KR20160095845A

KR20160095845A - 전기접촉저항 감소를 위한 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160095845A
Application number: KR1020150017304A
Authority: KR
Inventors: 장용훈; 주형건
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-12
Also published as: KR101665679B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법은 탄소나노튜브를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브 분사액 구비단계; 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로 구비단계; 및 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브 분사액이 분사되는 분사단계;를 포함한다.

Description

전기접촉저항 감소를 위한 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 및 이의 제조 장치 및 방법{A conductive velcro comprising of carbon nanotube to reduce the electrical resistance}

본 발명은 탄소나노튜브 포함하는 전도성 벨크로 및 이의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

벨크로(Velcro)는 두 면의 나일론 섬유조각으로 이루어지는데, 한 면은 갈고리(hook)가 위치해 있으며 다른 면에는 원형 고리(loop)로 되어 있어 접착과 탈착 그리고 재접착이 가능하다. 이러한 사용의 편의성 때문에 다양한 형태의 접합체로 사용되고 있는데 특히 전도성을 가지는 벨크로는 최근 들어 여러 분야에서 관심이 크게 증가하고 있다.

한편 최근 스마트 의류에 대한 관심의 증가와 함께 많은 연구자들이 섬유의 전기 커넥터로서의 가능성에 주목하고 있다. 의류에 있어서 벨크로는 이미 사용이 보편화 되어 있어 전도성 벨크로를 이용하면 스마트 의류를 심리적 진입장벽 없이 손쉽게 적용이 가능하다는 장점이 있기에 전기 커넥터로서 전도성 벨크로에 관한 관심이 증가하고 있다.

모든 형태의 전기 커넥터는 접합시 발생하는 미소 접촉면에 의해 상당히 큰 전기접촉저항이 발생하며 이로 인해 접합부에서는 열 발생 및 단락 등의 문제가 발생하고 있는데 전도성 벨크로 역시 이 문제에서 자유롭지 못하다. 벨크로 접합 시 발생하는 미소 접촉면에 의해 상당히 큰 전기접촉저항이 발생하며 이로 인해 접합부에서는 열 발생 및 단락 등의 문제가 발생하고 있다.

특히 전도성 벨크로 접합 시스템을 자동차 및 수송분야로 응용분야를 확대하기 위해 본 발명자는 이전 연구에서 저주파 진동에 대한 접합특성 및 이에 상응하는 미동마멸(fretting)현상 그리고 전지 시스템에 대한 중요 변수들인 진동수(frequency), 전기하중(electrical load) 그리고 진폭(amplitude)의 인가에 따른 전기 접촉 저항 변화에 초점을 맞추어 그 영향을 분석하였다. 전도성 벨크로는 특정 진동수에서 전기 접촉 저항이 높아지는 현상이 발견되었으며 이는 접촉표면의 마모가 심하게 발생한 것에 기인하는 것으로 판단된다. 또한 특정 전류에서 전기 접촉 저항값이 크게 변화하는 현상이 발견되었으며 접촉면적의 변화가 발생하는 것으로 판단된다. 따라서 어떤 상황에서는 전도성 벨크로의 전기 접촉 저항이 크게 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브를 코팅함으로써, 전도성 벨크로의 접촉면에서 발생하는 전기 접촉 저항을 감소시키고자 한다.

또한, 상기 용매는 유기 용매일 수 있으며, 보다 구체적으로는 아세톤인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 탄소나노튜브 분사액 구비단계에서, 탄소나노튜브 2 ~ 4 g을 용매 140~160 ml의 비율로 혼합하여, 110~130분 초음파 분산처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분산단계에서 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5% 이상되도록 분사되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로는 탄소나노튜브를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브 분사액 구비단계; 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로 구비단계; 및 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브 분사액이 분사되는 분사단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치는 탄소나노튜브가 용매에 혼합되어 초음파 분산 처리된 탄소나노튜브 분사액을 저장하는 탄소나노튜브 분사액 저장부; 상기 탄소나노튜브 분사액 저장부와 연결되며, 다수의 분사구를 포함하는 스프레이 노즐; 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면이 상부를 바라보도록 위치되어, 전도성 벨크로가 안착되는 이송용 베드; 기 이송용 베드를 소정의 일정방향으로 이송시키는 이송부; 및 상기 이송용 베드가 스프레이 노즐 하부에 위치되면, 상기 스프레이 노즐에서 일정량의 탄소나노튜브 분사액이 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면 상부로 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 제어부는 영상부와 연결되어 있으며, 상기 영상부는 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면을 상부에서 촬영하고, 상기 제어부는 상기 촬영된 영상을 기반으로 탄소나노튜브 분사액의 표면 분율을 연산할 수 있다.

또한, 제어부는 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5%이상 되도록 탄소나노튜브 분사량을 조절할 수 있다.

본 발명은 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브를 코팅함으로써, 전도성 벨크로의 접촉면에서 발생하는 전기 접촉 저항을 현저하게 감소시킬 수 있다.

도 1(a)는 탄소나노튜브와 용매를 혼합한 후, 초음파 분산 처리를 하지 않은 상태를 도시하며, 도 1(b)는 탄소나노튜브와 용매를 혼합한 후, 초음파 분산 처리한 상태를 도시한다.
도 2(a)는 탄소나노튜브 분사액을 전도성 벨크로에 분사하는 모습을 개략적으로 도시한 것이며, 도 2(b)는 탄소나노튜브를 포함한 용매에 전도성 벨크로를 침지시킨 후, 전도성 벨크로의 표면이 아래를 향하도록 뒤집어서 건조시키는 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3(a)는 탄소나노튜브를 코팅하지 않은 전도성 벨크로 후크 표면을 도시한 것이며, 도 3(b)는 전도성 벨크로를 초음파 분산 처리하지 않은 탄소나노튜브를 포함한 용매에 침지시킨 후 전도성 벨크로 후크 표면을 촬영한 것이며, 도 3(c)는 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 후크 표면에 분사한 상태를 촬영한 것이다.
도 4는 도 3(c)에서 나타낸 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 후크 표면에 분사한 모습의 배율을 크게 하여 살펴본 것이다.
도 5는 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 루프 표면에 분사한 모습을 배율을 크게 하여 촬영한 것이다.
도 6은 스프레이법에 의한 분사량을 다르게 함에 따른 전도성 벨크로 후크 표면의 모습을 나타낸 것이다.
도 7은 스프레이법에 의한 분사량을 다르게 함에 따른 측정된 전도성 벨크로의 전기접촉저항을 도시한 그래프이다.
도 8은 전도성 벨크로의 전기접촉저항을 측정하기 위한 미동마모시험 장치의 사진 및 개념도를 도시한 것이다.
도 9(a)는 각각 ±10㎛, ±25㎛, ±50㎛, ±100㎛의 진폭에서 전류 0.1A 인가시 3600 사이클 동안 측정된 탄소나노튜브를 포함하지 않은 전도성 벨크로의 전기 접촉 저항의 그래프를 도시한 것이다. 도 9(b)는 각각 ±10㎛ 진폭에서 탄소나노튜브를 포함하지 않은 전도성 벨크로와 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로의 전기 접촉 저항의 그래프를 도시한 것이다.
도 10(a)는 인가 전압에 따른 탄소나노튜브를 포함하지 않는 전도성 벨크로의 접촉 저항의 변화를 측정한 그래프이며, 도 10(b)는 인가 전압에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로의 접촉 저항의 변화를 측정한 그래프이다.
도 11(a), (b)는 각각 스프레이법, 침지법에 의해, 탄소나노튜브를 전도성 벨크로에 적용하였을 때, 시간에 따른 전기 접촉 저항 변화 그래프이다.
도 12는 본 발명의 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치의 구성도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시하게 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

본 발명의 탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100) 제조 방법은 탄소나노튜브(110)를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브(110) 분사액 구비단계; 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로(100) 구비단계; 및 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)에 탄소나노튜브(110) 분사액이 분사되는 분사단계;를 포함한다.

탄소나노튜브(110) 분사액 구비단계에서는 탄소나노튜브(110)를 용매에 혼합한 후, 초음파 분산 처리를 한다. 구체적으로는, 탄소나노튜브(110) 2 ~ 4 g을 용매 140~160 ml의 비율로 혼합하여, 110~130분 초음파 분산처리한다. 초음파 분산 처리시, 약 27.5분~32.5분 초음파 처리후 약 9~11분 휴식을 하는 것을 4회 반복한다.

용매는 유기 용매일 수 있으며, 보다 구체적으로 아세톤인 것이 바람직하다.

도 1(a)는 탄소나노튜브와 용매를 혼합한 후, 초음파 분산 처리를 하지 않은 상태를 도시하며, 도 1(b)는 탄소나노튜브와 용매를 혼합한 후, 초음파 분산 처리한 상태를 도시한다.

도 1(a)에서는 탄소나노튜브(110)가 군집화를 이루어 바닥에 가라앉아 있는 반면, 도 1(b)에서는 탄소나노튜브(110)가 용매에서 부유하게 된다. 따라서, 초음파 분산 처리를 함으로써, 탄소나노튜브(110)가 군집화를 이루는 것을 방지하여, 용매 및 탄소나노튜브(110) 그 자체의 질량에 의해 벨크로의 바닥면으로 내려앉는 것을 방지하고 탄소나노튜브(110)가 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)에 자리잡히도록 한다.

전도성 벨크로(100) 구비단계에서는 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)이 상부를 바라보도록 위치된다.

도 2(a)는 탄소나노튜브(110) 분사액을 전도성 벨크로(100)에 분사하는 모습을 개략적으로 도시한 것이며, 도 2(b)는 탄소나노튜브(110)를 포함한 용매에 전도성 벨크로(100)를 침지시킨 후, 전도성 벨크로의 표면(121,122)이 아래를 향하도록 뒤집어서 건조시키는 모습을 개략적으로 도시한 것이다.

앞으로, 도 2(a)와 같이 분사장치에 의해 탄소나노튜브(110) 분사액을 상부로부터 분사하는 방법을 스프레이법이라 하고, 도 2(b)와 같이 전도성 벨크로(100)를 침지시킨 후, 뒤집어서 건조시키는 방법을 침지법이라 한다.

스프레이법에 의해 탄소나노튜브(110) 분사액을 분사할 때는, 분사장치(300)을 이용할 수 있으며, 분사장치의 재질은 용매에 반응하지 않는 PET 재질인 것이 바람직하다.

도 3(a)는 탄소나노튜브를 코팅하지 않은 전도성 벨크로 후크 표면을 도시한 것이며, 도 3(b)는 전도성 벨크로를 초음파 분산 처리하지 않은 탄소나노튜브를 포함한 용매에 침지시킨 후 전도성 벨크로 후크 표면을 촬영한 것이고, 도 3(c)는 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 후크 표면에 분사한 상태를 촬영한 것이다.

도 3(b)에서 도시하듯이, 무분산 탄소나노튜브(110) 처리한 것은 탄소나노튜브(110)가 서로 군집화되어 덩어리로 존재하며 침지시 용매의 흐름과 중력 등의 영향을 받아 후크의 표면(121)에 탄소나노튜가 자리잡지 못하고 바닥면으로 대부분 가라앉게 되지만, 도 3(c)에서 도시하듯이, 분산처리한 탄소나노튜브(110)는 훨씬 작은 덩어리로 후크 표면(121)에 달라붙어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 4는 도 3(c)에서 나타낸 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브(110)를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 후크 표면(121)에 분사한 모습의 배율을 크게 하여 살펴본 것이다. 도 4에서 도시하듯이, 전도성 벨크로 후크 표면(121)상에 탄소나노튜브(110) 군집체가 자리잡은 것은 확인할 수 있다.

도 5는 초음파 분산처리를 한 탄소나노튜브(110)를 포함한 용매를 스프레이법에 의해 전도성 벨크로 루프 표면(122)에 분사한 모습의 배율을 크게 하여 촬영한 사진이다. 후크 표면(121)과 마찬가지로 루프 표면(122)상에도 탄소나노튜브(110) 군집체가 자리잡은 것을 확인할 수 있다.

도 6은 스프레이법에 의한 분사량을 다르게 함에 따른 전도성 벨크로 후크 표면(121)의 모습을 나타낸 것이다. 또한, 도 7은 스프레이법에 의한 분사량을 다르게 하여 측정된 전도성 벨크로(100)의 전기접촉저항을 도시한 그래프이다.

분사 장치에 의해 각각 1, 2, 3, 4회 분사시, 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5% 3.79%, 15.82%, 28.50%, 38.21%로 증가한다. 각각의 경우에 ±10㎛, 10Hz조건에서 미동마모시험을 행한 결과, 전기접촉저항이 각각 0.71Ω, 0.28Ω, 0.11Ω, 0.11Ω으로 측정되어, 탄소나노튜브(110)의 분율이 높을수록 전기접촉저항은 낮아지나, 약 28.5%이상 적용이 되었을 때 더 이상 전기접촉저항의 값이 줄지 않음을 확인할 수 있다. 따라서 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 약 28.5%에 이르게 적용을 해야 탄소나노튜브(110)의 최적성능을 이끌어낼 수 있다.

도 8은 전도성 벨크로(100)의 전기접촉저항을 측정하기 위한 미동마모시험 장치(200)의 사진 및 개념도를 도시한 것이다. 미동마모시험 장치의 모터의 축과 편심 캠(220)의 중심의 간극을 조절하여 진폭을 조절할 수 있다. 미동의 진동수는 모터의 회전속도 조절로 가능하며 1㎐에서 최대 23㎐ 까지 구현이 가능하며 장치의 고유진동수는 29.75Hz, 59.50Hz이다.

도 9(a)는 각각 ±10㎛, ±25㎛, ±50㎛, ±100㎛의 진폭에서 전류 0.1A 인가시 3600 사이클 동안 측정된 탄소나노튜브(110)를 포함하지 않은 전도성 벨크로(100)의 전기 접촉 저항의 그래프를 도시한 것이다.

7 ~ 10㎐의 진동에서 벨크로의 마모가 급격히 진행되어 접촉면적이 감소하기 때문에 진동수 7 ~ 10㎐에서 가장 높은 저항을 보여준다. 진폭 ±10㎛, ±25㎛일 때, 7 ~ 10㎐에서 저항의 증가가 크게 나타나지만 진폭 ±50㎛ 일때는 7 ~ 10㎐에서 저항증가가 완만하다. 전기커넥터의 경우 진폭이 작을수록 마모가 빠르게 일어나는 것이 일반적이며, 진동수가 높을수록 마모가 빠르게 일어나는 편이나 진동속도가 특정속도 이상 빠르게 진행되면 접촉점 사이의 생성된 산화피막을 벗겨내는 속도가 빠르게 진행되며 오히려 저항이 낮아지는 현상이 발생한다.

도 9(b)는 각각 ±10㎛ 진폭에서 탄소나노튜브(110)를 포함하지 않은 전도성 벨크로와 탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100)의 전기 접촉 저항의 그래프를 도시한 것이다.

탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100)의 전기 접촉 저항은 약 0.09 내지 0.11Ω으로 훨씬 낮고 전기접촉저항의 변화가 각 진동수별로 거의 나타나지 않는다. 이것은 탄소나노튜브(110)를 포함하지 않는 전도성 벨크로의 전기 접촉 저항과 비교하였을 때, 평균적으로는 약 80% 정도 감소된 수치이다. 이는 전도성 벨크로(100)의 진동특성에 의한 표면 마모가 탄소나노튜브(110)에 의해 감소하기 때문이다.

도 10(a)는 인가 전압에 따른 탄소나노튜브(110)를 포함하지 않는 전도성 벨크로의 접촉 저항의 변화를 측정한 그래프이며, 도 10(b)는 인가 전압에 따른 탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100)의 접촉 저항의 변화를 측정한 그래프이다.

도 10(a)에서 도시하듯이, 5 또는 15Hz 에서는 비교적 선형으로 인가전압의 상승에 따라 전류가 일정하게 상승하고 있으나 10Hz에서는 곡선의 양상이 다르게 나타난다. 옴의 법칙에 따라 전류값 변화는 전압을 저항으로 나눈 값이므로, 도 10의 곡선의 기울기는 저항의 역수라 할 수 있다. 따라서 10Hz의 경우는 인가전압이 증가함에 따라 저항이 점차 증가한다. 이는 10Hz 영역에서 벨크로 진동특성에 때문에 표면손상이 심하여 저항이 늘어난 것으로 생각되며 인가전압이 증가하면 온도등의 상승에 의해 접촉표면이 증가하고 산화막이 보다 쉽게 깨어지는 현상에 의해 저항이 낮아지기 때문이다.

반면 도 10(b)에서 도시하듯이, 각각의 진동수별 그래프의 양상이 크게 상이하지 않다. 이는 탄소나노튜브(110)에 의해 10Hz에서 발생하는 진동특성이 전류에 미치는 영향이 미미하기 때문이다. 특히 탄소나노튜브(110)를 포함하는 경우가 그렇지 않은 경우보다 그래프의 기울기가 훨씬 높다. 이는 탄소나노튜브(110) 적용으로 인해 전체적인 저항이 작아졌기 때문에 적은 전압을 인가하였을 때 많은 전류가 흐르기 때문이다. 탄소나노튜브(110)의 적용이 작은 전류에 민감하게 반응하며 특정 변수(진동수)의 영향을 받지 않고 비교적 선형으로 인가전압에 대한 전류값을 나타내는 특성을 주었다고 할 수 있는데 이는 입력값에 대한 반응값을 일정하게 응답해야하는 센서로서 적용 가능성을 보여준다.

도 11(a), (b)는 각각 스프레이법, 침지법에 의해, 탄소나노튜브(110)를 전도성 벨크로(100)에 적용하였을 때, 시간에 따른 전기 접촉 저항 변화 그래프이다. 스프레이법에 의해 탄소나노튜브(110)를 적용한 경우, 침지법에 의한 경우보다 전체적으로 그래프가 안정화되어 있어 갑작스럽게 저항값이 변하는 곳이 많지 않다. 이것은 스프레이법에 의한 경우 전도성 벨크로 표면(121,122)에 탄소나노튜브(110)가 더 골고루 분산되어 미동마모시험에 의해 전도성 벨크로 표면(121,122)이 손상을 입었을 때도 표면에 적용되어 있던 탄소나노튜브(110)에 의해 저항 증가의 억제가 효과적으로 이루어진다. 반면 침지법에 의한 경우, 탄소 나노튜브가 잘 분산되지 않아 저항값의 급작스런 변동이 많고 시간이 지남에 따라 마모가 진행되어 저항값이 점차적으로 상승하는 추세를 보인다.

본 발명의 탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100)는 탄소나노튜브(110)를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브(110) 분사액 구비단계; 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로(100) 구비단계; 및 전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면(121,122)에 탄소나노튜브(110) 분사액이 분사되는 분사단계;에 의해 제조된다.

또한, 본 발명의 탄소나노튜브(110)를 포함하는 전도성 벨크로(100)는 전기접촉저항이 매우 작기 때문에 커넥터로서 스마트 의류에 적용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치(400)는 탄소나노튜브가 용매에 혼합되어 초음파 분산 처리된 탄소나노튜브 분사액을 저장하는 탄소나노튜브 분사액 저장부(410); 상기 탄소나노튜브 분사액 저장부(410)와 연결되며, 다수의 분사구(431)를 포함하는 스프레이 노즐(430); 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면이 상부를 바라보도록 위치되어, 전도성 벨크로가 안착되는 이송용 베드(440); 상기 이송용 베드(440)를 소정의 일정방향으로 이송시키는 이송부(450); 및 상기 이송용 베드(440)가 스프레이 노즐(430) 하부에 위치되면, 상기 스프레이 노즐(430)에서 일정량의 탄소나노튜브 분사액이 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면 상부로 분사되도록 제어하는 제어부(420);를 포함한다.

제어부(420)는 영상부(미도시)와 연결되어 있으며, 상기 영상부(미도시)는 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면을 상부에서 촬영하고, 상기 제어부(420)는 촬영된 영상을 기반으로 탄소나노튜브 분사액의 표면 분율을 연산한다.탄소나노튜브 분사액의 표면 분율이란 탄소나노튜브 분사액이 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면상에서 차지하는 비율을 의미한다.

제어부(420)는 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5% 이상 분사되도록 제어한다. 탄소나노튜브(110)의 분율이 높을수록 전기접촉저항은 낮아지나, 약 28.5%이상 적용이 되었을 때 더 이상 전기접촉저항의 값이 줄지 않는다. 따라서 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5%에 이르게 적용을 해야 탄소나노튜브(110)의 최적성능을 이끌어낼 수 있다.

전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브를 코팅함으로써, 전도성 벨크로의 접촉면에서 발생하는 전기 접촉 저항을 현저하게 감소시킬 수 있다.

발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100 : 전도성 벨크로 110 : 탄소나노튜브(110)
120 : 벨크로 표면 121 : 벨크로 후크 표면
122 : 벨크로 루프 표면 130 : 전도성 벨크로 밑면
200 : 미동마모장치 210 : 판 용수철
220 : 편심 캠 230 : 고정판
300 : 분사장치
400 : 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.
410 : 탄소나노튜브 분사액 저장부 420 : 제어부
430 : 스프레이 노즐 431 : 분사구
440 : 이송용 베드 450 : 이송부

Claims

탄소나노튜브를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브 분사액 구비단계;
전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로 구비단계; 및
전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브 분사액이 분사되는 분사단계;를 포함하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 용매는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 유기 용매는 아세톤인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 분사액 구비단계에서, 탄소나노튜브 2 ~ 4 g을 용매 140~160 ml의 비율로 혼합하여, 110~130분 초음파 분산처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 분산단계에서 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5%이상 분사되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 방법.
탄소나노튜브를 용매에 혼합하여, 초음파 분산 처리하는 탄소나노튜브 분사액 구비단계;
전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면이 상부에 위치시켜 구비하는 전도성 벨크로 구비단계; 및
전도성 벨크로의 후크 및 루프 표면에 탄소나노튜브 분사액이 분사되는 분사단계;를 통해 제조되는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로.
제6항에 있어서,
상기 용매는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로.
제7항에 있어서,
상기 유기 용매는 아세톤인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로.
제6항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 분사액 구비단계에서, 탄소나노튜브 2 ~ 4 g을 용매 140~160 ml의 비율로 혼합하여, 110~130분 초음파 분산처리하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로.
제6항에 있어서,
상기 분산단계에서 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5%이상 분사되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로.
탄소나노튜브가 용매에 혼합되어 초음파 분산 처리된 탄소나노튜브 분사액을 저장하는 탄소나노튜브 분사액 저장부;
상기 탄소나노튜브 분사액 저장부와 연결되며, 다수의 분사구를 포함하는 스프레이 노즐;
전도성 벨크로의 후크 또는 루프면이 상부를 바라보도록 위치되어, 전도성 벨크로가 안착되는 이송용 베드;
상기 이송용 베드를 소정의 일정방향으로 이송시키는 이송부;및
상기 이송용 베드가 스프레이 노즐 하부에 위치되면, 상기 스프레이 노즐에서 일정량의 탄소나노튜브 분사액이 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면 상부로 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.
제11항에 있어서,
상기 용매는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 유기 용매는 아세톤인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 영상부와 연결되어 있으며, 상기 영상부는 전도성 벨크로의 후크 또는 루프면을 상부에서 촬영하고, 상기 제어부는 상기 촬영된 영상을 기반으로 탄소나노튜브 분사액의 표면 분율을 연산하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 전도성 벨크로가 형성되어 있는 표면의 2차원 평면상에 탄소나노튜브가 차지하는 분율이 28.5%이상 되도록 탄소나노튜브 분사량을 조절하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 벨크로 제조 장치.