특허청구의범위청구항 1 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하고, 상기

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인태 부
6 years ago
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) D06M 11/83 ( ) D06M 13/144 ( ) H05K 1/02 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2012 년 04 월 16 일 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 JP A* KR B1* JP A KR A 2012 년 04 월 16 일 * 는심사관에의하여인용된문헌 (45) 공고일자 2012년10월29일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2012년10월23일 (73) 특허권자 한국기계연구원 대전광역시유성구가정북로 156 ( 장동 ) (72) 발명자 이혜문 경남창원시반림동 10 노블파크 120 동 506 호 (74) 대리인 유미특허법인 전체청구항수 : 총 22 항심사관 : 이명선 (54) 발명의명칭전도성섬유의제조방법, 전도성섬유, 회로기판의제조방법및회로기판 (57) 요약 전도성섬유의제조방법, 전도성섬유, 회로기판의제조방법및회로기판에관한것으로, 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법을제공할수있다. 대표도 - 도 2-1 -

2 특허청구의범위청구항 1 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하고, 상기전도성잉크조성물은용매 50 내지 99 중량 %; 및금속전구체 1 내지 50 중량 % 를포함하는것인전도성섬유의제조방법. 청구항 2 제1항에있어서, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를상온에서방치하는방법에의해수행되는것인전도성섬유의제조방법. 청구항 3 제1항에있어서, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를열처리하는방법으로수행되는것인전도성섬유의제조방법. 청구항 4 제 3 항에있어서, 상기열처리방법은 150 이하인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 5 제1항에있어서, 상기섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 이전에, 상기섬유를촉매또는환원제에노출시키는단계를더포함하는것인전도성섬유의제조방법. 청구항 6 제1항에있어서, 상기금속전구체는금속수소화물 (metal hydride), 금속수산화물 (metal hydroxide), 금속황산화물 (metal sulfur oxide), 금속질산화물 (metal nitrate), 금속할로겐화물 (metal halide), 이들의착화합물 - 2 -

3 (coordination compound) 또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 7 제1항에있어서, 상기금속전구체는금속무기염의형태이며, 상기금속무기염의음이온은히드록사이드 (hydroxide) 이온, 아세테이트 (acetate) 이온, 프로피오네이트 (propionate) 이온, 아세틸아세토네이트 (acetylacetonate) 이온, 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트 (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) 이온, 메톡사이드 (methoxide) 이온, 2차-부톡사이드 (sec-butoxide) 이온, 3차-부톡사이드 (t-butoxide) 이온, n-프로폭사이드 (npropoxide) 이온, i-프로폭사이드 (i-propoxide) 이온, 에톡사이드 (ethoxide) 이온, 포스페이트 (phosphate) 이온, 알킬포스페이트 (alkylphosphonate) 이온, 나이트레이트 (nitrate) 이온, 과염소산 (perchlorate) 이온, 황산 (sulfate) 이온, 알킬설포네이트 (alkylsulfonate) 이온, 페녹사이드 (phenoxide) 이온, 브로마이드 (bromide) 이온, 요오다이드 (iodide) 이온, 클로라이드 (chloride) 이온또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 8 제1항에있어서, 상기금속전구체의금속은알루미늄 (Al), 리튬 (Li), 나트륨 (Na), 칼륨 (K), 루비듐 (Rb), 세슘 (Cs), 베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba), 티타늄 (Ti), 지르코늄 (Zr), 하프늄 (Hf), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 탄탈륨 (Ta), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo), 텅스텐 (W), 망간 (Mn), 테크네튬 (Tc), 레늄 (Re), 철 (Fe), 루테늄 (Ru), 오스뮴 (Os), 코발트 (Co), 로듐 (Rh), 이리듐 (Ir), 니켈 (Ni), 팔라듐 (Pd), 백금 (Pt), 구리 (Cu), 은 (Ag), 금 (Au), 카드뮴 (Cd), 수은 (Hg), 붕소 (B), 갈륨 (Ga), 인듐 (In), 탈륨 (Tl), 규소 (Si), 게르마늄 (Ge), 주석 (Sn), 납 (Pb), 인 (P), 비소 (As), 안티몬 (Sb), 비스무트 (Bi) 또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 9 제1항에있어서, 상기금속전구체는 AlH 3, OAlH 3 (C 2 H 5 ) 2, OAlH 3 (C 3 H 7 ) 2, OAlH 3 (C 4 H 9 ) 2, AlH 3?NMe 3, AlH 3?NMe 2 Et, AlH 3? 테트라메틸에틸렌디아민 (tetramethylethylenediamine, TMEDA), AlH 3? 다이옥세인 (dioxane) 또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 10 제1항에있어서, 상기용매는물, 테트라히드로퓨란 (THF), 알코올 (alcohol) 계용매, 에테르 (ether) 계용매, 설파이드 (sulfide) 계용매, 톨루엔 (toluene) 계용매, 크실렌 (xylene계) 계용매, 벤젠 (benzene) 계용매, 알칸 (alkane) 계용매, 옥세인 (oxane) 계용매, 아민 (amine) 계용매, 폴리올 (polyol) 계용매또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 11 삭제청구항 12 제1항에있어서, - 3 -

4 상기전도성잉크조성물은용액안정제를더포함하는것인전도성섬유의제조방법. 청구항 13 제12항에있어서, 상기용액안정제는다이케톤 (diketone), 아미노알코올 (amino alcohol), 폴리아민 (polyamine), 에탄올아민 (ethanol amine), 다이에탄올아민 (diethylnol amine), 에탄티올 (ethane thiol), 프로판티올 (propane thiol), 부탄티올 (butane thiol), 펜탄티올 (pentane thiol), 헥산티올 (hexane thiol), 헵탄티올 (heptanes thiol), 옥탄티올 (octane thiol), 노난티올 (nonane thiol), 데칸티올 (decane thiol), 운데칸티올 (undecane thiol) 또는이들의조합인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 14 제12항에있어서, 상기용액안정제의함량은, 상기용매및금속전구체의함량 100중량부에대해 1 내지 50 중량부인것인전도성섬유의제조방법. 청구항 15 제 1 항의방법에따라제조된전도성섬유. 청구항 16 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법에따라제조된섬유이고, 상기전도성섬유의면저항은 0.1 내지 100Ω/sq인것인전도성섬유. 청구항 17 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법에따라제조된섬유이고, 상기전도성섬유의전기전도도는 10-5 내지 10-2 Ωㆍm인것인전도성섬유. 청구항 18 제 1 항에따른전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 를포함하는회로기판의제조방법. 청구항 19 제 18 항에있어서, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, - 4 -

5 상기전도성섬유와상기기판을접착제를이용하여부착하는방법을이용하는것인회로기판의제조방법. 청구항 20 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법에따라제조된섬유를기판에부착하는단계를포함하고, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후압력을가하여부착하는방법을이용하는것인회로기판의제조방법. 청구항 21 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법에따라제조된섬유를기판에부착하는단계를포함하고, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후열을가하여부착하는방법을이용하는것인회로기판의제조방법. 청구항 22 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법에따라제조된섬유를기판에부착하는단계를포함하고, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를재봉질을통해상기기판에부착하는방법을이용하는것인회로기판의제조방법. 청구항 23 제 18 항내지제 22 항중어느한항의제조방법에따른회로기판. 명세서 [0001] 기술분야 전도성섬유의제조방법, 전도성섬유, 회로기판의제조방법및회로기판에관한것이다. [0002] 배경기술스마트의류 (Smart Wear) 는섬유패션제품내에신호전달성섬유신기술을적용하고각종디지털장치들을내장시킴으로써, 언제어디에서나디지털기능을사용할있도록고안된신종제품이다. 즉섬유또는의류의속성을유지하며필요한디지털기능들을섬유재료및의류에탑재시킨신종의류이다

6 [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] 이때문에일반직물과다름없는촉감과물성을나타내는동시에디지털신호를전달하여야한다. 따라서섬유나의복자체가외부자극을감지하고스스로반응하는소재의기능성 (Hifunction materials properties) 및의복및직물자체가갖지못한디지털기능 (Digitalized properties) 을결합한새로운개념의의류를총칭한다할수있다. 1990년대중반부터군사용으로개발하기시작한스마트웨어 (Smart Wear) 는현재의류분야와의료분야등에서가장활발하게개발되고있다. 특히프린팅전자기술을이용한스마트소재는착용형컴퓨터 (wearable computer) 의군사용섬유제품에다양하게사용될수있다. 스마트소재에서의류의특성과전기적특성을갖는전도성섬유직물과각종부품을연결하는인터커넥션 (interconnection) 방법으로프린팅전자기술이이용될경우, 직물기반의전자회로설계가가능하기때문에적용가치가높다. 예를들어프린팅전자기술을군복에적용할경우무게경감, 부피축소의가능성이있으며, 이에따라부상치유기능, 통신기능등이일체형으로된군복개발이가능해진다. 첨단을지향하는현대전에서도군인은완전무장시 45kg이넘는장비를짊어져야하기때문에본기술의개발이절실히요구된다. 이러한스마트의류를제조하기위해서는 Body Area Network(BAN) 를위한여러가지요소들을통합하는기술이요구된다. 이를위하여다양한방식들이제안되고있는데절연된전선이나전기전도성이부여된금속사또는절연방적사로직물을형성하는하는것이그예이다. 이러한방식은전기전도성금속사나방적사의개수와크기에의해전도성이결정된다. 상기제안되고있는방식에서, 절연된전선을최종의류에부착하는방식의문제점으로는, 최종공정에서절연전선을부착 / 절연시키는공정이추가되어결과적으로비용의상승이초래하며, 또한착용자의지속적인사용으로인해섬유내절연선이단선되어고유의기능을발휘하지못하는것이다. 보다구체적으로국제공개특허 WO2004/107831에는전도성섬유와비전도성섬유가서로직조되되상기비전도성섬유는직물에탄성을부여하여선택적으로직물에탄력성을부여할수있는전기전도성직물이제안되었다. 또국제공개특허 WO2003/095729에는내부에전자기능을갖는다층직물로서일이상의캐비티를형성하도록다층의경위사방적사 ; 상기경위사사이에배치되어일이상의캐비티을형성하는다수의층들중에하나에서그일부분을갖는일이상의전도성방적사및상기캐비티에배치되고일이상의전기전도성방적사와전기적으로접속되는일이상의회로캐리어를포함하는다층직물이제안되었다. 발명의내용 [0011] 해결하려는과제효과적인전도성섬유의제조방법을제공하여, 가용성이뛰어난전기또는전자회로기판을제조할수있다. 구체적으로입는컴퓨터및인체보호용소자등과같이입는전자소자 (wearable electronics) 등에적용할수있는가용성이뛰어난섬유전극및섬유전기회로기판을제조할수있다. [0012] [0013] [0014] 과제의해결수단본발명의일구현예에서는, 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법을제공한다. 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를상온에서방치하는방법에의해수행될수있다. 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를열처리하는방법으로수행될수있다

7 [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] 상기열처리방법은 150 이하일수있다. 상기섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 이전에, 상기섬유를촉매또는환원제에노출시키는단계를더포함할수있다. 상기금속전구체는금속수소화물 (metal hydride), 금속수산화물 (metal hydroxide), 금속황산화물 (metal sulfur oxide), 금속질산화물 (metal nitrate), 금속할로겐화물 (metal halide), 이들의착화합물 (coordination compound) 또는이들의조합일수있다. 상기금속전구체는금속무기염의형태이며, 상기금속무기염의음이온은히드록사이드 (hydroxide) 이온, 아세테이트 (acetate) 이온, 프로피오네이트 (propionate) 이온, 아세틸아세토네이트 (acetylacetonate) 이온, 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트 (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) 이온, 메톡사이드 (methoxide) 이온, 2차-부톡사이드 (sec-butoxide) 이온, 3차-부톡사이드 (t-butoxide) 이온, n-프로폭사이드 (npropoxide) 이온, i-프로폭사이드 (i-propoxide) 이온, 에톡사이드 (ethoxide) 이온, 포스페이트 (phosphate) 이온, 알킬포스페이트 (alkylphosphonate) 이온, 나이트레이트 (nitrate) 이온, 과염소산 (perchlorate) 이온, 황산 (sulfate) 이온, 알킬설포네이트 (alkylsulfonate) 이온, 페녹사이드 (phenoxide) 이온, 브로마이드 (bromide) 이온, 요오다이드 (iodide) 이온, 클로라이드 (chloride) 이온또는이들의조합일수있다. 상기금속전구체의금속은알루미늄 (Al), 리튬 (Li), 나트륨 (Na), 칼륨 (K), 루비듐 (Rb), 세슘 (Cs), 베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba), 티타늄 (Ti), 지르코늄 (Zr), 하프늄 (Hf), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 탄탈륨 (Ta), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo), 텅스텐 (W), 망간 (Mn), 테크네튬 (Tc), 레늄 (Re), 철 (Fe), 루테늄 (Ru), 오스뮴 (Os), 코발트 (Co), 로듐 (Rh), 이리듐 (Ir), 니켈 (Ni), 팔라듐 (Pd), 백금 (Pt), 구리 (Cu), 은 (Ag), 금 (Au), 카드뮴 (Cd), 수은 (Hg), 붕소 (B), 갈륨 (Ga), 인듐 (In), 탈륨 (Tl), 규소 (Si), 게르마늄 (Ge), 주석 (Sn), 납 (Pb), 인 (P), 비소 (As), 안티몬 (Sb), 비스무트 (Bi) 또는이들의조합일수있다. 상기금속전구체는 AlH 3, OAlH 3 (C 2 H 5 ) 2, OAlH 3 (C 3 H 7 ) 2, OAlH 3 (C 4 H 9 ) 2, AlH 3?NMe 3, AlH 3?NMe 2 Et, AlH 3? 테트라메틸에 틸렌디아민 (tetramethylethylenediamine, TMEDA), AlH 3? 다이옥세인 (dioxane) 또는이들의조합일수있다. [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] 상기용매는물, 테트라히드로퓨란 (THF), 알코올 (alcohol) 계용매, 에테르 (ether) 계용매, 설파이드 (sulfide) 계용매, 톨루엔 (toluene) 계용매, 크실렌 (xylene계) 계용매, 벤젠 (benzene) 계용매, 알칸 (alkane) 계용매, 옥세인 (oxane) 계용매, 아민 (amine) 계용매, 폴리올 (polyol) 계용매또는이들의조합일수있다. 상기전도성잉크조성물은용매 50 내지 99 중량 %; 및금속전구체 1 내지 50 중량 % 를포함할수있다. 상기전도성잉크조성물은용액안정제를더포함할수있다. 상기용액안정제는다이케톤 (diketone), 아미노알코올 (amino alcohol), 폴리아민 (polyamine), 에탄올아민 (ethanol amine), 다이에탄올아민 (diethylnol amine), 에탄티올 (ethane thiol), 프로판티올 (propane thiol), 부탄티올 (butane thiol), 펜탄티올 (pentane thiol), 헥산티올 (hexane thiol), 헵탄티올 (heptanes thiol), 옥탄티올 (octane thiol), 노난티올 (nonane thiol), 데칸티올 (decane thiol), 운데칸티올 (undecane thiol) 또는이들의조합일수있다. 상기용액안정제의함량은, 상기용매및금속전구체의함량 100중량부에대해 1 내지 50 중량부일수있다. 본발명의다른일구현예에서는, 전술한방법에따라제조된전도성섬유를제공한다. 상기전도성섬유의면저항은 0.1 내지 100Ω/sq일수있다. 상기전도성섬유의전기전도도는 10-5 내지 10-2 Ωㆍm일수있다. 본발명의또다른일구현예에서는, 전술한전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 를포함하는회로기판의제조방법을제공한다. 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유와상기기판을접착제를이용하여부착하는방법을이용할수있다. 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후압력을가하여부착하는방법을이용할수있다. 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후열을가하여부착 - 7 -

8 하는방법을이용할수있다. [0033] [0034] 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를재봉질을통해상기기판에부착하는방법을 이용할수있다. 본발명의또다른일구현예에서는, 전술한회로기판의제조방법에따른회로기판을제공한다. [0035] [0036] 발명의효과효과적인전도성섬유의제조방법을제공하여, 가용성이뛰어난전기회로기판을제조할수있다. 보다구체적으로, 저온공정을통해섬유의손상없이전도성섬유를제조할수있다. 또한, 입는컴퓨터및인체보호용소자등과같이입는전자소자 (wearable electronics) 등에적용할수있는가용성이뛰어난섬유전극및섬유전기회로기판을제조할수있다. [0037] 도면의간단한설명 도 1 은실시예 1 에따른전도성천에대한일반실험사진이다. 도 2는실시예 1에따른전도성천의전기적특성을나타낸데이터이다. 도 3은실시예 2에따른전도성천의일반실험사진이다. 도 4는실시예 2에따른전도성천의전기적특성을나타낸데이터이다. 도 5는실시예 3에따른전도성실과전도성실에연결된 LED 램프가전기를공급할때불이들어오는것을보여주는사진이다. 도 6은실시예 3에따른전도성실의전기적특성을나타낸데이터이다. 도 7는실시예 4에따른전도성실과전도성실에연결된 LED 램프가전기를공급할때불이들어오는것을보여주는사진이다. 도 8은실시예 4에따른전도성실의전기적특성을나타낸데이터이다. 도 9는바느질을통해전도성천과실을전기가통하지않는면소재천에바느질을통해제조한회로의일반사진이다. 도 10은전도성천과실로면소재천에구성된회로에 LED 램프를달아전기를공급했을때의상태를보여주는일반사진이다. [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 본발명의구현예를상세히설명하기로한다. 다만, 이는예시로서제시되는것으로, 이에의해본발명이제한되지는않으며본발명은후술할청구범위의범주에의해정의될뿐이다. 본발명의일구현예에서는, 용매및금속전구체를포함하는전도성잉크조성물을준비하는단계 ; 섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 및상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 를포함하는전도성섬유의제조방법을제공한다. 상기섬유는일반적으로의류에사용될수있는섬유를의미하는것으로특별한종류에제한되는것은아니다. 또한상기섬유는섬유질로구성되어있는종이등일수도있다. 또한, 상기섬유는최소단위인섬유질부터면단위의섬유를모두포함할수있다. 상기금속전구체는하기화학식 1로표시될수있다. [ 화학식 1] - 8 -

9 [0044] M x R 1 yr 2 z [0045] 상기화학식 1 에서, M 은전도성 (conductive) 금속물질을의미하고, R 1 은전도성물질인 M 이전구체로존재할경 우 M 과같이안정한상태를유지하기위해함께존재하는물질이며, R 2 는두가지원소로만안정한화합물로존 재하기어려운전도성물질의전구체물질에단일원소또는화합물로첨가되어안정성을유지할수있도록하는 물질이다. [0046] [0047] 또한, x, y 및 z 는각각 M, R 1 및 R 2 가안정한상태의화합물로존재하기위해필요한원자수를의미한며, x는 1 내지 6이될수있으며, y는 1 내지 6일될수있으며, z는 0 내지 10이될수있다. 예를들면금속전구체가 AlH 3 일경우여기서 M은 Al, R 1 은 H, x는 1, y는 3이며, z는 0으로 R 2 는존재하지않는 다. 다른예로금속전구체가 AlH 3 O(C 4 H 9 ) 2 인경우 M 은 Al, R 1 은 H, x 는 1, y 는 3 이며, R 2 는 O(C 4 H 9 ) 2 이고 z 는 1 이 다. 경우에따라 R 2 에해당하는물질은한가지이상이될수도있다. [0048] 또다른예로금속전구체가 Cu 2 (OH 2 ) 2 (O 2 C(CH 2 ) 4 CH 3 ) 4 인경우 M 은 Cu, x 는 2, R 1 은 OH 2, y 는 2, R 2 는 OC(CH 2 ) 4 CH 3, z 는 4 이다. [0049] [0050] [0051] [0052] 보다구체적으로, 상기금속전구체는금속수소화물 (metal hydride), 금속수산화물 (metal hydroxide), 금속황산화물 (metal sulfur oxide), 금속질산화물 (metal nitrate), 금속할로겐화물 (metal halide), 이들의착화합물 (coordination compound) 또는이들의조합일수있다. 상기금속전구체가상기예시와같은구조인경우추후전도성섬유의제조시환원반응이보다효과적으로일어날수있다. 보다구체적으로, 상기금속전구체는금속무기염의형태일수있으며, 상기금속무기염의음이온은히드록사이드 (hydroxide) 이온, 아세테이트 (acetate) 이온, 프로피오네이트 (propionate) 이온, 아세틸아세토네이트 (acetylacetonate) 이온, 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이트 (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) 이온, 메톡사이드 (methoxide) 이온, 2차-부톡사이드 (sec-butoxide) 이온, 3차-부톡사이드 (t-butoxide) 이온, n-프로폭사이드 (n-propoxide) 이온, i-프로폭사이드 (i-propoxide) 이온, 에톡사이드 (ethoxide) 이온, 포스페이트 (phosphate) 이온, 알킬포스페이트 (alkylphosphonate) 이온, 나이트레이트 (nitrate) 이온, 과염소산 (perchlorate) 이온, 황산 (sulfate) 이온, 알킬설포네이트 (alkylsulfonate) 이온, 페녹사이드 (phenoxide) 이온, 브로마이드 (bromide) 이온, 요오다이드 (iodide) 이온, 클로라이드 (chloride) 이온또는이들의조합일수있다. 또한, 상기금속전구체의금속은알루미늄 (Al), 리튬 (Li), 나트륨 (Na), 칼륨 (K), 루비듐 (Rb), 세슘 (Cs), 베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba), 티타늄 (Ti), 지르코늄 (Zr), 하프늄 (Hf), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 탄탈륨 (Ta), 크롬 (Cr), 몰리브덴 (Mo), 텅스텐 (W), 망간 (Mn), 테크네튬 (Tc), 레늄 (Re), 철 (Fe), 루테늄 (Ru), 오스뮴 (Os), 코발트 (Co), 로듐 (Rh), 이리듐 (Ir), 니켈 (Ni), 팔라듐 (Pd), 백금 (Pt), 구리 (Cu), 은 (Ag), 금 (Au), 카드뮴 (Cd), 수은 (Hg), 붕소 (B), 갈륨 (Ga), 인듐 (In), 탈륨 (Tl), 규소 (Si), 게르마늄 (Ge), 주석 (Sn), 납 (Pb), 인 (P), 비소 (As), 안티몬 (Sb), 비스무트 (Bi) 또는이들의조합일수있으며, 전도성금속이라면이에제한되지는않는다. 보다구체적으로, 금속전구체는 AlH 3, OAlH 3 (C 2 H 5 ) 2, OAlH 3 (C 3 H 7 ) 2, OAlH 3 (C 4 H 9 ) 2, AlH 3?NMe 3, AlH 3?NMe 2 Et, AlH 3? 테트라메틸에틸렌디아민 (tetramethylethylenediamine, TMEDA), AlH 3? 다이옥세인 (dioxane) 또는이들의조합일 수있다. [0053] 상기용매는물, 테트라히드로퓨란 (THF), 알코올 (alcohol) 계용매, 에테르 (ether) 계용매, 설파이드 (sulfide) 계 용매, 톨루엔 (toluene) 계용매, 크실렌 (xylene) 용매, 벤젠 (benzene) 용매 ( 예를들어, 벤젠, 1,3,5- 트리니트로 벤젠 trinitromethylbenzene 등 ), 알칸 (alkane) 용매 ( 예를들어, C n H 2n+2 ; C 5 H 12, C 6 H 14, C 7 H 16, C 8 H 18 등 ), 옥세인 (oxane) 용매, 아민 (amine) 용매, 폴리올 (polyol 계 ) 용매또는이들의조합일수있으며, 이에제한되지는않는 다. 다만, 상기용매는금속전구체의종류에따라선택적으로이용될수있다. [0054] 상기전도성잉크조성물은용매 50 내지 99 중량 %; 및금속전구체 1 내지 50 중량 % 를포함할수있다. 이는 - 9 -

10 효과적으로섬유에전도성잉크조성물을함침시키기에적합한범위일수있다. [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] 상기전도성잉크조성물은선택적으로용액안정제를더포함할수있다. 상기용액안정제는다이케톤 (diketone), 아미노알코올 (amino alcohol), 폴리아민 (polyamine), 에탄올아민 (ethanol amine), 다이에탄올아민 (diethylnol amine), 에탄티올 (ethane thiol), 프로판티올 (propane thiol), 부탄티올 (butane thiol), 펜탄티올 (pentane thiol), 헥산티올 (hexane thiol), 헵탄티올 (heptanes thiol), 옥탄티올 (octane thiol), 노난티올 (nonane thiol), 데칸티올 (decane thiol), 운데칸티올 (undecane thiol) 또는이들의조합일수있다. 상기용액안정제의함량은, 상기용매및금속전구체의함량 100중량부에대해 1 내지 50 중량부또는 1 내지 20중량부일수있으며, 이는섬유에전도성잉크가코팅되는데적합한범위일수있다. 상기섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계는일반적인방법에의해수행될수있다. 예를들어, 상기섬유에상기전도성잉크조성물이충분히스며들수있도록, 상기섬유를상기전도성잉크조성물에넣어둘수있다. 일반적인섬유의특성이훼손되지않는방법이라면이에제한되지는않는다. 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득할수있다. 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를상온에서방치하는방법으로수행될수있다. 즉, 별도의열처리과정없이전도성섬유를수득할수있다. 또는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유내금속전구체를환원시켜금속입자가코팅된섬유를수득하는단계 ; 는, 상기전도성잉크조성물이함침된섬유를열처리하는방법으로수행될수있다. 이때열처리온도는섬유에손상이가지않는저온범위일수있다. 구체적인예를들어, 150 이하일수있다. 또한, 상기열처리방법으로상기전도성잉크조성물이함침된섬유를오븐또는핫플레이드에서열처리할수도있으며, 상기전도성잉크내섬유를담구어둔상태로가열을하는방법을이용할수도있다. 또한, 상기섬유 (fiber) 에상기전도성잉크조성물을함침 (impregnation) 시키는단계 ; 이전에, 상기섬유를촉매또는환원제에노출시키는단계를더포함할수있다. 이때이용될수있는촉매로는티타늄이소프로폭사이드 (Ti(O-i-Pr) 4, 티타늄클로라이드 (TiCl 4 ), 린들라촉매 (Lindlar catalyst) 등이있으며, 환원제로는리튬알루미늄수소화물 (LiAlH 4 ), 수소 (H), 나트륨-수은아말감 (Na(Hg)), 슈퍼하이드라이드 (NaBH 4 ), Sn 를함유하는화합물 (SnCl 2 등 ), SO 3 를함유하는화합물 (sulfite; Na 2 SO 3, NaHSO 3, KHSO 3 등 ), 히드라진 (hydrazine; N 2 H 4 ), 아연-수은아말감 (Zn(Hg)), 디이소부틸알루미늄하이드라이드 (DIBAH), 옥살릭산 (oxalic acid: C 2 H 2 O 4 ), 포믹산 (formic acid; HCOOH), 아스코빅산 (ascorbic acid; 3- C 6 H 8 O 6 ), 포스파이트 (phosphate; PO 3 ), 하이포포스파이트 (hypophosphite; H2 PO 2- ). 인산 (phosphorous acid; H 3 PO 3 ), DTT(dithiothreitol; C 4 H 10 O 2 S 2 ), Fe 2+ 이온을함유하는화합물 (FeSO 4 등 ) 이있다. [0066] [0067] [0068] 즉, 상기금속전구체가외부의에너지공급없이상온범위에서금속입자로환원이가능한경우라면, 상온의금속전구체잉크내에비전도성섬유를방치하는방법에의해전도성섬유를얻을수있다. 다만, 상기금속전구체에따라일부외부에너지가필요한경우열처리를통하거나, 촉매를통해이를해결할수있다. 본명세서에서상온의의미는특별한외부에너지의공급이없는상태를의미하는것으로지역, 시간등에따라변할수있다. [0069] 본발명의다른일구현예에서는, 전술한방법에따른전도성섬유를제공한다

11 [0070] 상기전도성섬유의면저항은 0.1 내지 100 Ω/sq일수있다. 또한, 상기전도성섬유의전기전도도는 10-5 내 지 10-2 Ω ㆍ m 일수있다. [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] 이러한범위는전기및 / 또는전자분야의기판으로이용되기에충분한범위이다. 본발명의다른일구현예에서는, 전술한전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 를포함하는회로기판의제조방법을제공한다. 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유와상기기판을접착제를이용하여부착하는방법을이용할수있다. 이때사용될수있는접착제는일반적인전기및전자기기분야에이용되는접착제라면특별히제한되지않는다. 또는, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후압력을가하여부착하는방법을이용할수있다. 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를상기기판상에위치한후열을가하여부착하는방법을이용할수도있다. 상기열및압력조건은이용되는기판의종류및요구되는특성에따라조절될수있다. 또는, 상기전도성섬유를기판에부착하는단계 ; 는, 상기전도성섬유를재봉질을통해상기기판에부착하는방법을이용할수있다. 이러한방법은섬유의특성을이용한것으로기판의종류에제한없이다양한분야에적용될수있는방법이다. 본발명의또다른일구현예에서는, 전술한회로기판의제조방법에따라제조된회로기판을제공한다. 상기회로기판은전자회로기판, 전기회로기판등일수있다. [0078] 이하에서는본발명의구체적인실시예들을제시한다. 다만, 하기에기재된실시예들은본발명을구체적으로 예시하거나설명하기위한것에불과하며, 이로서본발명이제한되어서는아니된다. [0079] [0080] [0081] 실시예 1: 전도성천의제조 전도성잉크조성물의제조 AlCl 3 과 LiAlH 4 를디부틸에테르 (dibutylether) 에 1:3 의몰비로혼합한후 70 에서 1 시간동안가열 교반하였다. 1 시간동안가열교반된용액을필터링하여부산물은필터에거르고깨끗한용액인전도성잉크조 성물을얻었다. [0082] [0083] 상기전도성잉크조성물은알루미늄전구체약 20 중량 % 및디부틸에테르약 80 중량 % 로구성된다. 다만, 알루미늄전구체잉크조성물제조시일반적으로 AlCl 3 과 LiAlH 4 를 1:3 의몰비로사용하나완전한반응 유도를위해 1:5 이상의몰비로 LiAlH 4 를과량사용할수있다. [0084] [0085] 전도성섬유의제조상기반응에의해제조된알루미늄전구체잉크조성물은상온에서쉽게분해가일어나 Al이만들어진다. 그러므로면 (cotton) 으로구성된천을알루미늄전구체잉크에담궈약 1일동안상온에서방치하여전도성섬유를수득하였다. [0086] [0087] 실시예 2: 전도성천의제조보다빠른전도성섬유제조를위해티타늄이소프로폭사이드를증기상태로만들어공급한공간에면 (cotton) 으로구성된천을약 1분간노출시킨후알루미늄전구체잉크조성물에담군상태로약 1시간동안상온에서방치하였다. [0088] 실험예 1: 전도성천에대한전기전도성평가

12 [0089] [0090] [0091] [0092] 도 1은실시예 1에따른전도성천에대한일반실험사진이며, 도 2는실시예 1에따른전도성천의전기적특성을나타낸데이터이다. 결과에서보듯이백색바탕의면소재천이알루미늄으로코팅되어어두운회색의천으로변한것을볼수있으며, 약 1.45Ω의전기저항을보여전기전도성이매우좋은것도확인할수있었다. 도 3은실시예 2에따른전도성천의일반실험사진이며, 도 4는실시예 2에따른전도성천의전기적특성을나타낸데이터이다. 결과에서보듯이촉매를사용하지않고제조한전도성천과같이백색바탕의면소재천이알루미늄으로코팅되어어두운회색의천으로변한것을볼수있으며, 약 1.46Ω의전기저항을보여전기전도성이매우좋은것도확인할수있었다. [0093] [0094] 실시예 3: 전도성실의제조 상기실시예 1 에서면으로구성된천대신, 면으로구성된실을이용한점을제외하고는동일한방법을이용하 여전도성실을제조하였다. [0095] [0096] 실시예 4: 전도성실의제조 상기실시예 2 에서면으로구성된천대신, 면으로구성된실을이용한점을제외하고는동일한방법을이용하 여전도성실을제조하였다. [0097] [0098] [0099] [0100] [0101] 실험예 2: 전도성실에대한전기전도성평가도 5는실시예 3에따른전도성실과전도성실에연결된 LED 램프가전기를공급할때불이들어오는것을보여주는사진이며, 도 6은실시예 3에따른전도성실의전기적특성을나타낸데이터이다. 결과에서보듯이백색바탕의면소재실이알루미늄으로코팅되어어두운회색으로변한것을볼수있으며, 약 1.8Ω의전기저항을보여전기전도성이매우좋은것도확인할수있었다. 도 7는실시예 4에따른전도성실과전도성실에연결된 LED 램프가전기를공급할때불이들어오는것을보여주는사진이며, 도 8은실시예 4에따른전도성실의전기적특성을나타낸데이터이다. 결과에서보듯이촉매를사용하지않고제조한전도성실과같이백색바탕의면소재실이알루미늄으로코팅되어어두운회색으로변한것을볼수있으며, 약 1.5Ω의전기저항을보여전기전도성이매우좋은것도확인할수있었다. [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] 실험예 3: 전도성천과전도성실을이용한회로의구성실시예 2 및 4를통해제조한천과실을이용하여비전도성천에전기회로를구성하여전기적특성을살펴보았다. 가로 0.5센티미터, 세로 0.5센티미터의전도성천과전도성실을일반면소재의천에바느질을이용하여도 9와같이전기회로를구성한후 LED 램프를달아전기적특성을살펴보았다. 도 9는바느질을통해전도성천과실을전기가통하지않는면소재천에제조한회로의일반사진이다. 또한, 도 10은전도성천과실로면소재천에구성된회로에 LED 램프를달아전기를공급했을때의상태를보여주는일반사진이다. 전기를공급하지않은경우 LED 램프에불이들어오지않았으나약 3볼드의전기가공급될때 LED 전도성섬유소재로구성된전기회로에설치된 LED 램프에불이들어오는것을확인할수있었다. [0108] 본발명은상기실시예들에한정되는것이아니라서로다른다양한형태로제조될수있으며, 본발명이속하

13 는기술분야에서통상의지식을가진자는본발명의기술적사상이나필수적인특징을변경하지않고서다른 구체적인형태로실시될수있다는것을이해할수있을것이다. 그러므로이상에서기술한실시예들은모든 면에서예시적인것이며한정적이아닌것으로이해해야만한다. 도면 도면

14 도면 2 도면

15 도면 4 도면

16 도면 6 도면

17 도면 8 도면

18 도면

<B4D9BDC3BEB4C0AFB1E2C8ADC7D02D34C6C72D35BCE2C3D6C1BE28B1B3BBE7292E687770>

<B4D9BDC3BEB4C0AFB1E2C8ADC7D02D34C6C72D35BCE2C3D6C1BE28B1B3BBE7292E687770> C H A P T E R 01 유기화합물의물성과구조 1.1 용해와극성 1.2 크로마토그래피와이성질체 1.3 증류와편극성 1.4 추출과산해리상수 1.5 재결정과녹는점 1.6 추출 / 재결정 / 증류가통합된혼합물의분리실험 1.7 컴퓨터소프트웨어를이용하여화학구조그리기 1.1 용해와극성 13 실험 1 다음화합물들의용해도를관찰하시오. 10mL 시험관, 시험관대, 1.00mL