KR100761321B1 - High strength conductive film material, high strength conductive film and processing mtehod using that - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt%∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도 및 전도성 특성을 나타내는 액상의 고분자복합물이 되게 구성하여 고강도 전도성필름 제재를 마련하고, 고강도 전도성 필름 제재를 이용하여 고강도 전도성 필름을 제조한다. The present invention provides poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfaramid) using 2-10 wt% of LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide). ) And sulfonated polyaniline (SPAN) are dissolved in a liquid phase, and the solution of the sulfonated polyaniline (SPAN) is mixed at a weight ratio of 30wt% to 75wt% to form a liquid polymer composite exhibiting high strength and conductivity characteristics. A high strength conductive film material is prepared, and a high strength conductive film is manufactured using the high strength conductive film material.

본 발명은 정전기방지, EMI차폐, 센서, 디스플레이에 응용될 수 있다. The present invention can be applied to antistatic, EMI shielding, sensor, display.

고강도, 전도성, 고분자, 필름 High strength, conductive, polymer, film

Description

고강도 전도성필름 제재 및 그를 이용한 고강도 전도성필름과 그 제조방법{HIGH STRENGTH CONDUCTIVE FILM MATERIAL, HIGH STRENGTH CONDUCTIVE FILM AND PROCESSING MTEHOD USING THAT}High-strength conductive film material and high-strength conductive film using the same and manufacturing method thereof {HIGH STRENGTH CONDUCTIVE FILM MATERIAL, HIGH STRENGTH CONDUCTIVE FILM AND PROCESSING MTEHOD USING THAT}

도 1은 전도성 고분자 첨가량에 따른 고강도 전도성 필름의 색깔을 보여주는 도면,1 is a view showing the color of the high-strength conductive film according to the amount of the conductive polymer added,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성 필름에서의 전기변색 특성 곡선도 및 대응 전기변색된 필름을 보여주는 도면.2 is a diagram showing electrochromic property curves and corresponding electrochromic films in a high strength conductive film according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 고강도 전도성필름 및 그를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a high strength conductive film and a method of manufacturing the same.

나노기술의 상업화를 선도할 것으로 보이는 전자산업계에서의 나노전자 개발은 반도체, 디스플레이, 하드디스크 저장, 광전자공학/센서, 마이크로/나노-전자기계적인 시스템(MEMS/NEMS) 등의 여러가지 전자산업 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 그중에서 나노소재를 사용한 폴리머와 전도성 필름은 물론이고 CNT 백라이트 (backlights)와 CNT FED(field emmission displays) 등과 같은 디스플레이 제품들이 향후 수년내로 상업화될 전망이다. The development of nanoelectronics in the electronics industry, which is expected to lead the commercialization of nanotechnology, has been applied in various electronic industries such as semiconductors, displays, hard disk storage, optoelectronics / sensors and micro / nano-electromechanical systems (MEMS / NEMS). It is actively underway. Among them, display products such as CNT backlights and CNT FED (field emmission displays), as well as polymers and conductive films using nanomaterials, are expected to be commercialized in the coming years.

디스플레이 제품 등과 같은 곳에 사용 및 응용되는 전도성 필름은 여러가지 다른 용도로도 개발 및 사용되고 있는 실정이다. 요컨대, 일본국 회사에서는 전도성 필름을 사용하여 구부러지는 2차전지를 개발하였으며, 미국의 3M에서는 전도성 필름을 이용하여 고도의 접착기술과 전도기술을 조합한 전도성 테이프를 개발하여 전자장비에 EMI차폐기로 부착사용하고 있다. Conductive films used and applied in places such as display products have been developed and used for various other purposes. In short, a Japanese company developed a secondary battery that bends using a conductive film, and 3M in the United States has developed a conductive tape that combines high-adhesive and conductive technology using a conductive film to attach it to an electronic device as an EMI shield. I use it.

하지만 이러한 전도성 필름은 나름대로의 장점을 가지고 있지만 기계적인 강도가 높지 않다는 단점이 있다. 그러므로 고강도를 필요로 하는 분야에는 적용하기가 용이하지 않다. However, the conductive film has its advantages, but the disadvantage is that the mechanical strength is not high. Therefore, it is not easy to apply to the field requiring high strength.

미국 듀퐁사에 의해서 개발된 아라미드(aramid)섬유는 '케플라(KEVLAR)'라는 상품명으로 알려져 있으며 방탄조끼를 제작할 수 있을 만큼의 기계적 고강도 특성을 가지고 있지만 전도성은 거의 없다. 상기 케블라의 공식 화학명칭은 폴리(페닐렌설퍼아마이드) (Poly(phenyleneterepthalamide))이다. Aramid fiber, developed by DuPont, USA, is known under the trade name 'KEVLAR', and has high mechanical strength enough to make bulletproof vests, but has little conductivity. The official chemical name of the kevlar is poly (phenyleneterepthalamide).

만일 케블라와 같은 아라미드섬유 정도의 고강도 특성과 전도성 필름의 상기한 유익한 특성을 모두 가진 고강도 전도성필름을 구현한다면 향후 여러분야에서 다양하게 적용되고 응용될 수 있을 것이다. If a high-strength conductive film having both the high strength properties of the aramid fibers such as Kevlar and the above-mentioned beneficial properties of the conductive film is implemented, it may be variously applied and applied in the future.

따라서 본 발명의 목적은 기계적으로 고강도 특성과 함께 전도성도 가지는 고강도 전도성필름 제재, 그를 이용한 고강도 전도성필름 및 그 제조방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-strength conductive film material having a high mechanical strength and conductivity as well as a high-strength conductive film using the same and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 특정 기체를 센싱할 수 있으며 디스플레이용으로 사용할 수 있는 고강도 전도성 필름 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-strength conductive film that can sense a specific gas and can be used for a display and a method of manufacturing the same.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, 2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도 및 전도성 특성을 나타내는 액상의 고분자복합물이 되게 구성하여 고강도 전도성필름 제재를 마련함을 특징으로 한다. In accordance with the above object, the present invention provides a poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfaramid) (Poly (2-cyano-) using 2-10 wt% of LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent. 1,4, phenylene terphalamide) and sulfonated polyaniline (SPAN) are dissolved in a liquid phase, but the solution of the sulfonated polyaniline (SPAN) is mixed in a weight ratio of 30wt% to 75wt% by weight of a liquid phase that exhibits high strength and conductivity characteristics. It is characterized by providing a high-strength conductive film material by configuring to be a polymer composite.

또한 본 발명은, 필름 전체에 걸쳐서 균일한 전도성을 가질 수 있도록 하는 아민계열의 분산제가 포함된 2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도특성 및 전도성특성을 동시에 함유한 액상의 고분자복합물을 조제하고, 상기 액상의 고분자 복합물을 판상에 도포하고 액상 HCl용액을 이용하여 과량의 아민계열 분산제를 제거한 후 건조시킴에 의해 고강도 전도성 필름을 얻음을 특징으로 한다. In addition, the present invention, poly (2-cyano-1, using a 2-10 wt% LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent containing an amine-based dispersant to have a uniform conductivity throughout the film 4, phenylene sulfaramid) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide) and sulfonated polyaniline (SPAN) are dissolved in the liquid phase, the solution of the sulfonated polyaniline (SPAN) is 30wt% ~ 75wt% By mixing in a weight ratio to prepare a liquid polymer composite containing both high strength and conductive properties at the same time, apply the liquid polymer composite on a plate and remove the excess amine-based dispersant using a liquid HCl solution to dry It is characterized by obtaining a high strength conductive film.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 화학식들 및 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 명세서에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the formulas and the accompanying drawings. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

케블라라고 불리워지는 아라미드는 동일 무게 대비해 철보다 5배나 강할만큼의 기계적 고강도를 지니고 가볍고 신축성이 있으며 분해되는 온도도 427∼482℃나 되어 매우 큰 장점을 가지고 있다. 하지만 전도성이 매우 낮고 유기용매에는 용해되지 않고 강황산에만 용해되어 다루기가 매우 어렵다는 단점이 있다. Aramid, called Kevlar, has mechanical strength as high as 5 times stronger than iron for the same weight, and is light and stretchy. However, there is a disadvantage in that the conductivity is very low and is difficult to handle because it is not dissolved in an organic solvent but only dissolved in strong sulfuric acid.

따라서 본 발명의 실시 예에서는 케블라와 유사한 고강도를 가지는 CN-케블라와 전도성을 가지는 전도성 고분자를 결합력이 아주 우수한 수소결합으로 제조하여 고강도성과 전도성을 함께 가진 아라미드형 복합 필름을 구현한다. Therefore, in the embodiment of the present invention, the CN-Kevlar having a high strength similar to Kevlar and the conductive polymer having the conductivity are manufactured by hydrogen bonding having excellent bonding force, thereby implementing an aramid composite film having both high strength and conductivity.

CN-케블라는 일반 케블라의 단점중의 하나인 강황산에만 용해되는 점을 극복한 것으로 극성 유기용매에도 용해가 가능하므로 다루기가 쉬우면서도 케블라만큼의 기계적 고강도성을 가지고 있다.CN-Kevlar overcomes the dissolution of only strong sulfuric acid, which is one of the disadvantages of general Kevlar, and can be dissolved in polar organic solvents, so it is easy to handle and has mechanical strength as high as Kevlar.

CN-케블라의 정식 화학명칭은 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)로서, 오태진씨에 의해서 발명되어 미국특허 출원된 후 1998년 3월 17일자로 발행된 미합중국 특허 제5,728,799호에 "AROMATIC POLYAMIDE, OPTICAL ANISOTROPIC DOPE AND ARTICLES AND PREPARAION FOR THE SAME"라는 발명의 명칭으로 기술내용이 개시되어 있다. The official chemical name of CN-Kevlar is poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfaamide) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide). US Patent No. 5,728,799, issued March 17, 1998, discloses a technical description entitled "AROMATIC POLYAMIDE, OPTICAL ANISOTROPIC DOPE AND ARTICLES AND PREPARAION FOR THE SAME."

CN-케블라는 일반 케블라와 유사하지만 하기 화학식 1에 표시된 바와 같이 CN기가 더 붙어 있다. CN-Kevlar is similar to general Kevlar but has more CN groups as shown in formula (1).

Figure 112006003796825-pat00001
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본 발명의 실시 예에서는 상기와 같은 CN-케블라를 이용하며, 아울러 단순한 유기용매에서도 잘 용해가 될 수 있도록 하는 S03 -기가 포함된 전도성 고분자를 이용한다. In the embodiment of the present invention using the CN-Kevlar as described above, and also using a conductive polymer containing a SO 3 - group to be well dissolved even in a simple organic solvent.

S03 -기가 포함된 전도성 고분자의 일예로는 발명자 A.J. Epstein에 의해서 발명되어 미국특허 출원된 후 1992년 8월 4일자로 특허등록 발행된 미합중국 특허 제5,728,799호 "PROCESS FOR FORMING FIBERS OF SULFONATED POLYANILINE COMPOSITIONS AND USES THEREOF"가 있다. An example of a conductive polymer containing S0 3 - group is U.S. Patent No. 5,728,799, entitled "PROCESS FOR FORMING FIBERS OF SULFONATED POLYANILINE COMPOSITIONS AND," USES THEREOF ".

본 발명의 실시 예에서는 미합중국 특허 제5,728,799호에 개시된 S03 -기가 포함된 전도성 고분자는 술폰화된 폴리아닐린(sulfonated polyaniline: SPAN)을 이용한다. In an embodiment of the present invention, the conductive polymer including the SO 3 - group disclosed in US Pat. No. 5,728,799 uses sulfonated polyaniline (SPAN).

미합중국 특허 제5,728,799호에 기재된 S03 -기가 포함된 전도성 고분자, 즉 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 구조는 하기 화학식 2와 같다. The structure of the conductive polymer including the SO 3 - group described in US Pat. No. 5,728,799, that is, sulfonated polyaniline (SPAN), is represented by the following Chemical Formula 2.

Figure 112006003796825-pat00002
Figure 112006003796825-pat00002

본 발명의 실시 예에서는 상기한 화학식 1과 같은 CN-케블라와 상기한 화학식 2와 같은 S03 -기가 포함된 전도성고분자인 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 결합하여 고강도특성과 전도성특성이 모두 가지는 하기 화학식 3과 같은 화학구조의 고강도 전도성필름 제재를 구현하며, 그 고강도 전도성필름 제재를 이용하여 고강도 전도성필름을 제조한다. In the embodiment of the present invention by combining the sulfonated polyaniline (SPAN), which is a conductive polymer containing a S0 3 - group such as CN-Kevlar as shown in the formula (1) and S0 3 - group described above having both high strength and conductive properties Implementing a high-strength conductive film material of the chemical structure as shown in Formula 3, using the high-strength conductive film material to produce a high-strength conductive film.

Figure 112006003796825-pat00003
Figure 112006003796825-pat00003

화학식 3에서 볼 수 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성필름 제재는 CN-케블라와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)이 강력한 결합형태인 수소결합으로 결합된다.As can be seen in Formula 3, the high-strength conductive film material according to the embodiment of the present invention is combined with hydrogen bonds in which CN-Kevlar and sulfonated polyaniline (SPAN) are strongly bonded.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성필름 제재와 그를 이용한 고강도 전도성필름을 제조하는 방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, a high strength conductive film material and a method of manufacturing the high strength conductive film using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 실시 예에서는 S03 -기가 포함된 전도성 고분자인 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 먼저 제조한다. 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 제조하는 과정은 하기와 같으며, 전기한 미합중국 특허 제5,728,799호에서의 제조방법을 응용했다. In an embodiment of the present invention, sulfonated polyaniline (SPAN), which is a conductive polymer containing a SO 3 - group, is first prepared. The procedure for preparing sulfonated polyaniline (SPAN) was as follows, and the manufacturing method in the aforementioned US Pat. No. 5,728,799 was applied.

먼저 30wt%의 발연황산(fuming sulfuric acid) 60g에 폴리아닐린 염기(emeraldine base) 1.5g을 넣고 약 20℃온도 하에서 자석막대를 이용하여 저으면서 액상 용해시킨다. 액상용해에 의한 술폰화 과정에서 용액의 색깔은 갈적색(brownish red)에서 적청색(reddish blue)으로 변한다. First, 1.5 g of polyaniline base (emeraldine base) is added to 60 g of fuming sulfuric acid of 30 wt%, and dissolved in a liquid state by stirring using a magnet bar at about 20 ° C. In the process of sulfonation by liquid dissolution, the color of the solution changes from brownish red to reddish blue.

3시간 내지 4시간이 지난 후에는 얼음중탕으로 용액의 온도를 10∼20℃를 유지하면서 그 용액을 200ml 메탄올에 천천히 첨가한다. 이렇게 혼합시키는 도중에 녹색분말은 침천이 일어나며, 혼합 후에는 약한 극성 아세톤 100ml를 첨가하여 침전의 양을 증가시키도록 한다. After 3 to 4 hours, the solution is slowly added to 200 ml methanol while maintaining the temperature of the solution in an ice bath at 10 to 20 ° C. During this mixing, the green powder is precipitated, and after mixing, 100 ml of weak polar acetone is added to increase the amount of precipitation.

그 후에는 혼합용액을 물을 사용하여 미세유리필터로 여과한다. 그리고 침전물이 pH=7이 될 때까지 메탄올로 여러번 씻어낸다. 그 다음에는 65℃에서 48시간동안 진공 건조를 행함으로써, 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 제조한다.Thereafter, the mixed solution is filtered through a fine glass filter using water. Then wash several times with methanol until the precipitate reaches pH = 7. The sulfonated polyaniline (SPAN) is then prepared by vacuum drying at 65 ° C. for 48 hours.

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성필름 제재 및 그 고강도 전도성필름을 제조하는 과정에 대해서 구체적으로 설명하면 하기와 같다. Next, the high-strength conductive film material and the process of manufacturing the high-strength conductive film according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저 고강도 전도성필름 제재는 하기와 같은 제법으로 제조된다. First, the high strength conductive film material is manufactured by the following method.

폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)인 CN-케블라는 고체이므로 본 발명의 실시 예에서는 CN-케블라를 고체분말형태로 준비하였다. 그리고 분말형태의 CN-케블라를 액상 용해시킬 수 있는 용매로 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone)를 사용한다. 상기 LiCl/NMP용매는 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)도 액상 용해시킬 수 있음은 물론이다. Since CN- kevlar, poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfaamide) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide)) is a solid, in the embodiment of the present invention, CN- kevlar is in the form of a solid powder. In addition, LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) is used as a solvent to liquid phase dissolve CN-Kevlar in powder form, and the LiCl / NMP solvent can also dissolve sulfonated polyaniline (SPAN) in liquid phase. Of course.

본 발명의 발명자들은 실험을 통해서 CN-케블라 고체분말을 용해시키는데 있어 가장 적절한 LiCl/NMP 비율이 2∼10wt%임을 확인하였으며, 가장 바람직하게는 약 5wt%정도임을 확인하였다. The inventors of the present invention confirmed that the most suitable LiCl / NMP ratio in dissolving the CN-Kevlar solid powder is 2 ~ 10wt%, and most preferably about 5wt% through experiments.

2∼10wt%의, 바람직하게는 5wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone)용매 28.3g에 고체분말의 CN-케블라 CyPPTA(97% H2SO4 고유점도 10.0, 비중 0.12g/dl, 30℃) 0.718g을 넣고 실온에서 기계 젓개로 저어줌으로써 CyPPTA분말은 액상 용해되어 CyPPTA 고분자용액이 된다.28.3 g of 2-10 wt%, preferably 5 wt%, LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent, CN-Kevlar CyPPTA (97% H 2 SO 4 intrinsic viscosity of solid powder 10.0, specific gravity 0.12 g / dl, 30 ° C.) ) 0.718g is added and stirred at room temperature with a mechanical handle to dissolve the CyPPTA powder in liquid form to form a CyPPTA polymer solution.

본 발명의 실시 예에 따라 CN-케블라를 녹이는 용매인 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone)에서, NMP의 화학식은 C5H9N0이고 그 구조는 하기 화학식 4와 같다. 그리고 LiCl은 리튬염화물(lithium chloride)이다. In LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone), which is a solvent for dissolving CN-Kevlar according to an embodiment of the present invention, the chemical formula of NMP is C 5 H 9 N0 and the structure thereof is represented by the following Chemical Formula 4. And LiCl is lithium chloride.

Figure 112006003796825-pat00004
Figure 112006003796825-pat00004

액상의 CyPPTA 고분자용액을 조제한 다음에는 액상의 CyPPTA 고분자용액에 기준비된 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 녹임으로써 SPAN/CyPPTA 고분자 복합물을 조제한다. SPAN/CyPPTA 고분자 복합물은 고강도 전도성필름을 만들기 위한 원료인 고강도 전도성필름 제재이다. After preparing a liquid CyPPTA polymer solution, a SPAN / CyPPTA polymer composite is prepared by dissolving sulfonated polyaniline (SPAN) based on a liquid CyPPTA polymer solution. SPAN / CyPPTA polymer composite is a high strength conductive film material that is a raw material for making high strength conductive films.

상기의 SPAN/CyPPTA 고분자 복합물을 조제하는 방법을 더욱 구체적으로 설명하면 하기와 같다. Hereinafter, a method of preparing the SPAN / CyPPTA polymer composite will be described in more detail.

먼저 액상의 트리에틸아민(triethylamine: TEA)을 준비한다. 트리에틸아민(TEA)은 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 분산시키는 아민계열의 분산제로서, 필름 전체에 걸쳐서 균일한 전도성을 가질 수 있도록 하기 위해 첨가하는 것이다. First, liquid triethylamine (TEA) is prepared. Triethylamine (TEA) is an amine-based dispersant that disperses sulfonated polyaniline (SPAN) and is added to ensure uniform conductivity throughout the film.

그리고는 CN-케블라를 녹인 용매와 동일한 용매인 2∼10wt%(바람직하게는 5wt%정도)의 LiCl/NMP 28.3g에 상기 준비한 액상의 트리에틸아민(TEA) 1.04g를 첨가하여 용매를 만들고 그 용매에 분말상태인 술폰화된 폴리아닐린(SPAN) 0.718g을 넣고 실온에서 자석막대로 저어주어 액상 용해시킴으로써 SPAN고분자 용액을 조제한다. Then, 1.04 g of the liquid triethylamine (TEA) prepared above was added to 28.3 g of LiCl / NMP having 2-10 wt% (preferably about 5 wt%), which is the same solvent as the CN-Kevlar solvent, to prepare a solvent. 0.718 g of sulfonated polyaniline (SPAN) in a solvent is added to the solvent, and stirred at a room temperature with a magnetic rod to prepare a SPAN polymer solution.

그 후 전기 준비한 액상의 CyPPTA 고분자용액에 SPAN고분자 용액을 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합함으로써 SPAN/CyPPTA 고분자 복합물 용액을 제조하게된다. Thereafter, the SPAN / CyPPTA polymer composite solution is prepared by mixing the SPAN polymer solution in a weight ratio of 30 wt% to 75 wt% in the liquid CyPPTA polymer solution.

상기 혼합되는 SPAN고분자 용액의 중량비율에서, SPAN고분자 용액의 중량비율을 75wt%를 초과하여 혼합하게 되면 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고강도 전도성 필름은 부스러지기 쉽게 되며, 그 중량비율을 30wt% 미만으로 혼합하게 되면 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고강도 전도성 필름은 전도성이 떨어지게 된다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 혼합되는 SPAN고분자 용액의 중량비율을 30wt%∼75wt%가 되게 한다. In the weight ratio of the SPAN polymer solution to be mixed, when the weight ratio of the SPAN polymer solution is mixed in excess of 75wt%, the high-strength conductive film prepared according to the embodiment of the present invention is easily broken, the weight ratio of 30wt% If the mixture is less than the high-strength conductive film prepared according to the embodiment of the present invention is less conductive. Therefore, in the embodiment of the present invention, the weight ratio of the mixed SPAN polymer solution is 30wt% to 75wt%.

상기한 바와 같이 SPAN/CyPPTA 고분자 복합물 즉, 고강도 전도성 필름제재를 마련한 후에는 상기 고강도 전도성 필름제재를 이용하여 하기와 같은 과정으로 고강도 전도성 필름을 제조한다. As described above, after preparing the SPAN / CyPPTA polymer composite, that is, the high-strength conductive film material, a high-strength conductive film is manufactured by the following process using the high-strength conductive film material.

SPAN/CyPPTA 고분자 복합물 혼합용액을 유리판상에 300㎛ 틈새(clearance)를 가진 캐스팅 바(casting bar)로 잘 도포한 후, 그 유리판을 즉시 물안에 담궈 넣는는다. 그 후 수분 후 유리판에서 필름을 벗겨낸다.The SPAN / CyPPTA polymer composite solution is well coated on a glass plate with a casting bar having a 300 μm clearance, and the glass plate is immediately immersed in water. After a few minutes, the film is peeled off the glass plate.

상기 벗겨낸 필름에서 과량의 트리에틸아민(TEA)을 제거하기 위해서, 그 필름을 1몰의 액상 HCl용액에 10분 내지 30분정도를 담구었다가 다시 꺼내며, 이러한 과정을 수시간에 걸쳐 반복한다. 그 후 필름을 물로 수세하고 사용하기 전까지 물속에 넣어 보관한다. In order to remove excess triethylamine (TEA) from the peeled film, the film is immersed in 1 mol of liquid HCl solution for 10 to 30 minutes and then taken out again, and the process is repeated over several hours. . The film is then rinsed with water and stored in water until use.

필름을 최종 제작하기 위해서는 물속에서 필름을 꺼내서 직사각형 알루미늄 프레임으로 고정시킨 상태에서 실온 건조하고, 후속하여 오븐에 넣고 105℃온도로 약 한 시간정도 건조시킨다. 건조 후 알루미늄 프레임을 제거하게 되면 본 발명의 실시 예에 따른 고강도특성과 전도성특성을 모두 갖춘 고강도 전도성필름이 얻어진다.To finalize the film, the film was taken out of water and dried at room temperature in a state of being fixed with a rectangular aluminum frame, and subsequently placed in an oven and dried at 105 ° C. for about an hour. When the aluminum frame is removed after drying, a high-strength conductive film having both high-strength characteristics and conductive characteristics according to an embodiment of the present invention is obtained.

상기와 같은 제조된 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성 필름은 하기와 같은 특징이 있다. The high strength conductive film according to the embodiment of the present invention manufactured as described above has the following characteristics.

(1) 전도율: 10-2 Scm-1 ∼ 0.2-2 Scm-1 (1) conductivity: 10 -2 Scm -1 ~ 0.2 -2 Scm -1

(2) 전기활성도(electroactivity) 있음: CV(Cycle Voltammetry)장비로 측정확인 하였슴. (2) Electroactivity: Measured by CV (Cycle Voltammetry).

(3) 암모니아를 센싱 가능함.(3) Ammonia can be sensed.

(4) 전기변색 특성을 가짐. (4) Has electrochromic properties.

고강도 전도성 필름이 암모니아에 노출이 되면 고강도 전도성 필름은 다른 색으로 변하게 되므로, 화학센서 역할에도 응용할 수 있다. When the high-strength conductive film is exposed to ammonia, the high-strength conductive film turns into a different color, and thus can be applied to a chemical sensor.

본 발명의 실시 예에서는 고강도 전도성 필름이 전도성고분자 특성이 포함되어 있는지를 확인하기 위하여 SPAN고분자 용액의 중량비율을 다르게 한후 필름의 두께를 상기 제조된 300㎛ 두께보다 훨씬 얇은 50㎛가 되게 제조하여 보았다. 그 결과 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성 필름은 전도성 고분자의 양에 따른 필름색깔이 다르게 나타남을 확인하였는데, 이는 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 특성을 그대로 가지고 있음을 증명하는 것이다. 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)은 그 비율에 따라 색깔이 변한다. In the embodiment of the present invention, in order to confirm that the high-strength conductive film contains conductive polymer properties, the weight ratio of the SPAN polymer solution was changed to be 50 μm, which is much thinner than the prepared 300 μm thickness. . As a result, it was confirmed that the high-strength conductive film according to the embodiment of the present invention had a different color of the film according to the amount of the conductive polymer, which proves that the sulfonated polyaniline (SPAN) has the same characteristics. Sulfonated polyaniline (SPAN) changes color in proportion.

도 1은 전도성 고분자 첨가량에 따른 고강도 전도성 필름의 색깔을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing the color of the high-strength conductive film according to the amount of the conductive polymer added.

도 1에서, (a)는 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 30wt% 첨가하였을 때의 본 발명의 고강도 전도성필름의 광학 이미지로서 연한 녹색(light green)의 광학 이미지를 나타내었으며, (b)는 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 50wt% 첨가하였을 때의 본 발명의 고강도 전도성필름의 광학 이미지로서 진한 녹색(thick green)의 광학 이미지를 나타낸다. In FIG. 1, (a) shows an optical image of light green as an optical image of the high-strength conductive film of the present invention when 30 wt% of sulfonated polyaniline (SPAN) is added, and (b) shows A thick green optical image is shown as an optical image of the high-strength conductive film of the present invention when 50 wt% of fonned polyaniline (SPAN) is added.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성필름은 전도성 고분자가 잘 혼합되었음을 확인할 수 있다. As described above, the high-strength conductive film according to the embodiment of the present invention can confirm that the conductive polymer is well mixed.

또한 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 고강도 전도성 필름은 전압 레벨에 따라서도 서로 다른 전기색도(elctrochroma)를 나타내는 전기변색특성을 가지므로, 디스플레이장치에도 응용할 수 있다. In addition, the high-strength conductive film prepared according to the embodiment of the present invention has electrochromic properties showing different electrochromic colors (elctrochroma) according to the voltage level, and thus can be applied to a display device.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성 필름에서의 전기변색 특성 곡선도 및 대응 전기변색된 필름을 보여주는 도면이다. 2 is a diagram showing an electrochromic characteristic curve and a corresponding electrochromic film in a high-strength conductive film according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 고강도 전도성 필름은, 전압 레벨에 따라서 블루(blue) - 바이올릿 블루(violit blue) - 블루 그린(blue green) - 라이트 그린(light green) - 다크그린(dark green)으로 변색 가능하다. As shown in FIG. 2, the high-strength conductive film according to an exemplary embodiment of the present invention may include blue-violet blue-blue green-light green-depending on the voltage level. It is possible to change color to dark green.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다. In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the equivalent of claims and claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 기계적으로 고강도 특성과 함께 전도성도 가지는 고강도 전도성 필름을 구현할 수 있었으며, 여러분야에 다양하게 응용할 수 있다. As described above, the present invention could mechanically implement a high-strength conductive film having high strength and conductivity as well, and may be variously applied to all of you.

Claims (5)

2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도 및 전도성 특성을 나타내는 액상의 고분자복합물이 되게 구성함을 특징으로 하는 고강도 전도성필름 제재. Sulfonation with Poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfaamide) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide) using 2-10 wt% of LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent Dissolving the polyaniline (SPAN) in a liquid phase, and mixing the sulfonated polyaniline (SPAN) in a weight ratio of 30wt% to 75wt% to form a liquid polymer composite exhibiting high strength and conductivity characteristics. High strength conductive film material. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고분자복합물에는 필름 전체에 걸쳐서 균일한 전도성을 가질 수 있도록 하는 아민계열의 분산제가 더 첨가되어 구성함을 특징으로 하는 고강도 전도성 필름 제재.The polymer composite is a high-strength conductive film material, characterized in that the amine-based dispersant is further added to the polymer composite to have a uniform conductivity throughout the film. 필름 전체에 걸쳐서 균일한 전도성을 가질 수 있도록 하는 아민계열의 분산제가 포함된 2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도특성 및 전도성특성을 동시에 함유한 액상의 고분자복합물을 조제하고, 상기 액상의 고분자 복합물을 판상에 도포하고 액상 HCl용액을 이용하여 과량의 아민계열 분산제를 제거한 후 건조시킴에 의해 얻어짐을 특징으로 하는 고강도 전도성 필름. Poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfa) using 2-10 wt% of LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent containing an amine-based dispersant to ensure uniform conductivity throughout the film Aramid) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide) and sulfonated polyaniline (SPAN) are dissolved in the liquid phase, so that the solution of the sulfonated polyaniline (SPAN) is mixed in a weight ratio of 30wt% to 75wt% By preparing a liquid polymer composite containing both high-strength and conductive properties at the same time, applying the liquid polymer composite onto a plate and removing excess amine-based dispersant using a liquid HCl solution, followed by drying. High strength conductive film. 제3항에 있어서, 상기 고강도 전도성 필름은 하기와 같은 구조를 가짐을 특징으로 하는 고강도 전도성 필름. The high strength conductive film of claim 3, wherein the high strength conductive film has a structure as follows.
Figure 112006003796825-pat00005
Figure 112006003796825-pat00005
 필름 전체에 걸쳐서 균일한 전도성을 가질 수 있도록 하는 아민계열의 분산제가 포함된 2∼10wt%의 LiCl/NMP(N-methylpyrrolidone) 용매를 이용하여 폴리(2-시아노-1,4,페닐렌 설파아라미드) (Poly(2-cyano-1,4,phenylene terphalamide)와 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)을 액상 용해시키되, 상기 술폰화된 폴리아닐린(SPAN)의 용액이 30wt% ∼75wt% 중량비율로 혼합되게 함으로써 고강도특성 및 전도성특성을 동시에 함유한 액상의 고분자복합물을 조제하고, 상기 액상의 고분자 복합물을 판상에 도포하고 액상 HCl용액을 이용하여 과량의 아민계열 분산제를 제거한 후 건조시킴에 의해 고강도 및 전도성 특성을 나타내는 필름을 얻음을 특징으로 하는 고강도 전도성 필름 제조방법. Poly (2-cyano-1,4, phenylene sulfa) using 2-10 wt% of LiCl / NMP (N-methylpyrrolidone) solvent containing an amine-based dispersant to ensure uniform conductivity throughout the film Aramid) (Poly (2-cyano-1,4, phenylene terphalamide) and sulfonated polyaniline (SPAN) are dissolved in the liquid phase, so that the solution of the sulfonated polyaniline (SPAN) is mixed in a weight ratio of 30wt% to 75wt% Thereby preparing a liquid polymer composite containing both high strength and conductivity properties, applying the liquid polymer composite onto a plate and removing excess amine-based dispersant using a liquid HCl solution, followed by drying, Method for producing a high strength conductive film, characterized in that to obtain a film showing.
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