KR100874690B1 - 전자파 차폐 및 흡수 특성과 방열 특성이 향상된 롤 타입의복합 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

전자파 차폐 및 흡수 특성과 방열 특성이 향상된 롤 타입의복합 시트 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지(resin)와 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 다가알콜 용제에 순도가 90% 이상이며 길이가 50nm 내지 2㎛인 탄소 나노 튜브와 분자의 결정 구조가 육각의 비늘 형상인 그래파이트(인상 흑연)가 균일하게 분산된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단 상에 캐스팅한 후 경화 및 건조시키고 점착 처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트; 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자파, 차폐, 흡수, 방열, 롤 타입, 복합 시트, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 분말, 탄소 나노 튜브 , 그래파이트, 다가알콜계 용제, 페이스트, 캐스팅, 경화, 건조, 점착 처리.

Description

전자파 차폐 및 흡수 특성과 방열 특성이 향상된 롤 타입의 복합 시트 및 그 제조 방법{A ROLL-TYPE COMPOSITE SHEET WITH ENHANCED ELECTROMAGNETIC WAVE-SHIELDING AND -ABSORBING, AND HEAT-RELEASING PROPERTIES, AND A METHOD FOR PREPARATION OF THE SAME}
본 발명은 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 수지와 다가 알콜 용제에 탄소 나노 튜브와 그래파이트가 균일하게 분산된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단 상에 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고 점착 처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트; 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기 등이 주도하고 있는 소형화와 고집적화, 데이터의 대용량화 및 고속화 등으로 인하여 전자파 장애(EMI) 차폐 뿐만 아니라, 방열, 진동 및 충격 흡수 등과 같은 다양한 기능을 가진 전자파 적합성(EMC) 제품들이 요구되고 있다. 특히, 선진 외국 경쟁업체들의 국내 시장진입이 더욱 가속화되고 있어 이에 대한 국내 시장 및 기술 경쟁력 확보를 위한 재료의 국산화, 대체 제품의 개발, 복합화 환 경에의 대응 등이 절실하게 요구된다.
전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성(EMC) 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐 및 흡수 효율이 높아야 하고, 방열(열전도) 특성이 우수하여야 한다는 것이다.
종래의 전자파 흡수재는 구성 재료의 고주파 손실 특성을 이용하여 전파 에너지를 감쇠시키거나 반사파를 기준치 이하로 낮추는 소재로서, 사용되는 재료에 따라 도전 손실 재료, 유전 손실 재료, 자성 손실 재료 등으로 분류된다. 전자파 흡수재로 주로 사용되는 복합형 페라이트 전자파 흡수체는 페라이트에 실리콘 고무, 플라스틱 등의 자성체를 지지재로 혼합한 것인데, 이는 1 mm 내외의 시트 형태로 제작되고 GHz 대역에서 레이터 반사 방지 용도 등으로 이용된다.
종래의 전자파 차폐재는 통상적으로 플라스틱에 금속류(철, 구리, 니켈 등)를 첨가하여 도전성 메쉬, 도전성 섬유, 도전성 고무 등의 형태로 제작되는데, 이는 전자파를 차폐 또는 반사시켜 전자파로부터의 직접적인 영향을 피할 수는 있겠지만, 전자파 환경이 지속되며, 폴리에스테르에 구리, 니켈 등을 도금한 전자파 차폐재의 경우에는 감전의 우려가 있다.
종래의 전자파 차폐 및 흡수용 시트는 도전층의 일면 또는 양면에 연자성 금속 분말[예컨대, 퍼말로이(permalloy), 센더스트(sendust), Fe-Si, Ni-Fe 등] 등이 도포된 전자파 차폐 및 흡수층이 적층되어 있는 것으로서, 전자파 차폐 및 흡수 특성은 양호할지언정 시트 자체에서 발생하는 열을 효율적으로 발산시키기에는 한계가 있다.
대부분의 전자파 적합성(EMC) 제품들은 전자파 차폐 또는 흡수층이나 열전도층과 점착층으로 이루어져 있어서 점착층이 파손되는 경우에는 제품 기능이 상실될 수 있다. 한편, 당업계에서는 실리콘이 내열성, 전기절연성, 기계적 강도, 내마모성 등이 탁월하다는 점에 착안하여, 스폰지 또는 실리콘 고무에 흡수층을 코팅하거나 또는 자성 파우더와 실리콘의 혼합물을 압출한 제품을 사용하여 왔다. 그러나, 실리콘 고무를 이용하여 열 프레스로 시트 한장씩 작업을 하는 경우에는 생산성이 낮아진다는 문제점이 있다.
한편, 본 출원인은 방열(열전도), 전자파 차폐, 및 전자파와 충격 흡수 특성이 향상된 롤 타입(roll type) 복합 시트로서, (i) 25℃에서의 점도가 2000 cSt (mm2/s) 이하인 저점도의 실리콘 겔과 25℃에서의 점도가 2000 cSt(mm2/s) 초과인 고점도의 실리콘 겔이 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합된 실리콘 겔, (ii) 은, 동, 니켈, 주석, 알루미늄이 코팅된 동, 은이 코팅된 동, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 은이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 주석, 은이 코팅된 글래스 비드, 니켈이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 세라믹, 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 플레이크형, 덴드리트형, 미립자형 또는 무정형의 전자파 차폐용 분말, (iii) Fe-Si, Fe-Cr, Fe-Ni, Fe-Al, Fe-Ni-Mo, Fe-Al-Si, Fe-Cr-Si 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 플레이크형의 전자파 흡수용 분말, 및 (iv) 알루미나, 실리카, 마그네시아, 질화규소, 그래파이트, 카본 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 덴드리트형 또는 미립자형의 방 열(열전도)용 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 또는 복층 구조의 롤 타입 복합 시트를 출원한 바 있다.
본 발명은 탄소 나노 튜브와 그래파이트를 이용하여 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 경박단소형 전기·전자 및 통신 기기에 적용되어 그 내부에서 발생되는 열과 전자파를 효율적으로 방출, 차폐 및 흡수할 수 있는 롤 타입의 복합 시트를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지(resin)와 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 다가알콜 용제에 순도가 90% 이상이며 길이가 50nm 내지 2㎛인 탄소 나노 튜브와 분자의 결정 구조가 육각의 비늘 형상인 그래파이트(인상 흑연)가 균일하게 분산된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단 상에 캐스팅한 후 경화 및 건조시키고 점착 처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트를 제공한다.
본 발명의 롤 타입 복합 시트는 탄소 나노 튜브(CNT)와 그래파이트를 주소재로 이용한 것으로 탄소 나노 튜브(CNT)와 그래파이트의 함량 변화에 따라 한편으로는 방열(열전도) 및 전자파 차폐가 효율적으로 이루어지고 다른 한편으로는 전자파 흡수가 효율적으로 이루어져, 이동 통신 단말기 또는 고주파 회로와 같이 내부 공간이 협소한 곳에 적용이 가능한 박형의 롤 타입 복합 시트이다. 또한, 본 발명의 롤 타입 복합 시트는 전기/전자 제품의 접합/결합 부위의 형태에 구애되지 않고 적용가능하다.
본 발명에 따른 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트는 PET 필름층 또는 도금 원단층과 그 위에 적층된 다기능 복합 시트층으로 구성되어 있다. 본 발명에 따른 롤 타입 복합 시트의 총 두께는 10∼200㎛인 것이 바람직한데, 10㎛보다 얇으면 시트가 찢어질 우려가 있으며 200㎛보다 두꺼우면 기포가 발생하거나 경화시 시트 표면이 균일하지 않을 수 있기 때문이다.
탄소 나노 튜브(CNT)는 전자파를 흡수하는 능력이 탁월하지만, 그 자체만으로만으로는 소정의 전자파 차폐율을 얻을 수 없기 때문에 전자파 차폐 기능을 보완해 주는 역할을 하는 그래파이트와 병용된다. 탄소 나노 튜브는 순도가 90% 이상이며 길이가 50nm 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
탄소 나노 튜브는 시안기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기, 할라이드기, 질산기, 티오시안기, 티오황산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 작용기를 함유하는 것이 바람직하다.
탄소 나노 튜브의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 이는 0.1 중량부 미만인 경우에는 전자파 흡수 성능이 떨어지게 되고, 5 중량부 초과인 경우에는 원가 상승과 교반의 어려움 등의 문제가 발생하기 때문이다.
그래파이트(graphite)는 인상 흑연이라고도 불리우며, 분자의 결정 구조가 6각의 비늘 형상이고, 분자간의 간격이 예컨대 약 3.354Å으로 전자파의 축적 및 전이가 가능한 공간을 갖고 있어 전기전도도가 우수하다.
그래파이트의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 25 중량부인 것이 바람직하다. 이는 5 중량부 미만인 경우에는 전자파 차폐 성능이 떨어지게 되고, 25 중량부 초과인 경우에는 수지와 탄소 나노 튜브간의 상용성에 문제가 생길 수 있을 뿐만 아니라, 페이스트상의 조성물을 조제하는데 어려움이 있기 때문이다.
수지(resin)는 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 폴리에스테르계 수지인 것이 보다 바람직하다. 수지의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 60 중량부인 것이 바람직하다. 이는 10 중량부 미만인 경우에는 페이스트상의 조성물을 조제함에 있어서 필러들을 잡아둘 수 없게 되고, 60 중량부 초과인 경우에는 필러들의 역할을 구현해 낼 수 없기 때문이다.
용제는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 다가알콜 용제인 것이 바람직하다. 다가알콜 용제의 함량은 페이스트상의 조성물의 전체 함량 - (탄소 나노 튜브 함량 + 그래파이트 함량 + 수지 함량)이고, 경화 및 건조시에 거의 대부분 휘발된다.
또한, 본 발명은 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 제조 방법으로서, (a) 수지(resin)와 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브와 그래파이트(인상 흑연)을 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하는 단계; (b) 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하는 단계; 및 (c) 3-롤 밀링된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 캐스팅(casting)한 후, 경화 및 건조시키고 점착 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 폴리에스테르계 수지인 것이 보다 바람직하다. 수지의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 60 중량부인 것이 바람직하다.
다가알콜계 용제는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
탄소 나노 튜브는 시안기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기, 할라이드기, 질산기, 티오시안기, 티오황산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 작용기를 함유하는 것이 바람직하고, 탄소 나노 튜브의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 5 중량부인 것이 바람직하다.
그래파이트의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 25 중량부인 것이 바람직하다.
단계 (b)에서, 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하는 이유 는 분산 상태를 보다 양호하게 하기 위함이다.
단계 (c)에서, 캐스팅(casting)은 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 수행되고, 경화 및 건조는 당업계에 공지된 방법에 의해 수행되며, 점착 처리는 아크릴계 점착제를 이용하여 수행된다.
본 발명에 따르면, 경박단소형 전기·전자 및 통신 기기에 적용되어 그 내부에서 발생되는 열과 전자파를 효율적으로 방출, 차폐 및 흡수할 수 있는 롤 타입의 복합 시트를 경제적으로 양산할 수 있다. 본 발명의 롤 타입 복합 시트는 전기/전자 제품의 접합/결합 부위의 형태에 구애되지 않고 적용가능하다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 범주가 하기 실시예에 국한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항으로부터 도출되는 기술적 사상의 범위 내에서 하기 실시예의 다양한 변형, 수정 및 응용이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
실시예
실시예 1
셀룰로오스 에스테르 수지 28 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 26 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 29 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브 2 중량부와 그래파이트 15 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 차폐율, 전자파 흡수율 및 열전도도를 측정하였다. 전자파 차폐율(단위: dB)은 ASTM D4935 방법에 따라 직경이 133mm인 측정 시료를 준비하고 스펙트럼 분석기(미국 Agilent사의 Agilent N1996A 스펙트럼 분석기)를 이용하여 30MHz∼1GHz 범위의 주파수 대역에서 측정한 결과, 최대 50dB이었다. 전자파 흡수율(Ploss/Pin)은 측정 시료를 5cm＊5cm로 준비하여 10cm＊100cm인 마이크로-스트립(Micro-strip) 전송 기판의 신호 라인 위에 부착하여 측정한 결과, 1GHz의 주파수 대역에서 0.8 이상이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 15 W/m·K 이상이었다.
실시예 2
셀룰로오스 에스테르 수지 30 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 22.5 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 22.4 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브 0.1 중량부와 그래파이트 25 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 차폐율, 전자파 흡수율 및 열전도도를 측정하였다. 전자파 차폐율(단위: dB)은 ASTM D4935 방법에 따라 직경이 133mm인 측정 시료를 준비하고 스펙트럼 분석기(미국 Agilent사의 Agilent N1996A 스펙트럼 분석기)를 이용하여 30MHz∼1GHz 범위의 주파수 대역에서 측정한 결과, 최대 50dB이었다. 전자파 흡수율(Ploss/Pin)은 측정 시료를 5cm＊5cm로 준비하여 10cm＊100cm인 마이크로-스트립(Micro-strip) 전송 기판의 신호 라인 위에 부착하여 측정한 결과, 1GHz의 주파수 대역에서 0.1 이상이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 15 W/m·K 이상이었다.
실시예 3
셀룰로오스 에스테르 수지 30 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 30 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 31 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브 5 중량부와 그래파이트 4 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 차폐율, 전자파 흡수율 및 열전도도를 측정하였다. 전자파 차폐율(단위: dB)은 ASTM D4935 방법에 따라 직경이 133mm인 측정 시료를 준비하고 스펙트럼 분석기(미국 Agilent사의 Agilent N1996A 스펙트럼 분석기)를 이용하여 30MHz∼1GHz 범위의 주파수 대역에서 측정한 결과, 최대 10dB이었다. 전자파 흡수율(Ploss/Pin)은 측정 시료를 5cm＊5cm로 준비하여 10cm＊100cm인 마이크로-스트립(Micro-strip) 전송 기판의 신호 라인 위에 부착하여 측정한 결과, 1GHz의 주파수 대역에서 0.4 이상이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 4.5 W/m·K이었다.
실시예 4
셀룰로오스 에스테르 수지 28 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 35 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 35 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브 2 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이 스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 흡수율 및 열전도도를 측정하였다. 전자파 흡수율(Ploss/Pin)은 측정 시료를 5cm＊5cm로 준비하여 10cm＊100cm인 마이크로-스트립(Micro-strip) 전송 기판의 신호 라인 위에 부착하여 측정한 결과, 1GHz의 주파수 대역에서 0.7 이상이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 1.2 W/m·K이었다.
실시예 5
셀룰로오스 에스테르 수지 30 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 25 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 25 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 그래파이트 20 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 차폐율 및 열전도도를 측 정하였다. 전자파 차폐율(단위: dB)은 ASTM D4935 방법에 따라 직경이 133mm인 측정 시료를 준비하고 스펙트럼 분석기(미국 Agilent사의 Agilent N1996A 스펙트럼 분석기)를 이용하여 30MHz∼1GHz 범위의 주파수 대역에서 측정한 결과, 최대 50dB이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 9.5 W/m·K이었다.
실시예 6
셀룰로오스 에스테르 수지 30 중량부로 이루어진 수지(resin)와 부틸 카비톨 32 중량부 및 부틸카비톨아세테이트 33.9 중량부로 이루어진 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브 0.1 중량부와 그래파이트 4 중량부를 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하였다. 이어서, 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하여 분산 상태를 보다 양호하게 하였다. 이어서, 3-롤 밀링된 상기 페이스상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 캐스팅한 후, 경화 및 건조시키고, 아크릴계 점착제를 이용하여 점착 처리하였다.
생성된 박형의 롤 타입 복합 시트에 대하여 전자파 차폐율, 전자파 흡수율 및 열전도도를 측정하였다. 전자파 차폐율(단위: dB)은 ASTM D4935 방법에 따라 직경이 133mm인 측정 시료를 준비하고 스펙트럼 분석기(미국 Agilent사의 Agilent N1996A 스펙트럼 분석기)를 이용하여 30MHz∼1GHz 범위의 주파수 대역에서 측정한 결과, 최대 10dB이었다. 전자파 흡수율(Ploss/Pin)은 측정 시료를 5cm＊5cm로 준비하 여 10cm＊100cm인 마이크로-스트립(Micro-strip) 전송 기판의 신호 라인 위에 부착하여 측정한 결과, 1GHz의 주파수 대역에서 0.1 이상이었다. 열전도도(단위: W/m·K)는 가로, 세로가 각각 50mm인 정사각형 모양의 시편을 준비하여 ASTM D 5470 방법에 따라 측정한 결과, 4.5 W/m·K이었다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 제조를 위한 공정도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 전자파 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 전자파 차폐율을 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 다기능 복합 시트층
20: PET 이형 필름층 또는 도금 원단층

Claims (12)

  1. 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지(resin)와 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 다가알콜 용제에 순도가 90% 이상이며 길이가 50nm 내지 2㎛인 탄소 나노 튜브와 분자의 결정 구조가 육각의 비늘 형상인 그래파이트(인상 흑연)가 균일하게 분산된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단 상에 캐스팅한 후 경화 및 건조시키고 점착 처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    탄소 나노 튜브는 시안기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기, 할라이드기, 질산기, 티오시안기, 티오황산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 작용기를 함유하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    탄소 나노 튜브의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    그래파이트의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수지의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    롤 타입 복합 시트의 총 두께는 10∼200㎛인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트.
  7. 전자파 차폐 및 흡수와 방열 특성이 향상된 롤 타입 복합 시트의 제조 방법으로서,
    (a) 수지(resin)와 다가알콜계 용제에 탄소 나노 튜브와 그래파이트(인상 흑 연)을 소량씩 첨가하여 균일하게 분산 및 교반하여 페이스트상의 조성물을 조제하는 단계;
    (b) 상기 페이스트상의 조성물을 3-롤 밀링(3-roll milling)하는 단계; 및
    (c) 3-롤 밀링된 페이스트상의 조성물을 PET 이형 필름 또는 도금 원단에 캐스팅(casting)한 후, 경화 및 건조시키고 점착 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리아크릴계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되고, 수지의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    다가알콜계 용제는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 메틸렐로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    탄소 나노 튜브는 시안기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기, 할라이드기, 질산기, 티오시안기, 티오황산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이 상의 작용기를 함유하고, 탄소 나노 튜브의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    그래파이트의 함량은 페이스트상의 조성물 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    단계 (c)에서 캐스팅(casting)은 80∼140℃에서 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 수행되고, 점착 처리는 아크릴계 점착제를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
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