 침지시켜 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 PC필름을 획득하는 경우, 투과율이 우수한 투명전극이 형성될 수 있다. That is, by decreasing the capacity of the polyacrylonitrile (PAN) as the carbon fiber precursor in the spinning solution, the spinning liquid is spun on the transparent PC film to form the nanofiber on the PC film, and the PC film on which the nanofiber is formed, When a PC film having copper-plated nanofibers is obtained by dipping in a plating solution, a transparent electrode having excellent transmittance can be formed.

도12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 면저항을 나타낸 그래프이고, 도13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 면저항을 나타낸 그래프이다. 여기서, 도12는 [실시 예 3]의 투명전극에 대한 것이고, 도13은 [실시 예 4]의 투명전극에 대한 것이다.FIG. 12 is a graph showing sheet resistance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a graph illustrating sheet resistance of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention. Here, FIG. 12 is for a transparent electrode of [Example 3], and FIG. 13 is for a transparent electrode of [Example 4].

여기서, 그래프에 의한 면저항 측정 계산은 공지된 사항이므로 생략하기로 한다. 면저항의 단위는 AVRRES Ω/sq이다.Here, the calculation of the sheet resistance measurement by the graph is well known and will not be described here. The unit of sheet resistance is AVRRES Ω / sq.

도12의 그래프에서 보는 바와 같이, [실시 예 3]의 투명전극의 면저항은 2.61AVRRES Ω/sq으로 측정될 수 있다. 그리고, 도13의 그래프에서 보는 바와 같이, [실시 예 4]의 투명전극의 면저항은 1AVRRES Ω/sq으로 측정될 수 있다. As shown in the graph of Fig. 12, the sheet resistance of the transparent electrode of [Example 3] can be measured to be 2.61 AVRRES? / Sq. As shown in the graph of Fig. 13, the sheet resistance of the transparent electrode of [Example 4] can be measured at 1AVRRES? / Sq.

그리고, 도14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 가열에 대한 그래프이다. 14 is a graph illustrating heating of the transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.

도14에서, a그래프는 [실시 예 4]의 투명전극에 1V의 전압을 인가하는 경우, 시간(sec)에 따른 [실시 예 4]의 투명전극 온도(Temperature)를 나타낸 것이고, b그래프는 [실시 예 4]의 투명전극에 1.5V의 전압을 인가하는 경우, 시간(sec)에 따른 [실시 예 4]의 투명전극 온도(Temperature)를 나타낸 것이다.In Fig. 14, a graph a shows the transparent electrode temperature (temperature) of Example 4 according to time (sec) when a voltage of 1 V is applied to the transparent electrode of Example 4, and the graph b shows [ (Temperature) of [Example 4] according to time (sec) when a voltage of 1.5 V is applied to the transparent electrode of Example 4.

도14의 a그래프에서 보는 바와 같이, [실시 예 4]의 투명전극에 1V의 전압을 인가하는 경우, 25초 내에 [실시 예 4]의 투명전극 온도가 약 60도(℃)까지 상승하고, 약 200초 동안 1V의 전압이 유지되면 [실시 예 4]의 투명전극 온도가 약 60도(℃)의 온도를 유지함을 확인할 수 있다. 14, when a voltage of 1 V was applied to the transparent electrode of Example 4, the temperature of the transparent electrode of Example 4 rose to about 60 degrees (C) within 25 seconds, When a voltage of 1 V is maintained for about 200 seconds, it can be confirmed that the temperature of the transparent electrode of [Example 4] is maintained at about 60 degrees (C).

도14의 b그래프에서 보는 바와 같이, [실시 예 4]의 투명전극에 1.5V의 전압을 인가하는 경우, 25초 내에 [실시 예 4]의 투명전극 온도가 약 121도(℃)까지 상승하고, 약 75초 동안 1.5V의 전압이 유지되면 [실시 예 4]의 투명전극 온도가 약 121도(℃)의 온도를 유지함을 확인할 수 있다.14, when a voltage of 1.5 V was applied to the transparent electrode of Example 4, the temperature of the transparent electrode of Example 4 rose to about 121 degrees (C) within 25 seconds , And when the voltage of 1.5 V is maintained for about 75 seconds, it can be confirmed that the temperature of the transparent electrode of [Example 4] is maintained at about 121 degrees (C).

상기와 가열 실험은, PC필름으로 형성되는 기판의 특성 상 시간을 짧게 하여 실험되었는데, 기판을 유리(Quartz glass)로 형성하는 경우, 가열 시간을 증대시킬 수 있고, 상당한 고온에서도 실험을 수행할 수 있다. The above-mentioned heating experiment was carried out by shortening the time required for the characteristics of the substrate formed of the PC film. When the substrate is formed of glass (quartz glass), the heating time can be increased and the experiment can be performed at a considerably high temperature have.

도12 내지 도14에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명전극은 가열 성능이 우수하고 면저항이 낮아 적은 양의 전력으로도 고성능의 가열이 가능한 투명전극을 획득할 수 있다. As shown in FIGS. 12 to 14, the transparent electrode according to another embodiment of the present invention can obtain a transparent electrode which is excellent in heating performance and low in sheet resistance, so that a high-performance heating can be performed even with a small amount of electric power.

본 발명의 투명전극은, 투명하면서 히팅이 필요한 곳 특히 차량용 앞 유리에 성에 제거 등에 적용 가능할 수 있다. The transparent electrode of the present invention can be applied to a place where transparency and heating are required, in particular, a windshield for a vehicle, and the like.

도15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나노섬유를 이용한 투명전극의 접힘에 대한 면저항 변화의 그래프이다.15 is a graph showing changes in sheet resistance with respect to folding of a transparent electrode using nanofibers according to another embodiment of the present invention.

도15에서, a그래프는 [실시 예 3]의 투명전극을 접었다 편 횟수(Bending cycle)에 대한 면저항의 변화(ΔR/R)를 나타낸 것이고, b그래프는 ITO(indium tin oxide)소재를 증착한 PC필름인 기존 투명전극을 접었다 편 횟수(Bending cycle)에 대한 면저항의 변화(ΔR/R)를 나타낸 것이다.In FIG. 15, a graph a shows the change in sheet resistance (ΔR / R) versus the number of times the transparent electrode of Example 3 was folded (bending cycle) The change in sheet resistance (ΔR / R) with respect to the bending cycle of a conventional transparent electrode, which is a PC film, is shown.

도15에서 보는 바와 같이, [실시 예 3]의 투명전극의 경우, 접었다 편 횟수가 증가하더라도 면저항의 변화가 일정 수준으로 유지되는 반면, 기존 투명전극의 경우, 접었다 편 횟수가 증가하면, 면저항이 증가함을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 15, in the case of the transparent electrode of [Example 3], the change of the sheet resistance is maintained at a constant level even when the number of times of folding is increased. In the case of the conventional transparent electrode, , Respectively.

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명의 투명전극은 형상 변화에도 면저항의 변화가 일정 수준으로 유지되므로, 웨어러블 디바이스(wearable devices)에 적용 가능할 수 있다. As can be seen from the above, the transparent electrode of the present invention can be applied to wearable devices because the change in sheet resistance is maintained at a constant level even when the shape changes.

구체적으로, 의복에 본 발명의 투명전극을 구비시켜, 적은 전력에도 가열이 수행되는 의복을 제조할 수 있다.Specifically, the transparent electrode of the present invention is provided on the clothes, so that clothes that are heated even at a low electric power can be manufactured.

그리고, 복잡한 형상의 물체에 부착시킬 수도 있다. It can also be attached to an object of complex shape.

결론적으로 전기방사를 이용하여 촉매가 포함된 나노섬유를 균일하게 분산제작 가능할 수 있다. 이는 무전해를 위한 촉매 처리시 대면적일 경우 나노섬유의 약한 강도로 인해 촉매 처리시 끊어짐이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.As a result, it is possible to uniformly disperse the nanofibers containing the catalyst by electrospinning. This can solve the problem that when the catalyst for electroless plating is large, the nanofibers weakly break when the catalyst is treated due to the weak strength of the nanofibers.

이전에는, 대면적 무전해 처리를 위해서는 나노사이즈의 적용이 어렵고 나노섬유의 경우는 투명도의 손실이 크게 발생하여 투명전극으로써의 적용이 어려웠다. Previously, it was difficult to apply nanosize for large area electroless processing, and in the case of nanofibers, loss of transparency largely occurred, making it difficult to apply it as a transparent electrode.

본 발명의 실시 예에 의해서, 전기방사 시 한번에 균일하게 분산된 촉매가 포함된 나노섬유를 제작하여, 투과도가 높고 면저항이 낮은 대면적 전도성 나노섬유 투명전극의 제조가 가능할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a nanofiber transparent electrode having a high transmittance and a low sheet resistance, by preparing a nanofiber including a catalyst uniformly dispersed at one time during electrospinning.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 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. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (14)

i) 유기환원용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계;
ii) 상기 방사용액을 에이징 온도에서 에이징시키는 단계;
iii) 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유를 형성하는 단계;
iv) 상기 나노섬유를 무전해 구리 도금 용액에 주입시켜 상기 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행하는 단계; 및
v) 도금된 상기 나노섬유를 건조 온도에서 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
i) preparing a spinning solution by mixing an organic reducing solvent, a metal salt and a carbon fiber precursor;
ii) aging the spinning solution at an aging temperature;
iii) electrospinning the spinning solution to form nanofibers;
iv) injecting the nanofibers into an electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers; And
and v) drying the plated nanofibers at a drying temperature. The method of coating a nanofiber metal using the metal salt reducing effect.
청구항 1에 있어서,
상기 iii) 단계에서, 상기 용매의 환원 효과에 의해 상기 나노섬유의 표면에 상기 금속염에 의한 금속이 석출되는 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal salt is precipitated on the surface of the nanofiber by the reducing effect of the solvent in the step iii).
청구항 1에 있어서,
상기 탄소섬유전구체는 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile)인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber precursor is polyacrylonitrile (PAN). ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
청구항 3에 있어서,
상기 탄소섬유전구체는, 상기 방사용액 100중량%에 대하여, 5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method of claim 3,
Wherein the carbon fiber precursor is 5 to 20 wt% based on 100 wt% of the spinning solution.
청구항 1에 있어서,
상기 금속염은 상기 방사용액 100중량%에 대하여, 1 내지 80중량%인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal salt is used in an amount of 1 to 80% by weight based on 100% by weight of the spinning solution.
청구항 1에 있어서,
상기 에이징 온도는 상기 유기환원용매의 비점 이하인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aging temperature is lower than the boiling point of the organic reducing solvent.
청구항 1에 있어서,
상기 ii) 단계에서, 상기 방사용액은 타겟인 음극에 방사되며, 상기 음극은 롤, 플레이트 또는 니들 타입인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the spinning solution is radiated to a target negative electrode in the step ii), and the negative electrode is a roll, a plate, or a needle type.
청구항 7에 있어서
상기 롤의 회전속도는 1000 내지 2000 rpm인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
Claim 7
Wherein the rotating speed of the roll is 1000 to 2000 rpm.
청구항 1에 있어서,
상기 ii) 단계에서, 상기 방사용액은 전도성 소재로 형성되는 음극 전극에 방사되는 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the spinning liquid is radiated to a cathode electrode formed of a conductive material in the step ii).
청구항 1에 있어서,
상기 건조 온도는, 10 내지 100도(℃)인 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the drying temperature is in the range of 10 to 100 degrees Celsius.
청구항 1에 있어서,
상기 iv) 단계는, 상기 무전해 구리 도금 용액에 상기 나노섬유를 0.05 내지 0.5 g/L로 주입하여 교반함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 메탈염 환원 효과를 이용한 나노섬유 금속코팅방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step iv) is performed by injecting the nanofibers into the electroless copper plating solution at a rate of 0.05 to 0.5 g / L and stirring the metal nanofibers.
청구항 1 내지 청구항 11 중 선택되는 어느 하나의 항에 의해 제조되어 구리 도금된 나노섬유를 구비하는 나노섬유 복합체.
A nanofiber composite comprising copper-plated nanofibers produced by any one of claims 1 to 11.
i) 유기환원용매, 금속염 및 탄소섬유전구체를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계;
ii) 상기 방사용액을 에이징 온도에서 에이징시키는 단계;
iii) 상기 방사용액을 기판 상에 전기방사하여 나노섬유를 형성하는 단계;
iv) 상기 나노섬유가 형성된 상기 기판을 무전해 구리 도금 용액에 침지시켜 상기 나노섬유에 대한 구리 도금을 수행하는 단계; 및
v) 상기 기판을 건조 온도에서 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조 방법.
i) preparing a spinning solution by mixing an organic reducing solvent, a metal salt and a carbon fiber precursor;
ii) aging the spinning solution at an aging temperature;
iii) electrospinning the spinning solution on a substrate to form nanofibers;
iv) dipping the substrate on which the nanofibers are formed in an electroless copper plating solution to perform copper plating on the nanofibers; And
and v) drying the substrate at a drying temperature.
청구항 13에 있어서,
상기 기판은 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the substrate is made of a transparent material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220027583A (en) 2020-08-27 2022-03-08 선문대학교 산학협력단 Method for manufacturing metal matrix composite(mmc) coating layer having excellent wear resistance and mmc coating layer manufactured thereby
KR20230000897A (en) * 2021-06-25 2023-01-03 나재훈 Apparatus and method of manufacturing nano-copper plane heater element with positive temperature coefficient

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115679688A (en) * 2021-10-20 2023-02-03 广东聚华印刷显示技术有限公司 Composite fiber material, preparation method thereof, electrode and display device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110110643A (en) * 2010-04-01 2011-10-07 경희대학교 산학협력단 Preparation method of electroconductive nanofiber through electrospinning followed by electroless plating
KR20170050164A (en) * 2015-10-29 2017-05-11 한국과학기술원 Metal grid-Silver nanowire mixed transparent electrodes and the preparation method of metal grid using polymeric nanofiber mask

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100557866B1 (en) * 2004-04-28 2006-03-10 한국기계연구원 Process for fabrication of Carbon NanoFiber/Cu composite powder by Electroless Cu plating
KR101201897B1 (en) * 2008-12-12 2012-11-16 한국전자통신연구원 Ultra High Sensitive Gas Sensors Using Semiconductor Oxide Nanofiber and Method for Preparing the Same
KR101417996B1 (en) * 2012-10-08 2014-07-16 한국전기연구원 nano carbon materials having multiple hydrogen bonding motifs for counter electrode in dye sensitized sola cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110110643A (en) * 2010-04-01 2011-10-07 경희대학교 산학협력단 Preparation method of electroconductive nanofiber through electrospinning followed by electroless plating
KR101079775B1 (en) 2010-04-01 2011-11-03 경희대학교 산학협력단 Preparation Method of Electroconductive Nanofiber through Electrospinning followed by Electroless Plating
KR20170050164A (en) * 2015-10-29 2017-05-11 한국과학기술원 Metal grid-Silver nanowire mixed transparent electrodes and the preparation method of metal grid using polymeric nanofiber mask

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220027583A (en) 2020-08-27 2022-03-08 선문대학교 산학협력단 Method for manufacturing metal matrix composite(mmc) coating layer having excellent wear resistance and mmc coating layer manufactured thereby
KR20230000897A (en) * 2021-06-25 2023-01-03 나재훈 Apparatus and method of manufacturing nano-copper plane heater element with positive temperature coefficient

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