KR20230087753A - Piezoelectric member and manufacturing method for the same - Google Patents
Piezoelectric member and manufacturing method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230087753A KR20230087753A KR1020210176266A KR20210176266A KR20230087753A KR 20230087753 A KR20230087753 A KR 20230087753A KR 1020210176266 A KR1020210176266 A KR 1020210176266A KR 20210176266 A KR20210176266 A KR 20210176266A KR 20230087753 A KR20230087753 A KR 20230087753A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piezoelectric
- polymer resin
- ionic liquid
- manufacturing
- parts
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims abstract description 46
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical group CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 13
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 208000030151 polycystic kidney disease 3 with or without polycystic liver disease Diseases 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
- H10N30/098—Forming organic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/43—Compounds containing sulfur bound to nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/14—Homopolymers or copolymers of vinyl fluoride
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2047—Membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 압전체 및 압전체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법은, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계; 및 상기 고분자 수지 용액으로 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 고분자 수지 용액은 압전고분자 수지, 용매 및 이온성 액체를 포함한다 .The present invention relates to a piezoelectric body and a method for manufacturing the piezoelectric body.
A method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention includes preparing a polymer resin solution; and preparing a molded body from the polymer resin solution, wherein the polymer resin solution includes a piezoelectric polymer resin, a solvent, and an ionic liquid.
Description
본 발명은 이온성 액체를 포함하는 압전체 및 압전체의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric body containing an ionic liquid and a method for manufacturing the piezoelectric body.
압전체는 힘 또는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하거나, 전기 에너지를 진동 또는 변형에 필요한 에너지로 변환하는 소자이다. 이를 각각 압전 효과 및 역압전 효과라 한다. 이러한 압전체는 외부의 힘이나 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 에너지 하베스팅 장치로 사용되거나, 심전도나 근전도 등 신체 활동을 검출하는 센서로 사용되거나, 전기 에너지를 이용하여 소리를 생성하는 마이크로 스피커로 사용되고 있다. 선행기술문헌 중 한국 등록특허 제10-1784736호는 PVDF 필름을 이용한 압전 센서를 개시한다.A piezoelectric body is an element that converts force or vibration energy into electrical energy, or converts electrical energy into energy required for vibration or deformation. These are called the piezoelectric effect and the inverse piezoelectric effect, respectively. These piezoelectric materials are used as energy harvesting devices that produce electrical energy using external force or vibration, as sensors that detect physical activity such as electrocardiograms or electromyograms, or as micro-speakers that generate sound using electrical energy. It is being used. Among prior art documents, Korean Patent Registration No. 10-1784736 discloses a piezoelectric sensor using a PVDF film.
한편, 스마트폰의 보급으로 박막형 스피커에 대한 시장의 수요가 증가하고 있다. 압전 필름 스피커는 전기를 인가하는 경우 압전 물질의 형상 및 부피 등이 변형되고, 이로 인하여 진동을 발생함으로써 소리를 발생하는 장치이다. Meanwhile, with the spread of smart phones, market demand for thin-film speakers is increasing. A piezoelectric film speaker is a device that generates sound by generating vibrations in which the shape and volume of a piezoelectric material are deformed when electricity is applied thereto.
선행기술문헌인 한국공개특허 제10-2010-0096869호에는 압전플라스틱 필름의 양쪽에 음이온 계면활성제를 도펀트로 사용한 전도성고분자막을 형성하여 필름 스피커를 제조하는 기술을 제공하며, 이를 통해 높은 전기전도성, 투명성, 높은 내구성 등의 효과를 얻고자 하고 있다. Korean Patent Publication No. 10-2010-0096869, a prior art document, provides a technology for manufacturing a film speaker by forming a conductive polymer film using an anionic surfactant as a dopant on both sides of a piezoelectric plastic film, thereby providing high electrical conductivity and transparency. , to obtain effects such as high durability.
본 발명은 유연성 및 신축성을 갖는 압전체 및 그 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a piezoelectric body having flexibility and stretchability and a manufacturing method thereof.
또한, 압전 효과가 우수하다. In addition, the piezoelectric effect is excellent.
또한, 압전체 제조 시 가공성이 우수하다. In addition, it has excellent processability when manufacturing a piezoelectric body.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법은, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계; 및 상기 고분자 수지 용액으로 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 고분자 수지 용액은 압전고분자 수지, 용매 및 이온성 액체를 포함한다 .A method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention includes preparing a polymer resin solution; and preparing a molded body from the polymer resin solution, wherein the polymer resin solution includes a piezoelectric polymer resin, a solvent, and an ionic liquid.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부일 수 있다.The amount of the ionic liquid may be 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 100 내지 200 중량부일 수 있다.The amount of the ionic liquid may be 100 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
상기 압전고분자 수지는 PVDF-TrFE일 수 있다.The piezoelectric polymer resin may be PVDF-TrFE.
상기 이온성 액체는 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide일 수 있다.The ionic liquid may be 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide.
상기 용매는 Methyl Ethyl Ketone일 수 있다.The solvent may be methyl ethyl ketone.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전체는 압전고분자 수지 및 이온성 액체를 포함한다. A piezoelectric body according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부일 수 있다.The amount of the ionic liquid may be 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
상기 압전체의 d33은 2.9 내지 3.6일 수 있다.d 33 of the piezoelectric body may be 2.9 to 3.6.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전소자는, 압전고분자층; 및 상기 압전고분자층에 연결된 제1전도층 및 제2전도층을 포함하고, 상기 압전고분자층은 압전고분자 수지 및 이온성 액체를 포함한다. A piezoelectric element according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric polymer layer; and a first conductive layer and a second conductive layer connected to the piezoelectric polymer layer, wherein the piezoelectric polymer layer includes a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전체 및 그 제조방법은 유연성 및 신축성을 갖는 압전체를 제공할 수 있다.A piezoelectric body and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention may provide a piezoelectric body having flexibility and stretchability.
또한, 압전 효과가 우수하다. In addition, the piezoelectric effect is excellent.
또한, 압전체 제조 시 가공성이 우수하다. In addition, it has excellent processability when manufacturing a piezoelectric body.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법을 도시한 것이다.
도 3은 d33 측정 결과이다.
도 4는 유전율 측정 결과이다.1 is a flowchart of a method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a method of manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention.
3 is a d 33 measurement result.
4 is a dielectric constant measurement result.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and actions. In addition, "include" a component in the entire specification means that other components may be further included without excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법을 도시한 것이다. 1 is a flow chart of a method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 압전체의 제조방법은, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계; 및 상기 고분자 수지 용액으로 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 고분자 수지 용액은 압전고분자 수지, 용매 및 이온성 액체를 포함한다 .1 and 2, a method for manufacturing a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention includes preparing a polymer resin solution; and preparing a molded body from the polymer resin solution, wherein the polymer resin solution includes a piezoelectric polymer resin, a solvent, and an ionic liquid.
상기 압전고분자 수지는 경화시 압전효과를 갖는 것일 수 있다. 상기 고분자 수지는 PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TeFE 및 TGS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 고분자 수지에 PZT 또는 실리콘 고무 등을 첨가한 복합 수지일 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 압전고분자 수지는 상기 압전고분자 수지는 PVDF-TrFE일 수 있다. PVDF-TrFE는 Polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene이며, 아래의 화학식1로 표현될 수 있다. 상기 압전고분자 수지를 PVDF-TrFE로 특정함으로써 가장 우수한 압전 성능을 나타낼 수 있다.The piezoelectric polymer resin may have a piezoelectric effect when cured. The polymer resin may include at least one of PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TeFE, and TGS, and may be a composite resin obtained by adding PZT or silicone rubber to the polymer resin. More preferably, the piezoelectric polymer resin may be PVDF-TrFE. PVDF-TrFE is Polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene and can be represented by
[화학식1][Formula 1]
(n 및 m은 정수임.)(n and m are integers.)
상기 이온성 액체(ionic liquid)는 일반적으로 100 ℃이하의 온도에서 비휘발성 액체 상태로 유지되면서 이온 및 전자의 이동을 향상할 수 있는 물질이다. 기존의 압전체와 달리 이온성 액체를 더 첨가함으로써 물리적 가교를 형성할 수 있어 신축성있는 겔 형상의 압전체를 제조할 수 있다. 상기 이온성 액체는 다양한 것이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfony)imide(EMIM-TFSI)를 사용할 수 있다. 이와 같이 이온성 액체를 한정함으로써 압전 성능을 높게 유지할 수 있다. 상기 EMIM-TFSI는 아래의 화학식2로 표현될 수 있다. The ionic liquid is generally a material capable of enhancing the movement of ions and electrons while maintaining a non-volatile liquid state at a temperature of 100 °C or less. Unlike conventional piezoelectric materials, physical cross-linking can be formed by further adding an ionic liquid, so that a stretchable gel-like piezoelectric material can be manufactured. Various ionic liquids may be used, but 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfony) imide (EMIM-TFSI) may be preferably used. By confining the ionic liquid in this way, the piezoelectric performance can be kept high. The EMIM-TFSI may be represented by Formula 2 below.
[화학식2][Formula 2]
상기 용매는 상기 고분자 수지가 용해할 수 있는 것으로 유기 용매일 수 있으며, 바람직하게는 Methyl Ethyl Ketone(MEK)일 수 있다. The solvent may be an organic solvent capable of dissolving the polymer resin, and preferably may be methyl ethyl ketone (MEK).
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부, 바람직하게는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 250 중량부, 보다 바람직하게는 90 내지 110 중량부일 수 있다. 상기 이온성 액체의 함량이 너무 높으면 압전 성능이 오히려 감소하고 유전상수가 증가하는 문제가 있으며, 이온성 액체의 함량이 낮으면 압전 성능이 열악한 문제가 있다. The amount of the ionic liquid may be 20 to 250 parts by weight, preferably 50 to 250 parts by weight, more preferably 90 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer resin. If the content of the ionic liquid is too high, piezoelectric performance decreases and the dielectric constant increases, and if the content of the ionic liquid is low, piezoelectric performance deteriorates.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전체는 앞서 설명한 제조방법에 의해 제조된 것으로, 압전고분자 수지 및 이온성 액체를 포함한다. 상기 압전고분자 수지 및 이온성 액체는 앞서 설명한 것과 동일한 것일 수 있다.A piezoelectric body according to an embodiment of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method, and includes a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid. The piezoelectric polymer resin and the ionic liquid may be the same as those described above.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부, 바람직하게는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 250 중량부, 보다 바람직하게는 90 내지 110 중량부일 수 있다. 또한, d33 메터를 이용하여 측정한 상기 압전체의 d33은 2.9 내지 3.6일 수 있다.The amount of the ionic liquid may be 20 to 250 parts by weight, preferably 50 to 250 parts by weight, more preferably 90 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer resin. Also, d 33 of the piezoelectric material measured using a d 33 meter may be 2.9 to 3.6.
본 발명의 실시 예를 따르는 압전소자는, 압전고분자층; 및 상기 압전고분자층에 연결된 제1전도층 및 제2전도층을 포함하고, 상기 압전고분자층은 압전고분자 수지 및 이온성 액체를 포함한다. A piezoelectric element according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric polymer layer; and a first conductive layer and a second conductive layer connected to the piezoelectric polymer layer, wherein the piezoelectric polymer layer includes a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid.
상기 압전고분자층은 앞서 설명한 압전체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 압전고분자 수지 및 이온성 액체는 앞서 설명한 것과 동일한 것일 수 있다.The piezoelectric polymer layer may include the piezoelectric material described above. In addition, the piezoelectric polymer resin and the ionic liquid may be the same as those described above.
여기서, 상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부, 바람직하게는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 250 중량부, 보다 바람직하게는 90 내지 110 중량부일 수 있다. 또한, d33 메터를 이용하여 측정한 상기 압전고분자층의 d33은 2.9 내지 3.6일 수 있다.Here, the content of the ionic liquid may be 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin, preferably 50 to 250 parts by weight, more preferably 90 to 110 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin. there is. In addition, d 33 of the piezoelectric polymer layer measured using a d 33 meter may be 2.9 to 3.6.
상기 제1전도층 및 제2전도층은 도전성을 가진 재료를 포함할 수 있으며, 상기 압전고분자층에 전압을 인가하여 역압전현상을 발생하도록 하거나, 상기 압전고분자층에서 발생한 전류가 이동하도록 한다. 상기 제1전도층 및 제2전도층은 전도성 고분자 또는 금속을 포함할 수 있다. 상기 제1전도층 및 제2전도층의 형상 및 재료는 특별히 제한하지 않으며 해당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 것을 적용할 수 있다. The first conductive layer and the second conductive layer may include a conductive material, and a reverse piezoelectric phenomenon occurs by applying a voltage to the piezoelectric polymer layer, or a current generated in the piezoelectric polymer layer moves. The first conductive layer and the second conductive layer may include a conductive polymer or metal. The shape and material of the first conductive layer and the second conductive layer are not particularly limited, and those commonly used in the related art may be applied.
제조 예: 압전체의 제조Manufacturing Example: Manufacturing of Piezoelectric Materials
실시 예1Example 1
PVDF-TrFE 0.7180g 및 EMIMTFSI 0.3590g을 메틸 에틸 케톤 15ml에 혼합하여 상온에서 4hr 동안 교반하여 혼합하였다. 이후 상기 용액을 페트리 디쉬에 붓고 80℃에서 4hr 동안 건조한 후 120℃에서 4hr 동안 열처리 후 압전체를 제조하였다.0.7180 g of PVDF-TrFE and 0.3590 g of EMIMTFSI were mixed with 15 ml of methyl ethyl ketone and mixed by stirring at room temperature for 4 hr. Thereafter, the solution was poured into a Petri dish, dried at 80° C. for 4 hr, and heat-treated at 120° C. for 4 hr to prepare a piezoelectric body.
실시 예2Example 2
PVDF-TrFE 0.5236g 및 EMIMTFSI 0.5236g을 메틸 에틸 케톤 15ml에 혼합한 것을 제외하고 실시 예1과 동일하게 제조하였다. It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.5236 g of PVDF-TrFE and 0.5236 g of EMIMTFSI were mixed in 15 ml of methyl ethyl ketone.
실시 예3Example 3
PVDF-TrFE 0.3397g 및 EMIMTFSI 0.6793g을 메틸 에틸 케톤 15ml에 혼합한 것을 제외하고 실시 예1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.3397 g of PVDF-TrFE and 0.6793 g of EMIMTFSI were mixed in 15 ml of methyl ethyl ketone.
비교 예1Comparison example 1
EMIMTFSI를 첨가하지 않고 PVDF-TrFE 1.1419g을 메틸 에틸 케톤 15ml에 혼합한 것을 제외하고 실시 예1과 동일하게 제조하였다. It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.1419 g of PVDF-TrFE was mixed with 15 ml of methyl ethyl ketone without adding EMIMTFSI.
실험 예: dExperimental Example: d 3333 측정 measurement
d33 메터(Poly k, PKD3-1000)를 이용하여 2N 조건에서 실시 예1 내지 3 및 비교 예1의 d33을 측정하였다. 도 3은 d33의 측정결과이다. d 33 of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was measured under 2N conditions using a d 33 meter (Poly k, PKD3-1000). 3 is a measurement result of d 33 .
도 3을 참조하면, 이온성 액체를 첨가한 실시 예에서 d33이 보다 높은 것을 알 수 있으며, 특히 실시 예2 및 3에서 3.0을 초과하는 것을 알 수 있다. 실시 예3의 경우 가소화가 많이 진행되어 오히려 d33이 감소한 것으로 예상된다.Referring to FIG. 3, it can be seen that d 33 is higher in the example in which the ionic liquid is added, and in particular, in Examples 2 and 3, it can be seen that it exceeds 3.0. In the case of Example 3, it is expected that d 33 is rather reduced due to a lot of plasticization.
실험 예: 유전율 측정Experimental Example: Permittivity Measurement
임피던스 분석기(Impedance/gain-phase analyzer, SI 1260, Solartron 및 Dielectric interface, SI 1296, Solartron Analytical Co.)를 사용하였고, Electrode diameter 10mm, 1 Hz to 1 MHz, 2V, 상온 조건에서 실시 예1 내지 3 및 비교 예1의 유전율을 측정하였다. 도 4는 유전율의 측정결과이다. Impedance / gain-phase analyzer (Impedance / gain-phase analyzer, SI 1260, Solartron and Dielectric interface, SI 1296, Solartron Analytical Co.) was used, Electrode diameter 10mm, 1 Hz to 1 MHz, 2V, Examples 1 to 3 at room temperature and the permittivity of Comparative Example 1 was measured. 4 is a measurement result of permittivity.
도 4를 참조하면, 이온성 액체를 압전고분자 수지 100 중량부에 대하여 200 중량부를 첨가한 실시 예3에서 유전율이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the dielectric constant increases rapidly in Example 3 in which 200 parts by weight of the ionic liquid is added based on 100 parts by weight of the piezoelectric polymer resin.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. The present invention is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various forms of substitution, modification, and change will be possible by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, which also falls within the scope of the present invention. something to do.
Claims (15)
상기 고분자 수지 용액으로 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 고분자 수지 용액은 압전고분자 수지, 용매 및 이온성 액체를 포함하는,
압전체의 제조방법.
preparing a polymer resin solution; and
Including; preparing a molded body from the polymer resin solution,
The polymer resin solution includes a piezoelectric polymer resin, a solvent and an ionic liquid,
Manufacturing method of piezoelectric body.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부인,
압전체의 제조방법.
According to claim 1,
The content of the ionic liquid is 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin,
Manufacturing method of piezoelectric body.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 250 중량부인,
압전체의 제조방법.
According to claim 1,
The content of the ionic liquid is 50 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin,
Manufacturing method of piezoelectric body.
상기 압전고분자 수지는 PVDF-TrFE인,
압전체의 제조방법.
According to claim 1,
The piezoelectric polymer resin is PVDF-TrFE,
Manufacturing method of piezoelectric body.
상기 이온성 액체는 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide인,
압전체의 제조방법.
According to claim 1,
The ionic liquid is 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide,
Manufacturing method of piezoelectric body.
상기 용매는 Methyl Ethyl Ketone인,
압전체의 제조방법.
According to claim 1,
The solvent is Methyl Ethyl Ketone,
Manufacturing method of piezoelectric body.
압전체.
Containing a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid,
piezoelectric body.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부인,
압전체.
According to claim 7,
The content of the ionic liquid is 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin,
piezoelectric body.
상기 압전체의 d33은 2.9 내지 3.6인,
압전체.
According to claim 7,
d 33 of the piezoelectric body is 2.9 to 3.6;
piezoelectric body.
상기 압전고분자 수지는 PVDF-TrFE인,
압전체.
According to claim 7,
The piezoelectric polymer resin is PVDF-TrFE,
piezoelectric body.
상기 이온성 액체는 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide인,
압전체.
According to claim 7,
The ionic liquid is 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide,
piezoelectric body.
상기 압전고분자층에 연결된 제1전도층 및 제2전도층을 포함하고,
상기 압전고분자층은 압전고분자 수지 및 이온성 액체를 포함하는,
압전소자.
piezoelectric polymer layer; and
A first conductive layer and a second conductive layer connected to the piezoelectric polymer layer,
The piezoelectric polymer layer comprises a piezoelectric polymer resin and an ionic liquid,
piezoelectric element.
상기 이온성 액체의 함량은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 250 중량부인,
압전소자.
According to claim 12,
The content of the ionic liquid is 20 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin,
piezoelectric element.
상기 압전고분자 수지는 PVDF-TrFE인,
압전소자.
According to claim 12,
The piezoelectric polymer resin is PVDF-TrFE,
piezoelectric element.
상기 이온성 액체는 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide인,
압전소자.
According to claim 12,
The ionic liquid is 1-Ethyl-3-methylimidazaolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide,
piezoelectric element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210176266A KR20230087753A (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | Piezoelectric member and manufacturing method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210176266A KR20230087753A (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | Piezoelectric member and manufacturing method for the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230087753A true KR20230087753A (en) | 2023-06-19 |
Family
ID=86988493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210176266A KR20230087753A (en) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | Piezoelectric member and manufacturing method for the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230087753A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100096869A (en) | 2009-02-25 | 2010-09-02 | (주)필스 | Film speaker used anion surfactants of aqueous dispersed poly(3,4-ethylenedioxythiophene), solutions produced according to said method |
| KR101784736B1 (en) | 2017-05-29 | 2017-10-12 | 주식회사 중일산업 | Sensor using PVDF film |
-
2021
- 2021-12-10 KR KR1020210176266A patent/KR20230087753A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100096869A (en) | 2009-02-25 | 2010-09-02 | (주)필스 | Film speaker used anion surfactants of aqueous dispersed poly(3,4-ethylenedioxythiophene), solutions produced according to said method |
| KR101784736B1 (en) | 2017-05-29 | 2017-10-12 | 주식회사 중일산업 | Sensor using PVDF film |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Flexible and robust piezoelectric polymer nanocomposites based energy harvesters | |
| White et al. | Advances in polymeric materials for electromechanical devices | |
| Yang et al. | A high-performance dielectric elastomer consisting of bio-based polyester elastomer and titanium dioxide powder | |
| Lu et al. | A modular approach to ferroelectric polymers with chemically tunable curie temperatures and dielectric constants | |
| Wang et al. | High dielectric constant composite of P (VDF− TrFE) with grafted copper phthalocyanine oligomer | |
| Stoyanov et al. | Dielectric elastomer transducers with enhanced force output and work density | |
| Liu et al. | Enhanced electromechanical response of ionic polymer actuators by improving mechanical coupling between ions and polymer matrix | |
| JP5829329B2 (en) | Reactive ionic liquid and ion-immobilized metal oxide particles, ion-immobilized elastomer and transducer using the same | |
| Babu et al. | Enhanced electromechanical properties of piezoelectric thin flexible films | |
| Shen et al. | Precise Network Polymerized Ionic Liquids for Low‐Voltage, Dopant‐Free Soft Actuators | |
| Yang et al. | Flexible and transparent high-dielectric-constant polymer films based on molecular ferroelectric-modified poly (vinyl alcohol) | |
| Gao et al. | Flexible and sensitive piezoresistive electronic skin based on TOCN/PPy hydrogel films | |
| Di Pasquale et al. | An investigation of the structure–property relationships in ionic polymer polymer composites (IP2Cs) manufactured by polymerization in situ of PEDOT/PSS on Nafion® 117 | |
| Zhang et al. | Design and properties of calcium copper titanate/poly (dimethyl siloxane) dielectric elastomer composites | |
| Fernandes et al. | Design of ionic-liquid-based hybrid polymer materials with a magnetoactive and electroactive multifunctional response | |
| Zhang et al. | Performance enhancements in poly (vinylidene fluoride)-based piezoelectric films prepared by the extrusion-casting process | |
| US20130251965A1 (en) | Photo-patternable multifunctional polymer nanocomposite | |
| KR20230087753A (en) | Piezoelectric member and manufacturing method for the same | |
| Sahu et al. | Review on the role of intrinsic structure on properties of dielectric elastomers for enhanced actuation performance | |
| Wang et al. | Development of dielectric elastomer nanocomposites as stretchable actuating materials | |
| JP2011049073A (en) | Power generation element | |
| KR20150143514A (en) | Method for manufacturing composite material which is polarizable under the action of a weak electric field | |
| KR20230087752A (en) | Piezoelectric member and manufacturing method for the same | |
| JP6067447B2 (en) | Conductive materials and transducers | |
| Dünki et al. | Silicones with enhanced permittivity for dielectric elastomer actuators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |