KR101337958B1 - 전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법에 관한 것으로서, 우수한 전자파 차폐 성능을 가지면서도 종래의 전도성 필러가 가지는 분산성의 문제가 해소될 수 있는 전자파 차페용 복합재와 그 제조 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위하여, 고분자 시트와; 상기 고분자 시트에 고정된 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하는 침상형 탄소나노튜브 층;으로 구성된 전자파 차폐용 복합재가 개시된다. 또한 탄소나노튜브 분산용액을 제조하는 과정; 상기 탄소나노튜브 분산용액을 고분자 시트 상에 도포하는 과정; 및 탄소나노튜브 분산용액이 도포된 고분자 시트를 건조한 후 고분자 시트 상의 탄소나노튜브를 침상 구조화하는 과정;을 포함하는 전자파 차폐용 복합재의 제조 방법이 개시된다.

Description

전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법{Electromagnetic wave shielding composite and manufacturing method for thereof}
본 발명은 전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 전자파 차폐 성능을 가지면서도 종래의 전도성 필러가 가지는 분산성의 문제가 해소될 수 있는 전자파 차페용 복합재와 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터나 전자제품, 통신기기 등의 급속한 발달과 대량 보급으로 인하여 전자파 발생이 증가하고 있고, 다양한 주파수 범위에서 전자파로 인한 잡음 발생이 급증하면서 전자제품 상호 간의 장애 현상이 나타나는 등 여러 문제점이 제기되고 있다.
특히, 차량에서 운전자와 보행자의 안전을 위한 여러 안전장치 및 편의장치에 전자장비가 적용되어 그 기능에 대한 소비자의 관심이 극대화되고 있는 상황에서, 전자장비에 들어가는 전자부품이나 회로들의 저전력화, 고집적화, 다기능화로 인한 전자부품 간 전자파 간섭의 억제, 전자파 차폐, 면역성 등 여러 측면에서 높은 신뢰성이 요구되고 있다.
종래의 경우 전자제품 간의 전자파 간섭을 효과적으로 억제하기 위해 전자제품을 금속 하우징(housing)으로 둘러싸서 전자파를 차폐하거나, 고가의 전자파 차폐 회로망을 구성하는 것이 최선의 방법이었다.
그러나, 금속으로 전자제품을 감싸는 경우 고가의 금형 제작비가 소요됨은 물론, 금속 자체의 중량으로 인해 연비 향상을 위한 차량 경량화 측면에 있어서 불리해지는 문제가 있다.
이에 전자제품을 감싸는 전자파 차폐 소재로 금속을 사용하는 대신 기능성 고분자 플라스틱을 사용하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 고분자 플라스틱을 기능화하기 위해(즉, 금속과 같이 전기전도성을 부여하기 위해) 고분자 내에 전기전도성 필러(filler)를 첨가한 복합재료가 검토되고 있다.
그러나, 고분자 내에 전도성 필러를 첨가하는 과정에서 고분자 성형 공정인 압출 및 사출에 의한 방법을 이용하여야 하므로 고분자 내에 전도성 필러를 고르게 분산 및 분포시키기가 어렵다.
이와 같은 분산의 어려움을 해결하기 위해 전도성 필러의 표면 처리, 필러와 고분자 간의 상용성을 증가시키는 상용화제의 첨가 등 다양한 방법들이 제시되고 있으나, 여전히 분산의 어려움을 해결하지 못하고 있는 실정이다.
이에 전자파 차폐 및 흡수 필러로 나노물질이 검토되고 있으며, 특히 자성 금속 입자로 철, 코발트, 니켈 등의 강자성 입자와, 전도성 탄소나노소재인 탄소섬유(carbon fiber), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene) 등이 그 후보군으로 검토되고 있다.
그러나, 금속 입자는 고분자와의 비중 차이로 인해 용융 압출 및 사출 성형시에 고분자 내 쏠림이 발생하고, 탄소나노소재는 나노 크기의 입자 간 반 데르 발스(Van der Waals) 힘에 의해 뭉침(aggregates) 현상이 심하게 발생한다.
이러한 고분자 내 분산을 해결하기 위해 이종의 필러를 혼합하여 분산성을 향상시키려 하고 있지만, 고분자 용융시 고분자 내 고른 분포에는 큰 도움이 되지 않는다.
또한 고분자 내 필러의 함량이 총 중량 대비 10% 이상인 경우 가격경쟁력에도 큰 의미가 없기 때문에, 10% 미만에서 금속만큼의 전자파 차폐 효과를 얻기가 매우 어려운 실정이다.
탄소나노튜브에 대해 좀더 설명하면, 이는 탄소 원자로 이루어진 긴 튜브 모양의 나노 직경을 가진 물질로, 구리보다 1000배나 전기전도도가 높고, 강철의 100배 수준인 높은 강도 및 탄성계수를 가지며, 직경 대비 길이에 대한 종횡비(aspect ratio)의 값이 크다.
따라서, 고분자 매트릭스에 탄소나노튜브를 분산시킨 고분자 복합재는 동일 무게 대비 높은 강성을 나타내는 재료, 전도성 재료, 전자파 차폐용 재료 등과 같은 기능성 재료로 이용할 수 있다는 점에서 주목받고 있다.
그러나, 탄소나노튜브는 미세한 분말상태 그 자체로는 여러 응용분야에 사용되기가 어렵고, 탄소나노튜브의 우수한 특성들을 효과적으로 발현시키기 위해 반드시 기지 재료나 다른 소재와 복합화하여 사용해야 한다.
이에 탄소나노튜브의 분산 기술이 필요한데, 고분자 내에 탄소나노튜브를 고르게 분산시키는 것이 전자파 차폐 성능을 결정하는 중요한 요소이나, 이러한 분산 문제를 개선하는데 한계가 있는 것이 사실이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 우수한 전자파 차폐 성능을 가지면서도 종래의 전도성 필러가 가지는 분산성의 문제가 해소될 수 있는 전자파 차페용 복합재와 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 전자파 차폐용 복합재로서, 고분자 시트와; 상기 고분자 시트에 고정된 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하는 침상형 탄소나노튜브 층;으로 구성된 전자파 차폐용 복합재를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 침상형 탄소나노튜브 층은, 상기 고분자 시트에 부착된 탄소나노튜브로 이루어지는 면상의 지지층과; 상기 지지층 및 고분자 시트에서 부분적으로 박리된 탄소나노튜브의 침상 부분으로 이루어지고, 상기 지지층에 의해 고정 지지되는 침상층;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은, 전자파 차폐용 복합재를 제조하는 방법으로서, 탄소나노튜브 분산용액을 제조하는 과정; 상기 탄소나노튜브 분산용액을 고분자 시트 상에 도포하는 과정; 및 탄소나노튜브 분산용액이 도포된 고분자 시트를 건조한 후 고분자 시트 상의 탄소나노튜브를 침상 구조화하는 과정;을 진행하여, 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하는 침상형 탄소나노튜브 층이 고분자 시트에 고정된 복합재를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 탄소나노튜브를 침상 구조화하는 과정은, 상기 탄소나노튜브가 고정된 고분자 시트에 접착테이프를 접착한 후 떼어내어 탄소나노튜브를 부분적으로 박리시킴으로써 상기 침상 부분을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법에 의하면, 고분자 표면에 탄소나노튜브의 침상 구조를 형성함으로써 전자파 흡수 및 차폐 성능을 향상시킨 전자파 차폐 소재를 제공할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 복합재에서는 전자파가 인가 및 방출되는 전도층이 침상 구조화되어 있어 전자파의 흐름을 효과적으로 유도 및 차폐하므로 고주파 영역에서의 전자파 차폐 성능이 더욱 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합재의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의거 고분자 시트 상에 탄소나노튜브 침상 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합재에서 침상형 탄소나노튜브 층을 촬영한 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예와 비교예의 전자파 차폐 성능 시험 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 전기전도성 탄소나노소재 중에서도 탄소나노튜브를 이용하여 고분자 시트와 탄소나노튜브 층으로 이루어지는 전자파 차폐용 복합재와 그 제조 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 고분자 내에 전도성 필러를 분산시키는 종래의 방식 대신, 고분자 표면에 탄소나노튜브의 침상(針狀) 구조를 형성하여 전자파의 흡수 및 차폐 성능을 향상시킨 것에 주된 특징이 있는 것이다.
침상형 탄소나노튜브로 이루어진 전기전도층을 가지는 본 발명의 복합재에서는, 제조 공정 중 필러를 고분자 내에 고르게 분산시켜야 하는 문제가 해소될 수 있음은 물론, 전자파가 인가 및 방출되는 전도층이 침상 구조화되어 있어 전자파의 흐름을 효과적으로 유도 및 차폐하므로, 고주파 영역에서의 전자파 차폐 성능이 더욱 향상될 수 있는 이점이 있다.
탄소나노튜브는 지름 대 길이의 종횡비가 1000 이상의 매우 우수한 전기전도성 나노물질로, 탄소나노튜브의 침상 구조를 형성하게 되면, 고분자 내 전도성 필러로 탄소나노튜브를 사용하거나 금속의 전도성 차폐막을 사용하는 것을 뛰어넘는 우수한 다중 성능(차폐와 흡수)을 부여할 수 있다.
즉, 탄소나노튜브의 침상 구조에서는 침상형 탄소나노튜브가 전자파를 안테나와 같이 유도하여 원하는 위치 혹은 부분에 집속할 수 있고, 침상 구조에 다양한 나노입자를 접합(attachment)하는 경우 유도된 전자파를 즉시 흡수하도록 할 수 있다.
이때, 침상 구조의 지지체(하기 지지층임)도 전도층이 되어 유도된 전차파를 차폐할 수 있게 되고, 차폐 반사에 의해 전자파를 원하는 방향 및 상쇄 간섭이 일어나게 할 수 있으므로 차폐 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 복합재의 구성에 대해 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합재의 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 이에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 복합재(10)는 고분자 시트(11)와, 상기 고분자 시트(11)에 고정된 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하여 이루어지는 침상형 탄소나노튜브 층(12)으로 구성된다.
이때, 침상형 탄소나노튜브 층(12)은 고분자 시트(11) 표면 중 일면에 형성되거나 양면 모두에 형성될 수 있으며, 각 면에 형성된 침상형 탄소나노튜브 층(12)이 세부적으로는 탄소나노튜브로 이루어진 지지층(12a)과 침상층(12b)으로 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 본 발명의 복합재(10)에서는, 고분자 시트(11)에 고정된 탄소나노튜브 층이, 고분자 시트(11) 표면에 부착된 탄소나노튜브로 이루어지는 대략 면상의 지지층(12a)과, 상기 지지층(12a) 및 고분자 시트(11)에서 부분적으로 박리된 탄소나노튜브의 침상 부분으로 이루어지고 지지층(12a)에 의해 고정 지지되는 침상층(12b)으로 구성된다.
상기 지지층(12a)은, 전체 부분이 고분자 시트(11) 표면과 대략 평행하게 배향된 상태를 유지하면서 고정되는 탄소나노튜브들, 그리고 적어도 일부 이상이 침상 구조를 이루고 있는 탄소나노튜브에서 침상 부분을 제외한 나머지 고정된 부분으로 구성된다.
상기 지지층(12a)은 고분자 시트(11) 표면에서 소정 두께의 층을 이루어 침상 구조(즉, 침상층)를 지지하는 지지체의 역할을 하고, 이 역시 탄소나노튜브로 이루어진 부분이므로 전도층이 된다.
그리고, 침상층(12b)은 지지층(12a) 및 고분자 시트(11)로부터 박리된 나노튜브 부분, 즉 침 형상으로 돌출된 나노튜브의 침상 부분들로 구성되는 것으로서, 침상 부분을 갖는 각 나노튜브는 그 침상 부분을 제외한 적어도 일부 이상이 지지층(12a)을 이루면서 고분자 시트(11)에 고정된다.
본 발명에서 탄소나노튜브로는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWNT), 및 다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다.
또한 지지층(12a)과 침상층(12b)으로 이루어진 침상형 탄소나노튜브 층(12)에서, 침상층(12b)의 두께(d2)를 지지층(12a) 두께(d1)의 1/10 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이때, 지지층(12a)의 두께(d1)는 5 ~ 100 ㎛의 범위가, 침상층(12b)의 두께(d2)는 0.1 ~ 10 ㎛의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 침상층(12b)의 두께(d2)를 0.1 ㎛ 미만으로 하면 고분자 시트(11)에 고정된 지지층(12a)에 의해 침상 구조의 역할이 저하될 수 있고, 침상층(12b)의 두께(d2)를 10 ㎛보다 크게 하면 제조 후 침상 구조를 유지하는 것이 매우 어렵게 된다.
또한 지지층(12a)의 두께(d1)를 5 ㎛ 미만으로 하면 너무 얇은 두께로 인해 침상층(12b)을 형성하는 공정, 즉 침상 구조를 형성하기 위해 탄소나노튜브를 부분적으로 박리하는 공정(접착테이프로 박리하는 과정)에서 지지층(12a)이 고분자 시트(11)로부터 쉽게 떨어지는 문제가 있다.
반면 지지층(12a)의 두께(d1)가 100 ㎛를 초과하는 경우 침상층(12b)의 두께(d2)가 지지층(12a) 두께(d1)의 1/10보다 작아지므로 침상 구조의 성능을 효과적으로 발휘하기가 어렵게 된다.
특히, 광대역의 고주파 영역의 전자파 차폐에 있어서는 주파수의 파장이 짧기 때문에 지지층(12a)에 대한 침상층(12b)의 두께 비율을 크게 하는 것이 입사되는 전자파의 유도를 증가시켜 차폐 및 흡수 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 탄소나노튜브의 침상에 의한 전자파 유도가 가능하게 하기 위해서 이웃한 탄소나노튜브의 침상 부분 간 간격을 최소화할 필요가 있으나, 탄소나노튜브 간 반 데르 발스 힘을 고려하여, 이웃한 침상 부분 간 간격을 10 ~ 500 nm로 유지하는 것이 바람직하며, 침상 간의 간격을 500 nm보다 크게 하는 경우 원하는 차폐 성능을 얻을 수 없다.
한편, 본 발명의 복합재(10)에 사용되는 고분자 시트(11)로는 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리스타이렌, 폴리부틸테레프탈레이트, 스타이렌-아크릴로나이트로 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 물질로 이루어진 고분자 시트가 될 수 있다.
또한 본 발명에서 사용되는 고분자 시트(11)로 종래의 전기전도성 필러가 고분자 내에 분산된 형태의 시트가 사용될 수도 있다.
이상으로 고분자 시트(11)의 표면에 침상형 탄소나노튜브 층(12)이 형성된 복합재(10)의 구성에 대해 설명하였는바, 이러한 본 발명의 복합재 시트는 전자장치나 전자부품의 전자파 차폐용 하우징을 제작하는데 사용할 수 있으며, 전자파 차폐 소재로서 우수한 차폐 및 흡수 성능을 나타내게 된다.
또한 침상형 탄소나노튜브 층(12)을 고분자 시트(11) 양면에 형성할 수 있으므로 제작된 하우징의 내부와 외부 모두에 침상형 탄소나노튜브 층(12)을 가질 수 있고, 이 경우 외부 인가되는 전자파의 차폐 및 흡수 성능을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한 고분자 하우징의 성형시 하우징의 굴곡 부분에서 굴곡 연신이 발생하는 문제, 고분자 내 전자파 차폐용 필러의 비균일성으로 인한 표면저항 감소 등의 발생이 없으므로 고집적회로의 전자파 차폐에도 적용 가능한 이점이 있다.
다음으로, 상술한 복합재의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의거 고분자 시트(11) 상에 탄소나노튜브 침상 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면으로, 고분자 시트(11) 상에 탄소나노튜브 침상 구조를 형성하는 본 발명의 제조 방법은, 탄소나노튜브 분산용액을 제조하는 과정, 고분자 시트(11) 상에 탄소나노튜브 분산용액(12c)을 도포하는 과정, 탄소나노튜브 분산용액(12c)이 도포된 고분자 시트(11)를 건조한 뒤 고분자 시트(11) 상의 탄소나노튜브를 침상 구조화시키는 과정을 포함하여 구성되며, 이를 통해 고분자 시트(11) 표면에 침상형 탄소나노튜브 층(12)이 형성된 복합재(10)를 제조할 수 있게 된다.
이와 같은 제조 과정에서, 분산용액의 제조 과정은 여러 가닥이 꼬인 형태로 제공되는 탄소나노튜브의 가닥을 풀어주면서 탄소나노튜브를 원하는 길이를 만들어주는 전처리 과정을 포함한다.
전처리 과정은 탄소나노튜브와 분산액을 혼합한 뒤 초음파 분산기를 사용하여 분산하고, 이어 테플론(Teflon) 필터를 이용하여 탄소나노튜브를 거른 뒤 건조하는 것으로 진행될 수 있다.
이와 같이 초음파 분산기를 사용하여 분산하게 되면 탄소나노튜브의 길이를 적절한 길이로 조절하는 것이 가능하다.
전처리 과정 후 건조된 탄소나노튜브를 분산액에 고르게 분산시켜 최종의 분산용액을 제조하는데, 이후 고분자 시트(11)의 표면에 분산용액(12c)을 도포하는 과정에서 고분자 시트(11)의 표면과 탄소나노튜브 간의 접착력을 향상시키기 위해서는 분산용액의 제조시에 별도의 유, 무기 바인더를 첨가하게 된다.
이때, 바인더로는 아크릴, 우레탄, 아크릴-우레탄, 글라스 프릿(glass frit), 실란 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 탄소나노튜브 분산용액(12c)를 제조한 후에는 이를 고분자 시트(11) 상에 도포하여야 하는데, 이때 도포하는 방법으로 침지(soaking)법을 사용하여 고르게 도포할 수 있다.
이어 분산용액(12c)이 도포된 고분자 시트(11)를 건조한 뒤 고분자 시트 상의 탄소나노튜브를 침상 구조화하는데, 침상 구조화의 방법으로는 고강도 접착테이프(예를 들면, 접착력이 50g/25mm 이상인 접착테이프)를 탄소나노튜브가 접착된 고분자 시트(11) 표면에 접착한 뒤 떼어내는 방법이 이용될 수 있다.
이때, 고분자 시트(11) 표면에 접착테이프를 접착한 뒤 소정 시간 이내(예를 들면, 60초 이내)에 박리시켜 탄소나노튜브를 침상 구조화하는데, 접착테이프가 박리되는 순간 고분자 시트(11) 표면 및 지지층(12a) 표면으로부터 탄소나노튜브가 부분적으로 박리되면서, 결국 탄소나노튜브의 일부분이 박리되어 침상을 이루는 구조, 즉 상술한 침상층(12b)이 형성될 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 상술한 제조 과정에 의하면, 고분자 시트(11)의 표면에 전자파 차폐를 위한 전기전도층으로서 침상형 탄소나노튜브 층(12)이 고정된 반영구적인 구조체를 제조할 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거 더욱 상세하게 설명하는바, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
1) 탄소나노튜브 분산용액의 제조
다중벽 탄소나노튜브 100 g 과 500 ml의 메탄올(methanol)을 섞고 초음파 분산기를 사용하여 10분간 분산하였다. 이후 테플론 필터를 이용하여 탄소나노튜브를 거르고, 100 ℃의 오븐에서 24시간 동안 건조하였다. 건조된 다중벽 탄소나노튜브 100 g과 터피네올(terpineol) 100 g을 유발에 넣고 고르게 섞어주었으며, 이후 섞은 탄소나노튜브-터피네올 분산액에 20 ml의 에탄올(ethanol)과 바인더로 아크릴-우레탄 20 ml를 넣고 다시 유발에서 고르게 섞어주었다. 고르게 섞은 분산용액에 글라스 프릿 5 g과 에톡시실란(ethoxy silane) 1 ml를 넣고 3-롤 밀(roll mil)을 이용하여 점도 1000 cps 이상의 탄소나노튜브 분산용액을 제조하였다.
2) 고분자 시트 상에 탄소나노튜브 분산용액 도포
제조된 탄소나노튜브 분산용액에 폴리프로필렌 고분자 시트를 10 초 내로 침지시킨 다음, 탄소나노튜브 분산용액이 흘러내리도록 고분자 시트를 세로방향으로 세워 빼내었으며, 이후 탄소나노튜브 분산용액이 도포된 고분자 시트를 세운 상태로 200 ℃ 오븐에 넣고 2 시간 동안 건조하였다.
3) 탄소나노튜브 침상 구조 복합재 제조
탄소나노튜브 분산용액이 건조된 고분자 시트 상에 고접착력(50g/25mm 이상)의 접착테이프를 부착하고, 고분자 시트에 부착된 접착테이프를 고분자 시트를 기준으로 90°각도로 잡아당겨 고분자 시트 표면의 탄소나노튜브를 침상 구조화하였다.
도 3은 최종 완성된 침상형 탄소나노튜브 층을 촬영한 SEM 사진으로서, 미도시된 고분자 시트의 표면에서 대략 면상의 적층 구조를 이루고 있는 지지층과, 이 지지층에서 침상 구조로 돌출 형성된 탄소나노튜브들을 보여주고 있다.
한편, 상술한 실시예에 의거 제조된 복합재의 전자파 차폐 성능을 확인하기 위해 실시예의 복합재 시트에 대해 Agilent 사의 E8362B 장비를 이용하여 1 GHz에서 투과되지 않는 전자파의 양을 측정하였다.
도 4는 전자파 차폐 성능의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
시험 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 침상형 탄소나노튜브 층을 갖는 실시예의 복합재 시트가 23 dB 을 나타내었으며, 비교예로 동일한 탄소나노튜브를 전도성 필러로 사용한 종래의 고분자 시트(실시예와 동일 재질)의 경우 15 dB을 나타내었는바, 실시예의 복합재 시트에서 1.6 배 높은 차폐율을 보였다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 전자파 차폐용 복합재
11 : 고분자 시트
12 : 탄소나노튜브 분산용액
12a : 지지층
12b : 침상층

Claims (14)

  1. 전자파 차폐용 복합재로서,
    고분자 시트와, 상기 고분자 시트에 고정된 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하는 침상형 탄소나노튜브 층으로 구성되고,
    상기 침상형 탄소나노튜브 층은 상기 고분자 시트에 부착된 탄소나노튜브로 이루어지는 면상의 지지층과, 상기 지지층 및 고분자 시트에서 부분적으로 박리된 탄소나노튜브의 침상 부분으로 이루어지고 상기 지지층에 의해 고정 지지되는 침상층으로 구성되며,
    상기 이웃한 탄소나노튜브의 침상 부분 간 간격이 10 ~ 500 nm로 유지되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 침상형 탄소나노튜브 층이 고분자 시트 표면 중 일면에 형성되거나 양면 모두에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWNT), 및 다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고분자 시트는 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리스타이렌, 폴리부틸테레프탈레이트, 및 스타이렌-아크릴로나이트로 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질로 이루어진 고분자 시트인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 침상층의 두께가 지지층 두께의 1/10 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    지지층의 두께가 5 ~ 100 ㎛이며, 침상층의 두께가 0.1 ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재.
  8. 삭제
  9. 전자파 차폐용 복합재를 제조하는 방법으로서,
    탄소나노튜브 분산용액을 제조하는 과정과, 상기 탄소나노튜브 분산용액을 고분자 시트 상에 도포하는 과정과, 탄소나노튜브 분산용액이 도포된 고분자 시트를 건조한 후 고분자 시트 상의 탄소나노튜브를 침상 구조화하는 과정을 진행하여, 탄소나노튜브들의 침상 부분을 포함하는 침상형 탄소나노튜브 층이 고분자 시트에 고정된 복합재를 제조하되,
    상기 침상형 탄소나노튜브 층은 상기 고분자 시트에 부착된 탄소나노튜브로 이루어지는 면상의 지지층과, 상기 지지층 및 고분자 시트에서 부분적으로 박리된 탄소나노튜브의 침상 부분으로 이루어지고 상기 지지층에 의해 고정 지지되는 침상층으로 구성하고,
    상기 이웃한 탄소나노튜브의 침상 부분 간 간격이 10 ~ 500 nm로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 탄소나노튜브를 침상 구조화하는 과정은,
    상기 탄소나노튜브가 고정된 고분자 시트에 접착테이프를 접착한 후 떼어내어 탄소나노튜브를 부분적으로 박리시킴으로써 상기 침상 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 침상형 탄소나노튜브 층을 고분자 시트 표면 중 일면에 형성하거나 양면 모두에 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWNT), 및 다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 고분자 시트는 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리스타이렌, 폴리부틸테레프탈레이트, 및 스타이렌-아크릴로나이트로 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질로 이루어진 고분자 시트인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 복합재의 제조방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 분산용액을 탄소나노튜브와 분산액, 바인더를 사용하여 제조하고, 상기 바인더로 아크릴, 우레탄, 아크릴-우레탄, 글라스 프릿, 또는 실란을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자파 차페용 복합재의 제조방법.

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