KR19990073160A - 탄소섬유함유전기전도성종이의제조및그응용기술 - Google Patents

Abstract

(1) 발명이 속한 분야

전기전도성 종이의 제조

(2) 발명의 목적

① 일정량의 전기전도(전기저항)을 나타내는 종이의 개발

② 이 종이를 이용한 각종 서류, 증명서 등의 개발

(3) 발명의 구성

이 발명은 펄프에 일정길이 탄소섬유를 적정량 첨가하고 소량의 결합재와 충전제를 가하여 균일하게 혼합한후 수초지를 만들고 이를 압착, 건조시켜 종이를 만든 후 일정규격으로 시료를 준비하고 전기저항을 측정하면서 원하는 전기저항값, 즉 인간이 검지하지 못할 정도이나 전기저항 측정기로는 쉽게 측정할 수 있는 범위의 전기저항값을 갖는 종이를 제조한다. 그리고 전기전도성 종이를 응용하는 것으로 구성되어있다.

(4)발명의 효과

위조 위험성이 있는 종이류(지폐, 수표, 증권, 상품권, 비밀서류 등)와 증명서(여권, 주민등록증, 면허증 등)를 규정량의 전기저항값을 갖도록 제조·공급하여 범법을 방지하고 명랑한 사회를 구축한다.

Description

탄소섬유 함유 전기전도성 종이의 제조 및 그 응용기술{Preparation of carbon fiber containing electrical conductive paper and its application technology}

탄소섬유는 유기섬유를 고온에서 탄화 처리한 극히 가늘은 섬유(평균직경 10㎛)로서 열경화성 수지, 세라믹, 금속 등과 함께 성형하여 경량·고온 복합재로 사용되며, 원료처리에 따라 그 물성과 특성을 자유자재로 변화시킬 수 있어서 21세기 항공기·우주선 등의 특수 구조물 재료로 많이 쓰이게 될 전망이다. 이는 그 근본적 구조가 흑연의 면구조에서 비롯된 것으로 축방향과 반경방향의 전기전도나 열전도도가 다른 이방성을 보이기 때문이다. 근래에는 석유나 석탄의 정제잔사물인 피치를 특수하게 개질하여 메조페이스 피치를 만들고 이를 방사하여 흑연섬유로 만들면 구리의 3-4배나 되는 우수한 전기전도도를 나타냄이 알려졌다. 이렇게 우수한 전기전도도를 갖는 탄소섬유는 수지와 함께 단일방향 프리프레그(prepreg)를 만들어 단일방향으로 열이나 전기를 흘려보내는 복합재를 만들수 있다.

본 발명은 이러한 전기전도성을 보이는 범용 탄소섬유를 소량 펄프에 첨가하여 전기전도성을 띤 종이를 제조하고 여러가지 위조 위험성 서류나 증명서 등에 응용하기 위함이다. 최근에는 방음, 방습성, 전파차단 등 특수 기능성 종이도 개발되기 시작하였고, 전기전도성 고분자에 관한 연구도 시작되었지만 탄소섬유를 일정량 첨가하여 원하는 범위의 전기저항값을 갖게하는 종이는 아직 보고되고 있지 않다. 따라서, 본 발명은 일반 시중 전기저항 테스터기로 쉽게 측정할 수 있는 범위의 전기량이 흐르도록 탄소섬유의 첨가량을 조절하고 동시에 인쇄성이나 종이의 특성을 유지하도록 제조하는데 기술의 특성이 있는 것이다.

본 발명은 펄프에 펄프와 혼합이 잘 이루어질 수 있는 길이의 탄소섬유를 소량 가하고 또한 소량의 결합제와 충전제를 첨가한 후 기존의 종이 제조방법에 준하여 탄소섬유 함유 종이를 만드는 기술에 관한것이다. 기술적 과제로는 종이의 특성을 유지하면서도 원하는 전기저항값을 갖도록 탄소섬유의 적정길이, 첨가량, 수초지 평량, 첨가제 및 충전제의 적정량 등을 조절하는 것이며, 응용제품의 요망에 따라 모든 최적 제조조건을 조절하는 일이다.

그림 1 : 탄소섬유를 첨가한 종이의 일반사진 및 전자현미경 사진 - 탄소섬유는 색깔이 검정이므로 탄소섬유가 첨가되면 종이의 백색도는 변한다. 전자현미경 사진은 종이내에서 탄소섬유가 서로 교차하여 전기를 통할 수 있음을 보이고 있다.

그림 2 : 탄소섬유 첨가량과 종이의 전기저항과의 관계도 - 탄소섬유가 첨가되지 않은 종이의 전기저항값은 무한대이다. 탄소섬유가 첨가되면 전기저항성이 크게 감소하고 7% 이상 첨가하면 전기저항값은 2kΩ 이하로 감소한다. 이러한 결과로부터 적정범위의 전기저항값을 갖는 종이를 제조할 수 있다.

그림 3 : 탄소섬유 첨가 종이의 인쇄적정성 - 탄소섬유가 첨가되어도 잉크의 전이가 발생하지 않아 인쇄의 적정성이 유지되고 있다.

본 발명은 펄프에 탄소섬유를 적정비율로 가하여 원하는 범위의 전기저항값을 갖는 종이를 제조하는 기술에 관한것으로 발명의 구성은 특성별 탄소섬유의 첨가량 조절과 종이의 제조 및 전기저항값의 측정과 그의 응용으로 이루어졌다.

발명의 작용으로는 이 종이를 위조 가능성을 방지하기 위한 특수용도의 서류에 응용하는 것이며 이를 위해서는 그 제조과정과 첨가물 및 첨가량 등을 조절하여 이룰 수 있다.

탄소섬유를 함유하여 적정범위의 전기전도도(전기저항)을 나타내는 종이를 만들면 위조 위험성이 많은 지폐, 수표, 증권, 서류, 여권, 증명서 등에 응용하여 범법을 방지하고 명랑한 사회를 구축할 수 있으며, 이러한 종이 및 그 제조기술을 수출하여 국익을 도모하는데 발명의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각 종 탄소섬유(피치계, PAN계, 레이욘계, 페놀수지계)를 일정량(0-90%)첨가하여 원하는 범위의 전기저항치(0-10kΩ)를 갖고 고유의 특성을 유지하는 종이의 제조 및 이 종이의 지폐, 수표, 증권, 상품권, 비밀서류, 여권, 주민등록증, 자동차 면허 등 각 종 증명서에의 응용에 관한 기술