KR102416808B1

KR102416808B1 - 복합재

Info

Publication number: KR102416808B1
Application number: KR1020180116435A
Authority: KR
Inventors: 유동우; 이진규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-07-05
Also published as: KR20200036596A

Abstract

본 출원은, 복합재에 대한 것이다. 본 출원은 높은 투자율을 가지고, 유연성 등 기계적 물성도 우수한 복합재를 제공할 수 있다. 상기 복합재는 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 전자파 차폐 재료 등으로 사용될 수 있다.

Description

복합재{Composite Material}

본 출원은 복합재에 대한 것이다.

높은 투자율을 가지는 재료는, 다양한 용도에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기와 같은 재료는, EMC core, 저출력 고인덕턴스 공명회로 또는 광대역 변압기 등을 포함한 다양한 장치 내지 소재로 사용될 수 있으며, 전파 흡수체로도 사용될 수 있다.

통상적으로 높은 투자율을 가지는 재료로 사용되는 것은, 투자율이 높은 금속을 압연하거나, 금속 입자를 필러로 사용하여 제조한 고분자 복합 필름 형태의 재료이다.

그렇지만, 압연 등의 방식은 금속 소재의 투자율을 높이기 위해서 다성분(multicomponent)의 재료를 사용하거나, 필름상에서 결정화를 진행하기 때문에 공정이 복잡하며 가격이 높은 문제가 있다.

또한, 필러로서 금속 입자를 사용하는 경우에는 높은 투자율을 확보하기 위해서 금속 입자의 사용량을 증가시켜야 하는데, 이러한 경우에 필름의 유연성이 떨어진다.

본 출원은, 복합재에 대한 것이다. 본 출원은 높은 투자율을 가지고, 유연성 등 기계적 물성도 우수한 복합재를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. 상기 복합재는 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 전자파 차폐 재료 등으로 사용될 수 있다.

본 출원은 복합재에 대한 것이다. 본 출원의 복합재는, 전도성 금속 성분을 가지는 금속폼으로 형성되는 제 1 영역과 연자성 금속 성분을 가지는 금속폼으로 형성되는 제 2 영역을 포함할 수 있다.

상기와 같은 형태의 본 출원의 복합재는, 높은 투자율을 나타내며, 금속폼으로 형성되어 유연성 등 기계적 물성도 우수하다.

상기 복합재는 금속폼이 가지는 특유의 표면적 및 기공 특성과 금속폼의 소재에 의한 복합 반사(multiple reflection) 및 흡수(absorption) 등에 의해서 높은 투자율의 소재로 형성될 수 있으며, 금속폼의 적용을 통해 상기 재료에 우수한 기계적 강도 및 유연성을 확보할 수 있다.

본 명세서에서 용어 금속폼 또는 금속 골격은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼 또는 금속 골격의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%, 99 중량% 또는 98 중량% 정도일 수 있다.

본 명세서에서 용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하, 약 98% 이하, 약 95% 이하, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하 또는 약 75% 이하 정도일 수 있다. 상기 기공도는 금속폼 등의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 것이다. 용어 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는한, 온도의 단위는 ℃이다.

복합재에 포함되는 금속폼의 형태는 특별히 제한되지는 않으나, 일 예시에서 필름, 시트 또는 층 형상일 수 있다. 이하 본 명세서에서는 상기 필름, 시트 또는 층 형상의 금속폼은 금속폼층으로 불릴 수 있다.

예를 들면, 상기 제 1 영역과 제 2 영역은 각각 금속폼층이고, 이 때 상기 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층이 서로 적층되어 있을 수 있다. 도 1은 상기 구조의 모식도로서, 제 1 영역의 금속폼층(10)과 제 2 영역의 금속폼층(20)이 서로 적층된 경우를 보여준다.

복합재에서 금속폼은 이하의 기공 특성을 가질 수 있다. 하기 기술하는 기공 특성은 제 1 영역 및 제 2 영역의 금속폼이 일체화된 복합재 전체에 대한 범위이거나, 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역의 금속폼에 대한 범위일 수 있다. 일 예시에서 제 1 영역의 금속폼과 제 2 영역의 금속폼은 각각 독립적으로 하기 기술한 기공 특성을 가질 수 있으며, 이 때 각 금속폼의 기공 특성은, 서로 동일하거나 다른 기공 특성을 가질 수 있다.

복합재에서 상기 금속폼은, 기공도(porosity)가 약 10% 이상일 수 있다. 이러한 기공도를 가지는 금속폼은, 적합한 네트워크를 형성하고 있는 다공성의 금속 골격을 가지고, 따라서 해당 금속폼을 소량 적용하는 경우에도 높은 투자율을 확보할 수 있다. 다른 예시에서 상기 기공도는, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상 또는 70% 이상이거나, 99% 이하, 98% 이하, 약 95% 이하, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하 또는 약 75% 이하 정도일 수 있다.

적절한 투자율 등을 확보하기 위해서 상기 금속폼의 기공 특성은 추가로 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속폼은 대략 구형, 니들(needle)형 또는 랜덤(random)형의 기공을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속폼은 최대 기공의 크기가 약 100 μm 이하, 약 90 μm 이하, 약 80 μm 이하, 약 70 μm 이하, 약 60 μm 이하, 약 50 μm 이하, 45 μm 이하, 40 μm 이하, 35 μm 이하 또는 30 μm 이하 정도일 수 있다. 상기 최대 기공 크기는 다른 예시에서 약 2 μm 이상, 4 μm 이상, 6 μm 이상, 8 μm 이상, 10 μm 이상, 12 μm 이상, 14 μm 이상, 16 μm 이상, 18 μm 이상, 20 μm 이상, 22 μm 이상, 24 μm 이상 또는 26 μm 이상일 수 있다.

상기 금속폼의 전체 기공 중에서 85% 이상의 기공은 기공 크기가 10 μm 이하일 수 있으며, 65% 이상의 기공의 기공 크기는 5 μm 이하일 수 있다. 상기에서 10 μm 이하 또는 5 μm 이하의 기공 크기를 가지는 기공의 기공 크기의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 상기 기공 크기는 일 예시에서 약 0 μm 초과, 0.1 μm 이상, 0.2 μm 이상, 0.3 μm 이상, 0.4 μm 이상, 0.5 μm 이상, 0.6 μm 이상, 0.7 μm 이상, 0.8 μm 이상, 0.9 μm 이상, 1 μm 이상, 1.1 μm 이상, 1.2 μm 이상, 1.3 μm 이상, 1.4 μm 이상, 1.5 μm 이상, 1.6 μm 이상, 1.7 μm 이상, 1.8 μm 이상, 1.9 μm 이상 또는 2 μm 이상일 수 있다.

상기에서 10 μm 이하의 기공 크기의 기공은, 전체 기공 중에서 100% 이하, 95% 이하 또는 90% 이하 정도일 수 있고, 5 μm 이하의 기공 크기를 가지는 기공이 비율은, 전체 기공 중에서 100% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하 또는 70% 이하 정도일 수 있다.

이러한 기공 분포 내지 특성에 의해서 목적하는 복합재의 제조가 가능할 수 있다. 상기 기공의 분포는, 예를 들어, 상기 복합재 또는 금속폼이 필름, 시트 또는 층 형태인 경우에는 상기 필름, 시트 또는 층의 장축 방향을 기준으로 정해지는 것일 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼층의 두께는 목적하는 투자율 등의 특성을 고려하여 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층의 합계 두께는 대략 10 μm 내지 2,000 μm의 범위 내일 수 있다. 상기 합계 두께는 다른 예시에서 20 μm 이상, 30 μm 이상, 40 μm 이상, 50 μm 이상, 60 μm 이상, 70 μm 이상, 80 μm 이상, 90 μm 이상 또는 100 μm 이상이거나, 1,900 μm 이하, 1,800 μm 이하, 1,700 μm 이하, 1,600 μm 이하, 1,500 μm 이하, 1,400 μm 이하, 1,300 μm 이하, 1,200 μm 이하, 1,100 μm 이하, 1,000 μm 이하, 900 μm 이하, 800 μm 이하, 700 μm 이하, 600 μm 이하, 500 μm 이하, 400 μm 이하, 300 μm 이하 또는 200 μm 이하 정도일 수도 있다.

상기에서 제 1 영역의 금속폼층의 두께(T1) 및 제 2 영역의 금속폼층의 두께(T2)의 비율(T2/T1)은, 0.2 내지 10의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(T2/T1)은 다른 예시에서 대략 0.3 이상, 0.35 이상 또는 0.4 이상이거나, 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하, 5 이하, 4 이하 또는 3.5 이하 정도일 수도 있다.

본 명세서에서 두께는 해당 대상의 두께가 일정하지 않은 경우에는, 그 대상의 최소 두께, 최대 두께 또는 평균 두께일 수 있다.

위와 같은 두께 제어를 통해 목적하는 특성의 복합재의 제공이 가능할 수 있다.

상기 금속폼 중에서 제 1 영역을 형성하는 금속폼은 전도성 금속 성분의 금속폼일 수 있다. 용어 전도성 금속 성분은, 전도성의 금속 또는 금속 합금을 의미할 수 있다. 본 출원에서 용어 전도성의 금속 또는 금속 합금은, 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 금속 합금을 의미할 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다

전도성 금속 성분의 금속폼은 상기 전도성 금속 성분으로만 이루어지거나, 상기 금속 성분을 주성분으로 포함하는 금속폼을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 금속폼은 전체 중량을 기준으로 상기 전도성 금속 성분을 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상 포함할 수 있다. 상기 전도성 금속 성분의 비율은 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%, 99 중량% 또는 98 중량% 정도일 수 있다.

구체적인 전도성 금속 성분의 예로는 니켈, 철, 코발트, 은, 구리, 금, 알루미늄, 칼슘, 텅스텐, 아연, 리튬, 철, 백금, 주석, 납, 티탄, 망간, 마그네슘 또는 크롬 등이나, 이들 중 2종 이상의 합금 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 그렇지만, 본 출원에서는 상기 소재에 추가로 적절한 전도성을 띄는 것으로 알려진 다양한 소재가 적용될 수 있다.

위와 같은 제 1 영역의 금속폼은, 단독으로 50kHz 내지 3GHz의 범위 내에서 80 dB 이상의 차폐 효율을 나타내도록 설계될 수 있으며, 이는 전술한 기공 특성을 가지도록 상기 소재를 사용하여 금속폼을 형성함으로써 달성할 수 있다.

상기 제 2 영역의 금속폼은 연자성 금속 성분의 금속폼일 수 있다. 용어 연자성 금속 성분은, 연자성의 금속 또는 금속 합금이며, 이 때 연자성의 규정은 업계에서 공지된 바와 같다. 상기에서 연자성 금속 성분의 금속폼은 연자성 금속 성분으로만 이루어지거나, 상기 금속 성분을 주성분으로 포함하는 금속폼을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 금속폼은 전체 중량을 기준으로 상기 연자성 금속 성분을 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상 포함할 수 있다. 상기 연자성 금속 성분의 비율은 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%, 99 중량% 또는 98 중량% 정도일 수 있다.

연자성 금속 성분의 예로는 Fe/Ni 합금, Fe/Ni/Mo 합금, Fe/Al/Si 합금, Fe/Si/B 합금, Fe/Si/Nb 합금, Fe/Si/Cu 합금 또는 Fe/Si/B/Nb/Cu 합금 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 Fe는 철, Ni는 니켈, Mo는 몰리브덴, Al은 알루미늄, Si는 실리콘, B는 붕소, Nb는 니오븀, Cu는 구리를 의미한다. 그렇지만, 본 출원에서는 상기 소재에 추가로 연자성을 띄는 것으로 알려진 다양한 소재가 적용될 수 있다.

금속폼을 제조하는 방법은 다양하게 공지되어 있다. 본 출원에서는 이러한 공지의 방식으로 전술한 제 1 및/또는 제 2 영역의 금속폼을 제조하여 적용할 수 있다. 이 때 제 1 영역의 금속폼과 제 2 영역의 금속폼을 일체로 형성하거나, 혹은 각각을 별도로 제조한 후에 이를 부착시켜 복합재를 형성할 수도 있다. 이러한 경우에 부착은 점착제층 또는 접착제층으로 수행할 수 있다. 따라서, 상기에서 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층이 적층되는 경우에 그 사이에 상기 점착제층이나 접착제층이 존재할 수 있다.

금속폼을 제조하는 방식으로는, 염 등의 기공 형성제와 금속의 복합 재료를 소결하는 방식, 고분자 폼 등의 지지체에 금속을 코팅하고, 그 상태로 소결하는 방식이나 슬러리법 등이 알려져 있다.

일 예시에서 본 출원의 복합재의 제조 방법은, 상기 연자성 금속 성분을 포함하는 금속폼 전구체를 소결하여 상기 제 2 영역을 형성하는 단계와 상기 전도성 금속 성분을 포함하는 금속폼 전구체를 소결하여 상기 제 1 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 단계는 동시에 또는 순차로 수행될 수 있고, 순차 수행되는 경우에 그 순서는 제한되지 않는다. 본 출원에서 용어 금속폼 전구체는, 상기 소결 등과 같이 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 금속폼이 생성되기 전의 구조체를 의미한다. 상기 금속폼 전구체는, 다공성 금속폼 전구체라고 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 금속폼 전구체라고 호칭될 수 있다.

본 출원의 일 예시에서 상기 금속폼 전구체는, 금속 성분, 분산제 및 바인더를 적어도 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수 있다.

금속 성분으로는 금속 분말이 적용될 수 있다. 금속 분말의 예는, 목적에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니며, 전술한 전도성 또는 연자성 금속 성분을 형성할 수 있는 금속의 분말 또는 금속 합금의 분말 또는 금속의 혼합물의 분말이 적용될 수 있다.

금속 분말(Metal Powder)의 크기도 목적하는 기공도나 기공 크기 등을 고려하여 선택되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기 금속 분말의 평균 입경은, 약 0.1㎛ 내지 약 200㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 0.5㎛ 이상, 약 1㎛ 이상, 약 2㎛ 이상, 약 3㎛ 이상, 약 4㎛ 이상, 약 5㎛ 이상, 약 6㎛ 이상, 약 7㎛ 이상 또는 약 8㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 150㎛ 이하, 100㎛ 이하, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하 또는 20㎛ 이하일 수 있다. 금속 입자 내의 금속으로는 서로 평균 입경이 상이한 것을 적용할 수도 있다. 상기 평균 입경은, 목적하는 금속폼의 형태, 예를 들면, 금속폼의 두께나 기공도 등을 고려하여 적절한 범위를 선택할 수 있다.

금속 분말의 평균 입경은, 공지의 입도 분석 방식에 의해 구해질 수 있고, 예를 들면, 상기 평균 입경은, 소위 D50 입경일 수 있다.

슬러리 내에서 금속 성분(금속 분말)의 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 점도나 공정 효율 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 예시에서 슬러리 내에서의 금속 성분의 비율은 중량을 기준으로 0.5 내지 95 % 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 1% 이상, 약 1.5% 이상, 약 2% 이상, 약 2.5% 이상, 약 3% 이상, 약 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

상기 금속폼 전구체는 상기 금속 분말과 함께 분산제와 바인더를 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수 있다.

상기에서 분산제로는, 예를 들면, 알코올이 적용될 수 있다. 알코올로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 펜탄올, 옥타놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 펜탄놀, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 글리세롤, 텍사놀(texanol) 또는 테르피네올(terpineol) 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 1가 알코올 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥산디올, 옥탄디올 또는 펜탄디올 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 2가 알코올 또는 그 이상의 다가 알코올 등이 사용될 수 있으나, 그 종류가 상기에 제한되는 것은 아니다.

슬러리는 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 바인더의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 성분이나 분산제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더(이하, 폴리비닐알코올 화합물로 호칭할 수 있다.) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기와 같은 슬러리 내에서 각 성분의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 이러한 비율은 슬러리를 사용한 공정 시에 코팅성이나 성형성 등의 공정 효율을 고려하여 조절될 수 있다.

예를 들면, 슬러리 내에서 바인더는 전술한 금속 성분 100 중량부 대비 약 1 내지 500 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 2 중량부 이상, 약 3 중량부 이상, 약 4 중량부 이상, 약 5 중량부 이상, 약 6 중량부 이상, 약 7 중량부 이상, 약 8 중량부 이상, 약 9 중량부 이상, 약 10 중량부 이상, 약 20 중량부 이상, 약 30 중량부 이상, 약 40 중량부 이상, 약 50 중량부 이상, 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 110 중량부 이상, 약 120 중량부 이상, 약 130 중량부 이상, 약 140 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 200 중량부 이상 또는 약 250 중량부 이상일 수 있고, 약 450 중량부 이하, 약 400 중량부 이하, 약 350 중량부 이하, 약 300 중량부 이하, 약 250 중량부 이하, 약 200 중량부 이하, 약 150 중량부 이하, 약 100 중량부 이하, 약 50 중량부 이하, 약 40 중량부 이하, 약 30 중량부 이하, 약 20 중량부 이하 또는 약 10 중량부 이하일 수 있다.

슬러리 내에서 분산제는, 상기 바인더 100 중량부 대비 약 10 내지 2,000 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 20 중량부 이상, 약 30 중량부 이상, 약 40 중량부 이상, 약 50 중량부 이상, 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 200 중량부 이상, 약 300 중량부 이상, 약 400 중량부 이상, 약 500 중량부 이상, 약 550 중량부 이상, 약 600 중량부 이상 또는 약 650 중량부 이상일 수 있고, 약 1,800 중량부 이하, 약 1,600 중량부 이하, 약 1,400 중량부 이하, 약 1,200 중량부 이하 또는 약 1,000 중량부 이하일 수 있다.

본 명세서에서 단위 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다.

슬러리는 필요하다면, 용매를 추가로 포함할 수 있다. 다만, 본 출원의 일 예시에 의하면, 상기 슬러리는 상기 용매를 포함하지 않을 수 있다. 용매로는 슬러리의 성분, 예를 들면, 상기 금속 성분이나 바인더 등의 용해성을 고려하여 적절한 용매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 용매로는, 유전 상수가 약 10 내지 120의 범위 내에 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 유전 상수는 다른 예시에서 약 20 이상, 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 약 60 이상 또는 약 70 이상이거나, 약 110 이하, 약 100 이하 또는 약 90 이하일 수 있다. 이러한 용매로는, 물이나 에탄올, 부탄올 또는 메탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 알코올, DMSO(dimethyl sulfoxide), DMF(dimethyl formamide) 또는 NMP(N-methylpyrrolidinone) 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

용매가 적용될 경우에 상기는 상기 바인더 100 중량부 대비 약 50 내지 400 중량부의 비율로 슬러리 내에 존재할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매의 비율은, 다른 예시에서 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 110 중량부 이상, 약 120 중량부 이상, 약 130 중량부 이상, 약 140 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 160 중량부 이상, 약 170 중량부 이상, 약 180 중량부 이상 또는 약 190 중량부 이상이거나, 약 350 중량부 이하, 300 중량부 이하 또는 250 중량부 이하일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

슬러리는 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다. 다만, 본 출원의 공정은, 공지의 첨가제 중에서 발포제를 포함하지 않는 슬러리를 사용하여 수행하는 것일 수 있다.

본 출원의 다른 예시에서 상기 금속폼 전구체는, 금속 성분, 수성 용매, 유기 용제 및 계면활성제를 적어도 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수도 있다.

상기 유형의 슬러리에서 금속 성분에 대한 구체적인 내용은 상기 기술한 바와 같다.

상기 슬러리는, 금속 성분과 함께 수성 용매와 유기 용매 및 계면활성제를 포함할 수 있다. 슬러리 내에서 상기 수성 용매, 유기 용제 및 계면활성제의 비율 및 종류를 조절하게 되면, 금속폼 전구체 내에서 미세 에멀젼이 형성되고, 이러한 에멀젼은 금속폼의 기공 특성을 결정할 수 있다. 필요한 경우에 상기 금속폼 전구체는 발포 공정을 거칠 수도 있다. 예를 들어, 상기 유기 용제 및 수성 용매간의 증기압의 차이로 인해서 보다 큰 증기압을 가지는 성분이 발포 과정에서 기화되면서 금속폼의 기공 특성을 제어할 수 있다.

상기에서 수성 용매로는, 물 또는 기타 극성 용매를 적용할 수 있으며, 대표적으로는 물이 적용될 수 있다. 이러한 수성 용매는 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 50 내지 200 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 수성 용매의 비율은 다른 예시에서 70 내지 100 중량부일 수도 있다.

상기에서 유기 용제로는, 특별한 제한 없이 적절한 종류가 선택될 수 있다. 이러한 유기 용제로는, 예를 들면, 탄화수소계 유기 용제를 적용할 수 있다. 상기 탄화수소계 유기 용제로는, 탄소수 4 내지 12의 유기 용제가 적용될 수 있으며, 구체적인 예로는 n-펜탄, 네오펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 옥탄, 톨루엔, 벤젠, 펜틴, 헥신, 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 시클로펜탄, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 시클로펜텐, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 또는 시클로펜타논 등이 적용될 수 있다. 이러한 유기 용제는 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 0.1 내지 3 중량부의 비율로 포함될 수 있다.

슬러리에 적용되는 계면활성제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 공지의 양쪽성 계면활성제, 비이온 계면활성제 및 음이온 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중에서 2종 이상의 혼합물을 적용할 수 있다. 위와 같은 계면활성제 중에서 목적하는 미세 에멀젼을 형성하기 위한 적정한 종류가 선택될 수 있으며, 이 과정에서 적용된 수성 용매 및 유기 용제의 종류가 고려될 수 있다.

음이온 계면활성제는, 공지된 바와 같이 계면 활성을 나타내는 부분이 음이온인 계면활성제이고, 음이온 계면활성제로는, 예를 들면, 카복실레이트(carboxylate) 화합물, 설페이트(sulfate) 화합물, 이세티오네이트(isethionate) 화합물, 설포석시네이트(sulfosuccinate) 화합물, 타우레이트(taurate) 화합물 및/또는 글루타메이트(glutamate) 화합물이 적용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

비이온 계면활성제는, 공지된 바와 같이 이온으로 분리되지 않는 계면활성제이고, 이러한 계면활성제로는 예를 들면, 알킬 폴리글루코사이드계 계면활성제, 지방산 알카놀 아마이드계 계면활성제, 또는 아민 옥사이드계와 고급 알코올에 에틸렌옥시드가 부가된 형태 및 오일에 에틸렌옥시드가 부가된 형태의 계면활성제 등이 사용될 수 있다.

양쪽성 계면활성제는, 음이온 부위와 양이온 부위를 동시에 가지는 계면활성제이며, 이러한 계면활성제로는, 베타인류, 예를 들면, 코카미도프로필 베타인이나, 라우라미도프로필 베타인, 코코베타인 또는 라우릴 베타인 등이나, 설테인계, 예를 들면, 라우릴히드록시설테인, 라우라미도프로필설테인, 코카미도프로필히드록시설테인 또는 코코설테인 등이 적용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

계면활성제로는, 상기 언급된 각 화학식의 음이온, 비이온 또는 양쪽성 계면활성제 중 어느 한 종류의 계면활성제가 단독으로 사용되거나, 2종 이상의 계면활성제가 혼합되어 사용될 수 있다.

계면활성제는, 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 비율로 포함될 수 있다.

슬러리는, 상기 성분 외에도 필요한 성분을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 슬러리는 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 바인더로는, 특별한 제한 없이, 예를 들면, 상기 기술한 첫번째 유형의 슬러리에서 적용되는 바인더가 적용될 수 있다. 바인더는, 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 2 내지 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 4 내지 10 중량부일 수도 있다.

금속폼 또는 그 전구체에 가소성을 부여하기 위해서 슬러리는 가소제를 추가로 포함할 수도 있다. 가소제로는, 전술한 슬러리 시스템 또는 금속폼에 가소성을 부여할 수 있는 적절한 종류가 선택될 수 있으며, 예를 들면, 다가 알코올, 유지, 에테르 화합물 또는 에스테르 화합물 등이 적용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

가소제는 포함되는 경우, 슬러리 내에서의 그 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 가소성을 고려하여 적정한 비율로 제어될 수 있다.

슬러리는 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다.

상기와 같은 슬러리를 사용하여 상기 금속폼 전구체를 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 금속폼의 제조 분야에서는 금속폼 전구체를 형성하기 위한 다양한 방식이 공지되어 있고, 본 출원에서는 이와 같은 방식이 모두 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속폼 전구체는, 적정한 틀(template)에 상기 슬러리를 유지하거나, 혹은 슬러리를 적정한 방식으로 코팅하여 상기 금속폼 전구체를 형성할 수 있다.

본 출원의 하나의 예시에 따라서 금속폼층을 제조하는 경우에는 코팅 공정을 적용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 적절한 기재상에 상기 슬러리를 코팅하여 전구체를 형성한 후에 후술하는 소결 공정을 통해서 목적하는 금속폼을 형성할 수 있다.

상기 금속폼 전구체의 형성 과정에서는 적절한 건조 및/또는 발포 공정이 수행될 수도 있다. 이 경우에 건조 및/또는 발포 공정의 조건은 특별한 제한은 없고, 목적하는 수준의 금속폼 전구체를 형성할 수 있도록 제어되면 된다.

또한, 소결 공정도 특별한 제한 없이 적절한 조건 하에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 소결은, 상기 전구체를 약 500℃ 내지 2000℃의 범위 내, 700℃ 내지 1500℃의 범위 내 또는 800℃ 내지 1200℃의 범위 내의 온도에서 유지하여 수행할 수 있고, 그 유지 시간도 임의적으로 선택될 수 있다. 상기 유지 시간은 일 예시에서 약 1분 내지 10 시간 정도의 범위 내일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

이와 같은 소결 공정을 거쳐서 목적하는 복합재를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 영역의 금속폼을 형성하는 슬러리와 제 2 영역의 금속폼을 형성하는 슬러리를 순차 코팅하여 일체로 금속폼 전구체를 형성한 후에 상기 소결을 통해 복합재를 제조할 수도 있고, 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 각각 제조한 후에 점착제나 접착제 등을 사용하여 이를 적층함으로써 목적하는 복합재를 얻을 수도 있다.

일 예시에서 상기 복합재는 추가 구성으로서 전도성 물질 함유층을 포함할 수 있다. 상기에서 전도성 물질 함유층은, 전도성 물질이 포함되어 있는 층이다. 상기 전도성 물질 함유층은 상기 제 1 또는 제 2 영역의 금속폼층상에 존재할 수 있다.

이러한 전도성 물질 함유층은 특히 본 출원의 상기 복합재를 복수 조합하여 복합재 구조체를 형성함에 있어서 유용할 수 있다.

즉, 상기 복합재의 적용 과정에서 필요한 경우에 단일 복합재를 여러 개 조합시킬 수 있는데, 이 때 복합재간의 계면 부근에서 투자율이 저하되거나, 전자파 차폐 재료로 적용할 때에 차폐 성능이 저하될 우려가 있다. 또한, 복수의 복합재를 조합시키는 경우 외에도 상기 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층의 계면에서도 상기와 같은 현상이 나타날 수 있다. 상기 전도성 물질 함유층을 적용함에 의해서 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

상기 전도성 물질 함유층은 상기 제 1 또는 제 2 영역의 금속폼층상에 존재할 수 있는데, 예를 들면, 도 2 내지 5에 나타난 바와 같은 형태로 존재할 수 있다. 도 2 내지 6에서 10은 상기 제 1 영역의 금속폼층, 20은 상기 제 2 영역의 금속폼층, 30은 상기 전도성 물질 함유층을 나타낸다.

즉, 상기 전도성 물질 함유층은, 제 1 영역의 금속폼층의 상기 제 2 영역의 금속폼층과 대향하는 면과는 반대측면(도 2), 제 2 영역의 금속폼층의 상기 제 1 영역의 금속폼층과 대향하는 면과는 반대측면(도 3), 제 1 영역의 금속폼층의 상기 제 2 영역의 금속폼층과 대향하는 면과는 반대측면과 제 2 영역의 금속폼층의 상기 제 1 영역의 금속폼층과 대향하는 면과는 반대측면(도 4) 또는 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층의 사이(도 5)에 존재할 수 있다.

특히 도 2 내지 4에 나타난 형태의 경우, 도 6과 같은 형태로 복수의 복합재를 조합할 때에 유용할 수 있다.

다른 예시에서 상기 복합재에서는 상기 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층이 서로 엇갈린 상태로 적층되어 있고, 전도성 입자 함유층은, 제 1 영역의 금속폼층의 제 2 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 2 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면 또는 제 2 영역의 금속폼층의 제 1 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 1 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면에 형성되어 있을 수 있다.

상기에서 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층이 서로 엇갈린 상태로 적층되어 있다는 것은 예를 들면, 도 7 또는 8에 나타난 바와 같이 상기 2개의 금속폼층이 서로 대향하도록 배치되되, 2개의 금속폼층 중 적어도 하나의 금속폼층이 다른 금속폼층과 중첩되지 않는 부분을 가지도록 적층되는 경우를 의미할 수 있다. 상기에서 중첩은, 복합재를 해당 복합재의 법선 방향에 따라서 상부 또는 하부에서 관찰하였을 때를 기준으로 한다.

도 7 또는 8에 나타난 바와 같이 전도성 입자 함유층(30)은, 제 1 영역의 금속폼층(10)의 제 2 영역의 금속폼층(20)에 대향하는 표면 중에서 상기 제 2 영역의 금속폼층(20)과 중첩되지 않는 표면 또는 제 2 영역의 금속폼층(20)의 제 1 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 1 영역의 금속폼층(10)과 중첩되지 않는 표면에 형성되어 있을 수 있다.

이러한 구조는 도 9와 같이 복합재를 조합할 때 유용하다.

상기 전도성 물질 함유층에 포함되는 전도성 물질의 종류는 적절한 전도성을 나타내는 것으로 선택된다면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 전도성 물질로는, 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 물질을 사용할 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다.

전도성 물질로는 예를 들면, 입자 형태의 물질을 사용할 수 있다. 입자 형태의 전도성 물질이 사용되는 경우에 그 입자의 평균 입경은 약 10nm 내지 500㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 100nm 이상 또는 약 1㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 450㎛ 이하, 약 400㎛ 이하, 약 350㎛ 이하, 약 300㎛ 이하, 약 250㎛ 이하, 약 200㎛ 이하, 약 150㎛ 이하, 100㎛ 이하, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하 또는 20㎛ 이하, 10㎛ 이하, 500nm 이하, 300 nm 이하 정도, 200 nm 이하 정도, 100 nm 이하 정도, 80 nm 이하 정도, 70 nm 이하 정도, 60 nm 이하 정도, 50 nm 이하 정도, 40 nm 이하 정도, 30 nm 이하 정도 또는 20 nm 이하 정도일 수 있다.

전도성 물질로는 구체적으로는 니켈, 철, 코발트, 은, 구리, 금, 알루미늄, 칼슘, 텅스텐, 아연, 리튬, 철, 백금, 주석, 납, 티탄, 망간, 마그네슘 또는 크롬 등의 금속 혹은 상기 중 2종 이상의 합금이나, 흑연, 카본 블랙, 카본 섬유, 탄소 나노튜브 혹은 그래핀 등의 물질이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 전도성 물질 함유층의 구체적인 형태는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 전술한 복합재간의 조합 가능성을 고려하여 점착제층 또는 접착제층으로 상기 전도성 물질 함유층을 형성하는 것이 적절할 수 있다.

적용될 수 있는 점착제 또는 접착제층의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 베이스 수지로서, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 우레탄 수지 등을 포함하는 공지의 접착제 또는 점착제에 상기 전도성 물질을 도입하여 상기 층을 형성할 수 있다. 이러한 점착제 또는 접착제층을 목적하는 부위에 도포하거나, 혹은 전사함으로써 상기 전도성 물질 함유층을 형성할 수 있다.

상기 층에서 상기 전도성 물질의 비율은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기 베이스 수지 100 중량부 대비 30 내지 200 중량부의 비율로 전도성 물질을 도입할 수 있다.

본 출원은 또한 복합재 구조체에 대한 것이다. 용어 복합재 구조체는 도 6 또는 9에 나타난 것과 같이 적어도 2개의 단일 복합재가 조합된 대상을 지칭할 수 있다. 이 때 도 6 또는 9에 나타난 바와 같이 상기 복합재는, 상기 복합재 내의 전도성 물질 함유층을 매개로 조합되어 있을 수 있다.

또한, 도 9에 나타난 바와 같이 상기 복합재 구조체는, 단일 복합재의 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층은 서로 엇갈린 상태로 적층되어 있고, 상기 단일 복합재 내에서 전도성 입자 함유층은, 제 1 영역의 금속폼층의 제 2 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 2 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면 또는 제 2 영역의 금속폼층의 제 1 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 1 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면에 형성되어 있으며, 복수의 복합재는 상기 전도성 물질 함유층을 매개로 하나의 복합재의 제 1 영역의 금속폼층과 다른 복합재의 제 2 영역의 금속폼층이 중첩되도록 조합되어 있는 구조를 가질 수 있다.

상기에서 조합은, 전술한 바와 같이 전도성 물질 함유층이 접착제층 또는 점착제층인 경우에 그 점착제층 또는 접착제층을 매개로 상기 복합재가 부착된 경우를 의미할 수 있다.

본 출원은 높은 투자율을 가지고, 유연성 등 기계적 물성도 우수한 복합재를 제공할 수 있다. 상기 복합재는 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 전자파 차폐 재료 등으로 사용될 수 있다.

도 1 내지 5, 7 및 8은, 본 출원의 복합재의 예시적인 형태의 모식도이다.
도 6 및 9는 복합재 구조체의 예시적인 형태를 보여주는 도면이다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.

실시예 1.

제 1 영역의 금속폼의 제조

평균 입경(D50 입경)이 약 10 μm 미만 수준인 구리(Cu) 분말을 금속 성분으로 사용하였다. 분산제로서, 에틸렌글리콜(EG) 및 바인더로서 에틸셀룰로오스(EC)가 4:5의 중량 비율(EG:EC)로 혼합된 혼합물에 상기 구리 분말을 상기 바인더와 구리 분말이 약 10:1의 중량 비율(Cu:EC)이 되도록 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하고, 약 120℃에서 약 1 시간 동안 건조하여 금속폼 전구체를 형성하였다. 이 때 코팅된 금속폼 전구체의 두께는 약 90 μm 정도였다. 상기 전구체가 수소/아르곤 가스 분위기의 약 1000℃의 온도에서 2시간 동안 유지되도록 전기로에서 외부 열원을 인가하여 소결을 진행하여 두께는 약 25 μm 정도의 구리폼을 제조하였다. 제조된 시트 형태의 구리폼의 최대 기공 크기는 대략 25 μm 미만 수준이었다.

제 2 영역의 금속폼의 제조

철과 니켈의 합금(Fe/Ni=1/4, 중량비) 분말을 적용하여 제 2 영역의 금속폼을 제조하였다. 상기 합금 분말의 평균 입경(D50)은 대략 7㎛ 정도였다. 상기 합금 분말과 폴리비닐아세테이트를 3:2의 중량비율(합금분말:폴리비닐아세테이트)로 혼합하여 슬러리를 형성하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하고, 약 1,000℃에서 약 1 시간 동안 건조하여 금속폼 전구체를 형성하였다. 이 때 코팅된 금속폼 전구체의 두께는 약 200 μm 정도였다. 상기 전구체가 수소/아르곤 가스 분위기의 약 1000℃의 온도에서 2시간 동안 유지되도록 전기로에서 외부 열원을 인가하여 소결을 진행하여 두께는 약 80 μm 정도의 금속폼을 제조하였다. 제조된 시트 형태의 금속폼의 최대 기공 크기는 대략 10 μm 수준이었다.

전도성 점착제의 제조

전도성 점착제는, 일반적인 아크릴계 점착제에 전도성 물질로서, CNT(Carbon nanotube) 분말(DP50~10㎛)를 도입하여 제조하였다. 상기 점착제의 베이스 수지인 아크릴계 수지 100 중량부 대비 대략 100 중량부의 상기 전도성 물질을 배합하여 전도성 점착제를 제조하였다. 2장의 이형 필름의 사이에 상기 전도성 점착제층을 형성한 후에 복합재로의 적용 시에는 상기 이형 필름 중에서 한 장의 이형 필름을 박리하고, 박리에 의해 들어난 점착제층의 표면을 목적하는 복합재의 표면에 적용한 후에 다른 이형 필름을 박리하여 적용하였다.

복합재의 제조

상기 제조된 구리 금속폼과 철과 니켈의 합금 금속폼을 도 7에 나타난 형태로 엇갈리도록 한 후에 일반적인 접착 필름으로 서로를 부착하여 복합재를 제조하였다. 그 후 도 7에 나타난 바와 같이 제 1 및 제 2 영역의 금속폼층(10, 20)의 표면에 상기 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다. 상기 차폐 효율은 ASTM D4935의 규격에 따라 측정하였으며, 투자율은 공지의 상대 투자율 측정 방식에 따라 측정하였다.

실시예 2

제 1 영역의 구리 금속폼의 제조 시에 두께를 70 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 25 μm 미만). 또한, 제 2 영역의 금속폼의 제조 시에 폴리비닐아세테이트 대신 에틸 셀룰로오스를 적용하고, 두께를 95 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 수준). 상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 실시예 1과 동일한 방식으로 부착하고, 실시예과 동일하게 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다.

실시예 3

제 1 영역의 구리 금속폼의 제조 시에 두께를 100 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 15 μm 미만). 또한, 제 2 영역의 금속폼의 제조 시에 두께를 40 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 수준). 상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 실시예 1과 동일한 방식으로 부착하고, 실시예과 동일하게 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다.

실시예 4

제 1 영역의 구리 금속폼의 제조 시에 두께를 70 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 25 μm 미만). 또한, 제 2 영역의 금속폼의 제조 시에 금속 합금 분말로서, 철과 니켈의 1/3(Fe/Ni 중량비) 합금 분말(평균 입경(D50 입경): 9㎛)을 적용하고, 두께를 40 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 수준). 상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 실시예 1과 동일한 방식으로 부착하고, 실시예과 동일하게 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다.

실시예 5

제 1 영역의 구리 금속폼의 제조 시에 두께를 70 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 25 μm 미만). 또한, 제 2 영역의 금속폼의 제조 시에 금속 합금 분말로서, 철과 니켈의 1/4(Fe/Ni, 중량비) 합금 분말(평균 입경(D50 입경): 7㎛)을 적용하고, 두께를 100 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 수준). 상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 실시예 1과 동일한 방식으로 부착하고, 실시예과 동일하게 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다.

실시예 6

제 1 영역의 금속폼의 제조 시에 구리 분말 대신 유사한 평균 입경의 알루미늄 분말을 적용하고, 두께를 70 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 미만). 또한, 제 2 영역의 금속폼의 제조 시에, 두께를 40 μm 정도로 변경한 것을 제외하고는 동일하게 금속폼을 제조하였다(최대 기공 크기 10 μm 수준). 상기 제 1 및 제 2 영역의 금속폼을 실시예 1과 동일한 방식으로 부착하고, 실시예과 동일하게 전도성 점착제층을 적용하여 복합재를 제조하였다. 상기 복합재의 차폐 효율은 50kHz 내지 3 GHz의 범위에서 대략 90dB 초과였고, 투자율은 50kHz 내지 300kHz에서 대략 100 초과였다.

Claims

20℃에서의 전도도가 8 MS/m 이상인 전도성 금속 성분을 가지는 금속폼층으로 형성되는 제 1 영역;
연자성 금속 성분을 가지는 금속폼층으로 형성되는 제 2 영역; 및
전도성 물질 함유층을 포함하고,
상기 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층은 서로 적층되어 있으며,
상기 전도성 물질 함유층은 상기 제 1 또는 제 2 영역의 금속폼층상에 존재하고,
상기 제 1 영역의 금속폼층의 두께(T1) 및 상기 제 2 영역의 금속폼층의 두께(T2)의 비율(T2/T1)은 0.2 내지 10의 범위 내에 있는 복합재.
제 1 항에 있어서, 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층은 서로 엇갈린 상태로 적층되어 있고, 전도성 물질 함유층은, 제 1 영역의 금속폼층의 제 2 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 2 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면 또는 제 2 영역의 금속폼층의 제 1 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 1 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면에 형성되어 있는 복합재.
제 1 항에 있어서, 전도성 물질은, 흑연, 카본 블랙, 카본 섬유, 탄소나노튜브, 니켈, 철, 코발트, 은, 구리, 금, 알루미늄, 칼슘, 텅스텐, 아연, 리튬, 철, 백금, 주석, 납, 티탄, 망간, 마그네슘 또는 크롬인 복합재.
제 1 항에 있어서, 전도성 물질 함유층은 점착제층 또는 접착제층인 복합재.
제 1 항에 있어서, 전도성 물질 함유층은, 베이스 수지로서, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 우레탄 수지를 포함하는 복합재.
제 5 항에 있어서, 전도성 물질은 베이스 수지 100 중량부 대비 30 내지 200 중량부의 비율로 전도성 물질 함유층에 포함되어 있는 복합재.
제 1 항에 있어서, 전도성 금속 성분은 니켈, 철, 코발트, 은, 구리, 금, 알루미늄, 칼슘, 텅스텐, 아연, 리튬, 철, 백금, 주석, 납, 티탄, 망간, 마그네슘 또는 크롬으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 복합재.
제 1 항에 있어서, 연자성 금속 성분이 Fe/Ni 합금, Fe/Ni/Mo 합금, Fe/Al/Si 합금, Fe/Si/B 합금, Fe/Si/Nb 합금, Fe/Si/Cu 합금 또는 Fe/Si/B/Nb/Cu 합금인 복합재.
제 1 항에 있어서, 금속폼은 기공률이 50% 내지 95%의 범위 내인 복합재.
제 1 항에 있어서, 금속폼의 최대 기공 크기는 100 μm 이하인 복합재.
제 1 항에 있어서, 기공도가 50% 이상인 복합재.
제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 영역의 금속폼층의 합계 두께가 10 μm 내지 2 mm의 범위 내인 복합재.
제 12 항에 있어서, 제 1 영역의 금속폼층의 두께(T1) 및 제 2 영역의 금속폼층의 두께(T2)의 비율(T2/T1)은, 0.2 내지 9의 범위 내인 복합재.
2개 이상의 제 1 항의 복합재가 상기 복합재 내의 전도성 물질 함유층을 매개로 조합되어 있는 복합재 구조체.
제 14 항에 있어서, 단일 복합재의 제 1 영역의 금속폼층과 제 2 영역의 금속폼층은 서로 엇갈린 상태로 적층되어 있고, 상기 단일 복합재 내에서 전도성 물질 함유층은, 제 1 영역의 금속폼층의 제 2 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 2 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면 또는 제 2 영역의 금속폼층의 제 1 영역의 금속폼층에 대향하는 표면 중에서 상기 제 1 영역의 금속폼층과 중첩되지 않는 표면에 형성되어 있으며, 복수의 복합재는 상기 전도성 물질 함유층을 매개로 하나의 복합재의 제 1 영역의 금속폼층과 다른 복합재의 제 2 영역의 금속폼층이 중첩되도록 조합되어 있는 복합재 구조체.