KR20190023112A - Carbon Paper Having Hybrid Materials of Carbon Microcoils-Carbon Nanocoils - Google Patents

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김성훈
강기환
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Abstract

The present invention relates to carbon paper comprising carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid materials. More particularly, the present invention, by forming carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid materials, relates to carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid carbon paper having broadband and improved electromagnetic wave absorption performance. According to the carbon paper of the present invention, there is an effect of providing electromagnetic wave absorption performance of the broadband ranging from a low frequency to a high frequency due to the carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material and providing the improved electromagnetic wave absorption performance.

Description

탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하는 카본페이퍼{Carbon Paper Having Hybrid Materials of Carbon Microcoils-Carbon Nanocoils}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon paper having a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material,

본 발명은 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하는 카본페이퍼에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 탄소나노코일-탄소마이크로코일 하이브리드 소재로 형성되어, 광대역의, 향상된 전자파 흡수 성능을 지니는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재 카본페이퍼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon paper including a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material, and more particularly, to a carbon paper which is formed of a carbon nanocoil-carbon microcoil hybrid material and has a broad band, Carbon nanocoil hybrid carbon paper.

통신 기술의 발달, 이동 물체의 전파 유도 기술의 고도화 등, 전자공학 및 통신공학의 급격한 발달로 인하여 전자파의 주파수는 점차로 높아진 반면, 전자 장비간의 설치 간격은 점차로 좁혀졌다. 이에 따라 불요 복사는 쉬워지게 되었고, 이웃의 전자 장비에 간섭 신호나 잡음을 가하여 해로운 영향을 주거나 또는 이웃 장비로부터 영향을 받는 것이 비일비재하게 되었다.The frequency of electromagnetic waves has gradually increased due to the rapid development of electronic engineering and communication engineering, such as the development of communication technology and the advancement of the propagation induction technology of mobile objects, while the intervals between electronic devices have gradually narrowed. As a result, unwanted radiation has become easier and it has become more and more common to add interference or noise to neighboring electronic equipment or to be affected by neighboring equipment.

특히, 5G 환경 이동통신은 10 GHz 이상의 고주파수를 사용하여, 전자파 간섭이 심하게 일어나며, 이러한 전자파 간섭 현상으로 인해 전자기기들의 정보 손실 및 오작동이 나타난다. 전자파 간섭이 없도록 하거나 전자파 간섭에 대해서 적절한 내성을 가지도록 전자 장비를 설계하는 것이 최근 필수적인 요건이 되었고, 이를 위해서 차폐 재료 및 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다.Especially, in 5G environment mobile communication, high frequency of 10 GHz or more is used, and electromagnetic interference is severely caused. Such electromagnetic wave interference causes information loss and malfunction of electronic devices. Designing electronic equipment so as to have no electromagnetic interference or to have adequate immunity against electromagnetic interference has become an essential requirement in recent years, and there is a need for development of shielding materials and technologies for this purpose.

전자파 차폐는 외부반사, 내부반사 및 흡수 효과의 조합으로 이루어지며, 현재까지 전자파 차폐 소재로 알려진 물질들, 즉, 금속 나노분말, 탄소나노튜브 등 우수한 전기전도성을 가지는 물질을 이용한 전자파 반사로 전자파 차폐를 달성하고자 하고 있고, 선행특허(공개번호 10-2017-0064216)는 전자파 반사용 금속/탄소 하이브리드 입자를 개시하고 있다. 하지만, 향후 5G의 고주파 영역에서는 전자파 차폐의 물질로서 전자파 반사 메커니즘을 갖는 소재보다 전자파 흡수 메커니즘을 갖는 소재가 절대적으로 필요하다.Electromagnetic wave shielding is a combination of external reflection, internal reflection, and absorption effect. Electromagnetic wave shielding by electromagnetic wave reflection using materials having excellent electrical conductivity such as metal nanoparticles and carbon nanotubes , And a prior patent (Publication No. 10-2017-0064216) discloses an electromagnetic wave-shielding metal / carbon hybrid particle. However, in the high frequency region of 5G in the future, a material having an electromagnetic wave absorption mechanism is absolutely necessary as a material of electromagnetic wave shielding than a material having an electromagnetic wave reflection mechanism.

종래 사용되던 전자파 차폐재로 금속 분말, 탄소나노튜브 등이 있지만, 각 재료들의 차폐 가능한 주파수 대역이 서로 상이하고, 광대역에서 보편적으로 사용할 수 있는 전자파 차폐재가 없어 이에 대한 요구가 꾸준히 있었다. 특히, 가공 비용이 높고 성형성이 제약되는 기존 단일 금속 소재에서 나아가 전도성, 강성 및 경량 특성을 지닌 탄소 소재가 주목 받고 있다.Although electromagnetic wave shielding materials conventionally used include metal powder and carbon nanotubes, shielding frequency bands of respective materials are different from each other, and there is no demand for electromagnetic wave shielding materials that can be universally used in a wide band. Particularly, a carbon material having conductivity, rigidity and light weight characteristics has been attracting attention from a conventional single metal material having a high processing cost and limited formability.

대한민국 공개특허 제10-2017-0064216호Korean Patent Publication No. 10-2017-0064216

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탄소나노코일-탄소마이크로코일 하이브리드 소재로 형성되어 광대역의, 향상된 전자파 흡수 성능을 지니는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재 카본페이퍼를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material having a broad band and an improved electromagnetic wave absorption performance, which is formed of a carbon nanocoil- To provide carbon paper.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 카본 페이퍼는 탄소마이크로코일 및 탄소나노코일로 이루어지는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하며, 전자파 흡수 성능을 지닌다.To achieve the above object, the carbon paper includes a carbon microcoil and a carbon nanocoil hybrid material composed of carbon nanocoils, and has an electromagnetic wave absorption performance.

상기 탄소마이크로코일의 직경은 1 μm 이상 3 μm 이하일 수 있다.The diameter of the carbon micro-coil may be 1 μm or more and 3 μm or less.

상기 전자파 흡수 성능은, 10 GHz 이상 26 GHz 이하의 전자파 흡수 성능일 수 있다.The electromagnetic wave absorption performance may be an electromagnetic wave absorption performance of 10 GHz to 26 GHz.

카본 페이퍼의 두께는 0.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다.The thickness of the carbon paper may be 0.5 mm or more and 3 mm or less.

카본 페이퍼는 유연성을 가질 수 있다. Carbon paper can have flexibility.

본 발명인 카본페이퍼에 따르면 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재로 인하여 저주파수에서부터 고주파수에 이르는 광대역의, 향상된 전자파 흡수 성능을 제공하는 효과가 있다.According to the carbon paper of the present invention, the carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material provides an improved electromagnetic wave absorption performance in a wide band from low frequency to high frequency.

도 1은 비교예 10, 12 및 14 에 따른 소재의 FESEM 이미지이다.
도 2는 비교예 10에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 탄소마이크로코일 소재의 FESEM 이미지를 나타낸다.
도 4는 탄소나노코일 소재의 FESEM 이미지를 나타낸다.
도 5는 실시예 4 및 5, 비교예 2 및 9에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 카본페이퍼의 작용을 나타낸 그림이다.
도 7은 본 발명의 비교예 10, 12 및 14에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 비교예 11에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 비교예 2 내지 8에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 카본페이퍼의 유연성을 나타낸 이미지이다.
도 11은 본 발명의 실시예 1에 따른 카본페이퍼를 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 12는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1, 2, 11 및 13에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다.
도 13은 실시예 1 및 비교예 2에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다
도 14는 실시예 1 및 비교예 15에 따른 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 그래프이다.
1 is an FESEM image of a material according to Comparative Examples 10, 12 and 14.
2 is a graph showing the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper according to Comparative Example 10. Fig.
Figure 3 shows an FESEM image of a carbon microcoil material.
4 shows an FESEM image of a carbon nanocoil material.
5 is a graph comparing the electromagnetic wave shielding efficiencies of carbon paper according to Examples 4 and 5 and Comparative Examples 2 and 9.
6 is a view showing the action of the carbon paper according to the first embodiment of the present invention.
7 is a graph comparing electromagnetic wave shielding efficiencies of carbon paper according to Comparative Examples 10, 12 and 14 of the present invention.
8 is a graph showing the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper according to Comparative Example 11 of the present invention.
9 is a graph comparing electromagnetic wave shielding efficiencies of carbon paper according to Comparative Examples 2 to 8 of the present invention.
10 is an image showing the flexibility of the carbon paper according to the first embodiment of the present invention.
11 is a schematic view illustrating a process of manufacturing carbon paper according to the first embodiment of the present invention.
12 is a graph comparing electromagnetic wave shielding efficiencies of carbon paper according to Example 1 and Comparative Examples 1, 2, 11, and 13 of the present invention.
13 is a graph comparing the electromagnetic wave shielding efficiencies of the carbon paper according to Example 1 and Comparative Example 2
14 is a graph comparing the electromagnetic wave shielding efficiencies of carbon paper according to Example 1 and Comparative Example 15. Fig.

이하, 본 발명에 대해서 본 발명에 따른 실시예 및 도면을 참조하여 더욱 상술한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings according to the present invention.

본 발명인 카본 페이퍼는 탄소마이크로코일 및 탄소나노코일로 이루어지는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하며, 전자파 흡수 성능을 지닌다.The carbon paper of the present invention includes a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material composed of a carbon microcoil and a carbon nanocoil, and has an electromagnetic wave absorption performance.

전자파가 물체에 도달하면, 전자파는 흡수, 외부반사, 내부반사 및 투과 메커니즘으로 진행된다. 이 때, 전자파를 투과시키지 않는 효과의 총계를 차폐효율(SE, Shielding Effectiveness)이라고 하는데, 전자파 차폐효율은 흡수, 외부반사 효율, 내부반사 효율 및 투과 효율의 총합으로 나타낼 수 있다. 이를 식으로 표기하면 하기의 수학식 1과 같다.When an electromagnetic wave reaches an object, the electromagnetic wave propagates through absorption, external reflection, internal reflection, and transmission mechanism. At this time, the total of the effects of not transmitting the electromagnetic wave is referred to as a shielding effectiveness (SE), and the electromagnetic wave shielding efficiency can be expressed by the sum of absorption, external reflection efficiency, internal reflection efficiency, and transmission efficiency. This expression is expressed by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

SER 는 반사에 의한 차폐 효율, SEA 는 흡수에 의한 차폐 효율, SEB 는 내부반사에 의한 차폐 효율을 나타내며, ρ는 체적고유저항, f는 전자파 주파수, t는 차폐재의 두께를 나타낸다.SE R represents shielding efficiency by reflection, SE A represents shielding efficiency by absorption, SE B represents shielding efficiency by internal reflection, ρ represents volume resistivity, f represents electromagnetic wave frequency, and t represents the thickness of the shielding material.

전자파 효율의 단위는 데시벨(dB)인데, 전자파 흡수 메커니즘이 10dB 이상인 경우, 내부반사 메커니즘은 무시할 수 있다. 또한, 상기 수학식 1에 의하면 전자파의 주파수가 증가할수록 외부반사에 의한 효율은 감소하고, 흡수에 의한 효율이 증가한다. 즉, 이동통신이 5G로 발전함에 따라, 점점 고주파화로 진행하여 전자파 차폐에 요구되는 소재는 전자파를 흡수하는 물질이 절대적으로 필요하다는 것을 의미한다.The unit of the electromagnetic wave efficiency is decibel (dB). If the electromagnetic wave absorption mechanism is 10 dB or more, the internal reflection mechanism can be ignored. According to Equation (1), as the frequency of electromagnetic waves increases, the efficiency due to external reflection decreases and the efficiency due to absorption increases. That is, as the mobile communication evolves to 5G, the material required for electromagnetic wave shielding by progressing to higher frequencies means that a substance that absorbs electromagnetic waves is absolutely necessary.

금속만을 이용하여 전자파 차폐 소재를 구현할 경우 높은 가공비용과 성형성의 제약으로 용도가 한정된다. 따라서 전도성, 강성, 경량의 특성을 가진 탄소 소재를 접목하여 전자파 차폐 소재를 구현하게 되면 다양한 용도에 적용이 가능할 뿐만 아니라 금속 대비 경량, 높은 성형성, 원가 절감의 효과를 발휘할 수 있다. When an electromagnetic shielding material is implemented using only metal, its application is limited due to high processing cost and limitations in moldability. Accordingly, when a carbon material having conductivity, rigidity, and light weight characteristics is incorporated to realize an electromagnetic shielding material, it can be applied to various applications, and can exhibit light weight, high moldability, and cost reduction effect compared with metals.

탄소 소재 중에서도 탄소나노코일은 스프링과 같이 나선 형태의 구조를 가지고 있으며, 탄소마이크로코일은 DNA와 같이 이중 나선 형태를 가진 구조이다. 나선 형태의 기하 구조는 전류를 유도하여 자력을 발생시킬 수 있고, 유도된 자력이 전자를 잡아 전자파를 흡수하게 된다.Among the carbon materials, the carbon nanocoils have a spiral structure like a spring, and the carbon micro-coils have a double helix structure like DNA. The helical geometry can induce currents to generate magnetic force, and the induced magnetic forces grab the electrons to absorb the electromagnetic waves.

도 1 (a), (b) 및 (c)는 각각 비교예 12, 비교예 10 및 비교예 14 소재의 FESEM 이미지를 나타낸다. 상기 이미지로부터 탄소 소재들이 상호간에 혼합되어 있기보다는 각각 분리되어 자기들끼리 뭉쳐있는 형태로 나타난다는 것을 확인할 수 있다. 탄소 소재들을 하이브리드화 시키지 않고 단순히 혼합하여 소재를 형성하게 되면, 혼합한 소재들이 상호간에 잘 섞이지 않고 부분적으로 격리되어 전자파 차폐 효율의 안정성을 저해하는 문제가 발생한다. 또한, 도 2는 75 GHz 이상의 고주파 영역에서 탄소마이크로코일로만 이루어진 비교예 10의 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율이 측정 주파수에 따라 편차가 커 불균일하다는 것을 나타낸다.Figures 1 (a), (b) and (c) show FESEM images of the materials of Comparative Example 12, Comparative Example 10 and Comparative Example 14, respectively. From the image, it can be seen that the carbon materials are separated from each other rather than being mixed with each other, and they appear to be aggregated together. If the carbon materials are simply mixed without hybridization to form a material, the mixed materials are not well mixed with each other and are partially isolated, which hinders the stability of the electromagnetic wave shielding efficiency. 2 also shows that the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper of Comparative Example 10 made of carbon micro-coil only in the high frequency region of 75 GHz or more is uneven due to a large variation in measurement frequency.

상기 불안정성 및 불균일성을 극복할 수 있는 한 방법은 탄소 소재의 직경을 조절하는 것이다. 상기 탄소마이크로코일은 균일한 형태로 분포되며 직경이 1 μm 이상 3 μm 이하일 수 있다. 상기 균일성에 의하여 특정 주파수에 따른 차폐 효과의 편차를 줄일 수 있다. 도 3 (a)는 일반적인 탄소마이크로코일의 FESEM을 나타내며, 도 3 (b)는 직경이 균일하게 조절된 탄소마이크로코일의 FESEM 이미지를 나타낸다. 도 3 (b)로부터 직경이 균일하게 조절된 탄소마이크로코일의 직경이 1 μm 이상 3 μm 이하임을 확인할 수 있다. 도 4 (a) 내지 (c)는 각각 소러 다른 스케일에서의 탄소나노코일의 FESEM 이미지를 나타낸다. One way to overcome this instability and non-uniformity is to control the diameter of the carbon material. The carbon micro-coil is uniformly distributed and may have a diameter of 1 μm or more and 3 μm or less. By the uniformity, the variation of the shielding effect according to a specific frequency can be reduced. Fig. 3 (a) shows an FESEM of a general carbon microcoil, and Fig. 3 (b) shows an FESEM image of a carbon microcoil having a uniform diameter. From FIG. 3 (b), it can be seen that the diameter of the carbon micro-coil whose diameter is uniformly controlled is 1 μm or more and 3 μm or less. Figures 4 (a) - (c) show FESEM images of carbon nanocoils at different scales, respectively.

상기 문제들을 극복할 수 있는 다른 방법은 탄소 소재들을 하이브리드화 하는 것이다. 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드화는 탄소마이크로코일만의 경우보다 우수한 전자파 차폐 효율을 보인다. 이로 인하여 저주파 영역에서의 전자파 차폐도 달성할 수 있다. 도 5는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재의 카본페이퍼가 탄소마이크로코일만으로 이루어진 소재보다 전자파 차폐 효율이 높음을 보여준다.Another way to overcome these problems is to hybridize the carbon materials. Carbon microcoil - Carbon nanocoil hybridization shows better electromagnetic shielding efficiency than carbon microcoil alone. As a result, electromagnetic shielding in the low frequency region can also be achieved. Fig. 5 shows that the carbon paper of the carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material has higher electromagnetic wave shielding efficiency than the material made of carbon micro-coil alone.

하이브리드화를 이루게 되면 전자 전도 채널링이 형성되어 전기전도도가 향상된다. 도 6 (a)는 하이브리드화 되기 전의 탄소마이크로코일을 나타내는 그림이며, 도 6 (b)는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드화 이후를 나타내는 그림이다. 도 6 (b)의 붉은 선은 이러한 전자 전도 채널링을 나타낸다. 따라서, 하이브리드화로 인하여 저주파 영역에서도 안정적이면서 일정한 전자파 차폐 향상 효과를 재현성 있게 얻을 수 있다.When hybridization is carried out, electron conduction channeling is formed to improve electric conductivity. Fig. 6 (a) is a view showing a carbon micro-coil before hybridization, and Fig. 6 (b) is a figure after hybridization with a carbon micro-coil-carbon nano-coil. The red line in Fig. 6 (b) represents this electron conduction channeling. Therefore, a stable and constant electromagnetic wave shielding improvement effect can be reproducibly obtained even in a low frequency range owing to the hybridization.

상기 전자파 흡수 성능은, 10 GHz 이상 26 GHz 이하의 전자파 흡수 성능일 수 있다. 도 7에서 보듯이, 순수한 탄소 단일 소재로만 이루어진 카본페이퍼보다 다양한 탄소 소재의 혼합으로 이루어진 카본페이퍼의 경우에서 광대역의 전자파를 차폐함을 나타낸다. 따라서 이를 통하여 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재의 카본페이퍼 또한 광대역의 전자파를 차폐함을 유추할 수 있다.The electromagnetic wave absorption performance may be an electromagnetic wave absorption performance of 10 GHz to 26 GHz. As shown in FIG. 7, it is shown that carbon paper having a mixture of various carbon materials is shielded from broadband electromagnetic waves in the case of carbon paper, which is made of only pure carbon single material. Therefore, it can be deduced that the carbon paper of the carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material also shields the broadband electromagnetic waves.

카본 페이퍼의 두께는 0.5 mm 이상 3 mm 이하일 수 있다. 도 9는 단일 탄소마이크로코일 소재로만 이루어진 카본페이퍼의 두께가 증가함에 따라 전자파 차폐 효율이 증가함을 나타내는데, 이를 상기 수학식 1로 유추해보면, 두께 t에 관한 함수는 전자파 흡수 메커니즘에서 나온 식뿐이므로, 단일 탄소마이크로코일 소재로만 이루어진 카본페이퍼는 전자파 흡수 메커니즘을 나타내고, 고주파 영역에서 우수한 전자파 차폐 효과를 거둠을 알 수 있다. 이를 통하여 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재의 카본페이퍼 또한 전자파 흡수 메커니즘을 나타내고, 고주파 영역에서 우수한 전자파 차폐 효과를 거둠을 유추할 수 있다.The thickness of the carbon paper may be 0.5 mm or more and 3 mm or less. 9 shows that the electromagnetic wave shielding efficiency increases as the thickness of the carbon paper made of a single carbon microcoil material increases. According to Equation 1, since the function related to the thickness t is a function derived from the electromagnetic wave absorption mechanism, Carbon paper made of a single carbon micro-coil material exhibits an electromagnetic wave absorption mechanism and shows excellent electromagnetic wave shielding effect in a high frequency range. Through this, carbon paper of carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material also exhibits electromagnetic wave absorption mechanism and it can be deduced that electromagnetic wave shielding effect is excellent in high frequency range.

카본 페이퍼는 유연성을 가질 수 있다. 도 10에 나타난 바와 같이, 본 발명의 카본 페이퍼는 금속 소재에서 구현할 수 없는 유연성을 지니고 있다. 상기 유연성은 탄소 소재를 유연성을 띠는 고분자 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 달성할 수 있다. 상기 유연성을 띠는 고분자 수지로는 폴리아미드계, 폴리에스터계, 폴리우레탄계, 폴리에틸렌계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 폴리플루오르에틸렌계, 폴리비닐알코올계, 폴리아크릴로니트릴계 및 폴리프로필렌계 섬유 등의 합성수지와 셀룰로오스계, 단백질계 및 광물질계 섬유 등의 천연수지를 들 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Carbon paper can have flexibility. As shown in Fig. 10, the carbon paper of the present invention has flexibility that can not be realized in a metal material. The above flexibility can be achieved by mixing the carbon material with a flexible polymer resin by an ultrasonic dispersion method. Examples of the flexible polymer resin include polyamide, polyester, polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile and poly Propylene-based fibers, and natural resins such as cellulose-based, protein-based, and mineral-based fibers. However, the present invention is not limited thereto.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

{실시예}{Example}

증발기는 진공 열 증발기(thermal evaporator)를 사용, 화학기상장치는 플라즈마 화학기상장치(RF-PECVD) 를 사용, 증착 장치는 열화학기상 증착 장치(TCVD)를 사용하였으며, 촉매는 Ni(99.7%)를 사용, 탄소코일 원료가스는 C2H2를 사용, 첨가가스로 SF6을 사용하였다.The evaporator used was a thermal evaporator, the chemical vaporizer used RF-PECVD, the evaporator used TCVD, and the catalyst was Ni (99.7%). C 2 H 2 was used as the carbon coil raw material gas, and SF 6 was used as the additive gas.

1. 실시예 11. Example 1

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소마이크로코일 기반 하이브리드 소재를 합성하는 단계, 상기 하이브리드 소재를 합성하는 단계 진행 중 증착 장치에서 +/- 바이어스 전압을 인가하여 하이브리드화하는 단계를 통하여 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 78 중량%의 폴리우레탄 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다. 도 11에서 상기 제조 과정을 간략히 나타내었다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate by using an evaporator; subjecting the formed catalyst layer to hydrogen plasma treatment using a chemical vapor deposition apparatus; introducing a raw material gas and an additive gas; Carbon nanocoil hybrid material was obtained through a step of synthesizing and hybridization by applying +/- bias voltage in a vapor deposition apparatus during the process of synthesizing the hybrid material. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The above material was mixed with 78 wt% polyurethane resin by an ultrasonic dispersion method to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including a carbon microcoil-carbon nano-coil hybrid material. The manufacturing process is briefly shown in FIG.

2. 실시예 22. Example 2

제조 과정의 전체적인 온도를 750℃로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the overall temperature of the production process was set to 750 ° C.

3. 실시예 33. Example 3

제조 과정의 전체적인 온도를 650℃로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the overall temperature of the manufacturing process was set to 650 ° C.

4. 실시예 44. Example 4

폴리우레탄 수지의 중량%가 88 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight percentage of the polyurethane resin was 88 weight%.

5. 실시예 55. Example 5

폴리우레탄 수지의 중량%가 94 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil-carbon nanocoil hybrid material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight percentage of the polyurethane resin was 94% by weight.

6. 비교예 16. Comparative Example 1

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소나노코일을 형성하는 단계를 통하여 탄소나노코일 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 78 중량%의 폴리우레탄 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소나노코일 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate by using an evaporator, treating the formed catalyst layer with a hydrogen plasma treatment using a chemical vapor deposition apparatus, forming a carbon nanocoil using a deposition apparatus after injecting a raw material gas and an additive gas To obtain a carbon nanocoil material. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The material was mixed with 78 wt% polyurethane resin by an ultrasonic dispersion method to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including a carbon nanocoil material.

7. 비교예 27. Comparative Example 2

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소마이크로코일을 형성하는 단계를 통하여 탄소마이크로코일 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 88 중량%의 폴리우레탄 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소마이크로코일 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate by using an evaporator, performing a hydrogen plasma treatment using the chemical vapor deposition apparatus, forming a carbon microcoil using a deposition apparatus after injecting a source gas and an additive gas To obtain a carbon microcoil material. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The material was mixed with 88 wt% polyurethane resin by an ultrasonic dispersion method to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including a carbon microcoil material.

8. 비교예 38. Comparative Example 3

두께가 1.8 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the thickness was 1.8 mm.

9. 비교예 49. Comparative Example 4

두께가 1.6 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the thickness was 1.6 mm.

10. 비교예 510. Comparative Example 5

두께가 1.4 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the thickness was 1.4 mm.

11. 비교예 611. Comparative Example 6

두께가 1.2 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the thickness was 1.2 mm.

12. 비교예 712. Comparative Example 7

두께가 1.0 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the thickness was 1.0 mm.

13. 비교예 813. Comparative Example 8

두께가 0.8 mm인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the thickness was 0.8 mm.

14. 비교예 914. Comparative Example 9

폴리우레탄 수지의 중량%가 94 중량%인 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the weight percentage of the polyurethane resin was 94% by weight.

15. 비교예 1015. Comparative Example 10

탄소마이크로코일 소재를 35.2 중량%의 폴리우레탄 수지 및 58.8 중량%의 DMF(dimethyl formaldehyde)와 초음파 분산법으로 혼합시킨 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 탄소마이크로코일 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing a carbon microcoil material was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the carbon microcoil material was mixed with 35.2 wt% of a polyurethane resin and 58.8 wt% of dimethyl formaldehyde by an ultrasonic dispersion method .

16. 비교예 1116. Comparative Example 11

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소나노튜브를 형성하는 단계를 통하여 탄소나노튜브 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 88 중량%의 폴리우레탄 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소나노튜브 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate by using an evaporator, performing a hydrogen plasma treatment using the chemical vapor deposition apparatus, forming carbon nanotubes using a deposition apparatus after injecting a source gas and an additive gas To obtain a carbon nanotube material. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The material was mixed with 88 wt% polyurethane resin by ultrasonic dispersion to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including a carbon nanotube material.

17. 비교예 1217. Comparative Example 12

탄소나노튜브 소재를 35.2 중량%의 폴리우레탄 수지 및 58.8 중량%의 DMF(dimethyl formaldehyde)와 초음파 분산법으로 혼합시킨 것을 제외하고는, 비교예 11과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 소재를 포함한 카본페이퍼를 제조하였다.Carbon paper containing carbon nanotube material was prepared in the same manner as in Comparative Example 11 except that the carbon nanotube material was mixed with 35.2 wt% of polyurethane resin and 58.8 wt% of dimethyl formaldehyde by ultrasonic dispersion method .

18. 비교예 1318. Comparative Example 13

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소나노코일과 탄소나노튜브를 혼합하는 단계를 통하여 탄소나노코일, 탄소나노튜브 혼합 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 78 중량%의 폴리우레탄 수지와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소나노코일, 탄소나노튜브 혼합 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate using an evaporator, treating the formed catalyst layer with a hydrogen plasma treatment using a chemical vapor deposition apparatus, injecting a source gas and an additive gas, and then depositing a carbon nanocoil and a carbon nanotube Carbon nano-coils and carbon nanotubes mixed material were obtained. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The material was mixed with 78 wt% polyurethane resin by ultrasonic dispersion to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including carbon nanocoils and carbon nanotube mixed material.

19. 비교예 1419. Comparative Example 14

증발기를 사용하여 세라믹 기판 상에 촉매층을 형성하는 단계, 형성된 촉매층을 화학기상장치를 사용하여 수소 플라즈마 처리하는 단계, 원료가스 및 첨가가스를 주입한 후 증착 장치를 사용하여 탄소마이크로코일과 탄소나노튜브를 혼합하는 단계를 통하여 탄소마이크로코일, 탄소나노튜브 혼합 소재를 얻었다. 제조 과정의 전체적인 온도는 850℃로 설정하였다. 상기 소재를 35.2 중량%의 폴리우레탄 수지 및 58.8 중량%의 DMF(dimethyl formaldehyde)와 초음파 분산법으로 혼합시켜 탄소마이크로코일, 탄소나노튜브 혼합 소재를 포함한 두께 2.0 mm의 카본페이퍼를 제조하였다.Forming a catalyst layer on a ceramic substrate by using an evaporator, treating the formed catalyst layer with a hydrogen plasma treatment using a chemical vaporizer, injecting a raw material gas and an additive gas, and then using a carbon micro- Carbon micro-coils and carbon nanotubes mixed material were obtained. The overall temperature of the manufacturing process was set at 850 ° C. The above material was mixed with 35.2 wt% of a polyurethane resin and 58.8 wt% of dimethylformaldehyde (DMF) by ultrasonic dispersion to prepare a carbon paper having a thickness of 2.0 mm including a carbon micro-coil and a carbon nanotube mixed material.

20. 비교예 1520. Comparative Example 15

잔자파 차폐 소재로 널리 사용되는 알루미늄 포일을 준비하였다.Aluminum foil, which is widely used as a shielding material, is prepared.

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 15의 조건은 하기의 표에 나타내었다.The conditions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 15 are shown in the following table.

CMC는 탄소마이크로코일, CNC는 탄소나노코일, CNT는 탄소나노뉴브, Al은 알루미늄을 나타낸다. CMC-CNC는 CMC와 CNC가 하이브리드화 되었음을 타나내며, CNC, CNT 및 CMC, CNT는 각각 CNC와 CNT, CMC와 CNT가 혼합되었음을 나타낸다.CMC is carbon microcoil, CNC is carbon nanocoil, CNT is carbon nanovite, and Al is aluminum. CMC-CNC indicates that CMC and CNC are hybridized, and CNC, CNT and CMC and CNT indicate that CNC, CNT, CMC and CNT are mixed, respectively.

조성Furtherance 제조 온도(℃)Manufacturing temperature (캜) 두께 (mm)Thickness (mm) PU (중량%)PU (% by weight) DMF (중량%)DMF (wt%) 실시예 1Example 1 CMC-CNCCMC-CNC 850850 2.02.0 7878 00 실시예 2Example 2 CMC-CNCCMC-CNC 750750 2.02.0 7878 00 실시예 3Example 3 CMC-CNCCMC-CNC 650650 2.02.0 7878 00 실시예 4Example 4 CMC-CNCCMC-CNC 850850 2.02.0 8888 00 실시예 5Example 5 CMC-CNCCMC-CNC 850850 2.02.0 9494 00 비교예 1Comparative Example 1 CNCCNC 850850 2.02.0 7878 00 비교예 2Comparative Example 2 CMCCMC 850850 2.02.0 8888 00 비교예 3Comparative Example 3 CMCCMC 850850 1.81.8 8888 00 비교예 4Comparative Example 4 CMCCMC 850850 1.61.6 8888 00 비교예 5Comparative Example 5 CMCCMC 850850 1.41.4 8888 00 비교예 6Comparative Example 6 CMCCMC 850850 1.21.2 8888 00 비교예 7Comparative Example 7 CMCCMC 850850 1.01.0 8888 00 비교예 8Comparative Example 8 CMCCMC 850850 0.80.8 8888 00 비교예 9Comparative Example 9 CMCCMC 850850 2.02.0 9494 00 비교예 10Comparative Example 10 CMCCMC 850850 2.02.0 35.235.2 58.858.8 비교예 11Comparative Example 11 CNTCNT 850850 2.02.0 8888 00 비교예 12Comparative Example 12 CNTCNT 850850 2.02.0 35.235.2 58.858.8 비교예 13Comparative Example 13 CNC, CNTCNC, CNT 850850 2.02.0 7878 00 비교예 14Comparative Example 14 CMC, CNTCMC, CNT 850850 2.02.0 35.235.2 58.858.8 비교예 15Comparative Example 15 AlAl -- -- -- --

{평가}{evaluation}

소재의 형태는 전계방출형주사전자현미경(FESEM)을 사용, 전기전도도는 Four point probe를 사용, 전자파 차폐 효율은 ASTM D4935-99를 사용하여 측정하였다.The shape of the material was measured using a field emission scanning electron microscope (FESEM), the electric conductivity was measured using a four-point probe, and the electromagnetic wave shielding efficiency was measured using ASTM D4935-99.

1. 탄소나노튜브 소재 vs. 탄소마이크로코일 소재 전자파 차폐 효율 분석1. Carbon nanotube material vs. Analysis of electromagnetic wave shielding efficiency of carbon microcoil material

도 8 및 도 9는 각각 전자파 차폐 메커니즘 중에서 반사 메커니즘을 진행시키는 물질인 탄소나노튜브로만 이루어진 비교예 11의 카본페이퍼와 전자파 차폐 메커니즘 중에서 흡수 메커니즘을 진행시키는 물질인 탄소마이크로코일로만 이루어진 비교예 2 내지 8의 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 비교한 결과를 나타낸다.FIGS. 8 and 9 show carbon paper of Comparative Example 11 consisting only of carbon nanotubes which is a material for advancing the reflection mechanism among the electromagnetic wave shielding mechanisms, and Comparative Examples 2 and 3, which are made of carbon microcoils, which is a material for advancing the absorption mechanism, among electromagnetic wave shielding mechanisms. 8 carbon paper of the present invention.

0.5 GHz에서 6.0 GHz까지는 비교예 11의 카본페이퍼의 경우, 0 dB에서 8.0 dB로 점점 증가하는 반사 손실(Reflection loss, 전자파 차폐 효율과 동일한 개념) 결과를 보여주고 있으나, 비교예 2 내지 8의 카본페이퍼의 경우, 유의미한 결과를 보여주지 못하고 있다. 하지만, 6.0 GHz 이상의 주파수에서는 비교예 11의 카본페이퍼의 경우, 고주파로 진행될수록 반사 손실이 감소되어 15.0 GHz 근처에서는 거의 2.0 dB정도로 줄어든 반면, 비교예 2 내지 8의 카본페이퍼의 경우, 고주파로 진행될수록 반사 손실이 증가되어 10.0 GHz이상의 고주파 구간에서는 20 dB 이상의 측정치를 갖는 것을 확인할 수 있다. In the case of the carbon paper of Comparative Example 11 from 0.5 GHz to 6.0 GHz, the reflection loss (the same concept as the electromagnetic wave shielding efficiency) gradually increased from 0 dB to 8.0 dB. However, in the carbon paper of Comparative Example 11, In the case of paper, it does not show meaningful results. However, in the case of the carbon paper of Comparative Example 11, the reflection loss decreased as the frequency of the carbon paper of Comparative Example 11 went down to about 2.0 dB at a frequency of 6.0 GHz or more, and decreased to about 2.0 dB at the frequency of 15.0 GHz. On the other hand, The reflection loss increases, and it can be confirmed that the measurement value is 20 dB or more in a high frequency range of 10.0 GHz or more.

2. 카본페이퍼의 두께에 따른 전자파 차폐 효율 분석2. Analysis of electromagnetic wave shielding efficiency according to thickness of carbon paper

한편, 탄소마이크로코일로만 이루어진 비교예 2 내지 8의 카본페이퍼의 경우, 두께에 따라서도 반사 손실을 측정하였는데, 도 9는 카본페이퍼의 두께가 클수록 고주파 영역에서 측정된 반사 손실 값이 증가함을 보여주고 있다. 카본페이퍼의 두께가 증가함에 따라 반사 손실 값이 증가하는 결과를 상기 수학식 1로 유추해보면, 두께 t에 관한 함수는 전자파 흡수 메커니즘에서 나온 식뿐이므로, 비교예 2 내지 8의 카본페이퍼는 전자파 흡수 메커니즘을 나타내고, 탄소나노튜브로만 이루어진 비교예 11의 카본페이퍼보다 고주파 영역에서 훨씬 우수한 전자파 차폐 효과를 거두고 있음을 보이는 평가 1의 분석 결과를 다시금 확인시켜 준다.On the other hand, in the case of the carbon paper of Comparative Examples 2 to 8 composed only of carbon micro-coil, the reflection loss was measured according to the thickness. FIG. 9 shows that the reflection loss value measured in the high frequency region increases as the thickness of the carbon paper increases Giving. The carbon paper of Comparative Examples 2 to 8 has the same structure as that of the electromagnetic wave absorbing mechanism of Comparative Examples 2 to 8 because the function of the thickness t is derived from the electromagnetic wave absorbing mechanism only when the thickness of the carbon paper increases, And again confirms the analysis result of Evaluation 1 showing that the electromagnetic wave shielding effect is much better in the high frequency region than that of the carbon paper of Comparative Example 11 composed of only carbon nanotubes.

3. 알루미늄 포일 vs. 카본페이퍼 전자파 차폐 효율 분석3. Aluminum foil vs. Analysis of carbon paper electromagnetic wave shielding efficiency

도 14에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율은 3.0 GHz 미만의 주파수에서는 비교예 15의 알루미늄 포일보다 낮다. 하지만, 3.0 GHz이상의 측정 주파수에서는 카본페이퍼의 차폐 효율은 떨어지지 않는 반면, 알루미늄 포일의 경우는 효율이 급격히 저하되는 것을 알 수 있다. 이로부터 10 GHz이상의 고주파수에서는 전자파 흡수 메커니즘이 우수한 카본페이퍼가 전자파 차폐 소재로서 매우 적합할 것임을 확인시켜주고 있다.As shown in Fig. 14, the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper of Example 1 is lower than the aluminum foil of Comparative Example 15 at frequencies lower than 3.0 GHz. However, at a measurement frequency of 3.0 GHz or higher, the shielding efficiency of the carbon paper does not decrease, whereas the efficiency of the aluminum foil decreases sharply. From this, it is confirmed that carbon paper excellent in electromagnetic wave absorption mechanism at 10 GHz or higher will be very suitable as electromagnetic shielding material.

4. 단일 소재 vs. 혼합 소재 전자파 차폐 효율 분석4. Single material vs. Analysis of mixed electromagnetic wave shielding efficiency

도 7에서 보듯이, 2.5 GHz 미만의 저주파 영역에서 탄소마이크로코일로만 이루어진 비교예 10의 카본페이퍼보다 탄소마이크로코일을 탄소나노튜브와 혼합한 비교예 14의 카본페이퍼가 전자파 차폐 효율이 더욱 우수하고, 2.5 GHz 이상의 고주파로 갈수록 탄소나노튜브로만 이루어진 비교예 12의 카본페이퍼보다 탄소마이크로코일을 탄소나노튜브와 혼합한 비교예 14의 카본페이퍼가 전자파 차폐 효율이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 7, the carbon paper of Comparative Example 14, in which the carbon micro-coil was mixed with the carbon nanotubes, was more excellent in the electromagnetic wave shielding efficiency than the carbon paper of Comparative Example 10 which was made of only the carbon microcoil in the low frequency region of less than 2.5 GHz, It can be seen that the carbon paper of Comparative Example 14 in which the carbon micro-coil is mixed with the carbon nanotubes is superior to the carbon paper of Comparative Example 12 which is made of carbon nanotubes only at frequencies higher than 2.5 GHz.

이 결과들은 순수한 탄소 단일 소재로만 이루어진 카본페이퍼보다 다양한 탄소 소재의 혼합으로 이루어진 카본페이퍼의 경우에서 광대역의 전자파를 차폐함을 나타낸다.These results show that the carbon paper shields a wide band of electromagnetic waves in the case of carbon paper made of a mixture of carbon materials rather than carbon paper made of a pure carbon single material.

5. 단일 소재 vs. 하이브리드 소재 전자파 차폐 효율 분석5. Single material vs. Hybrid material electromagnetic wave shielding efficiency analysis

도 5에서, 붉은색 선은 실시예 4 및 실시예 5의 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 나타내며, 선이며, 검은색 선은 비교예 2 및 비교예 9의 카본페이퍼의 전자파 차폐 효율을 나타낸다. 도 5로부터 폴리우레탄의 중량%에 관계 없이 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재의 카본페이퍼가 탄소마이크로코일만으로 이루어진 소재보다 전체 측정 구간(1.25~4.0GHz)에 걸쳐 전자파 차폐 효율이 높음을 알 수 있다.In FIG. 5, the red line represents the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper of Examples 4 and 5, and the black line represents the electromagnetic wave shielding efficiency of the carbon paper of Comparative Examples 2 and 9. From FIG. 5, it can be seen that the carbon paper of the carbon micro-coil-carbon nano-coil hybrid material has a higher electromagnetic wave shielding efficiency over the entire measurement period (1.25 to 4.0 GHz) than the material made of carbon micro-coil alone regardless of the weight percentage of the polyurethane have.

6. 단일 소재 vs. 혼합 또는 하이브리드 소재 전자파 차폐 효율 분석6. Single material vs. Analysis of electromagnetic wave shielding efficiency of mixed or hybrid material

도 12에서 보듯이, 탄소나노코일로만 이루어진 비교예 1의 카본페이퍼는 탄소마이크로코일로만 이루어진 비교예 2의 카본페이퍼에 비하여 부피 저항도(volume resistivity)가 좋지 못하다. 그러나, 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하는 실시예 1의 카본페이퍼는 비교예 2의 카본페이퍼에 비하여 부피 저항도가 낮은 것을 확인할 수 있다. 즉, 전기전도도가 향상되어 전자파 차폐 효율이 증가함을 확인할 수 있다. 탄소나노코일을 탄소나노튜브와 혼합한 비교예 13의 카본페이퍼 역시 탄소나노튜브로만 이루어진 비교예 11의 카본페이퍼에 비해 전자파 차폐 효율이 증가함을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 12, the carbon paper of Comparative Example 1 made of only carbon nanocoils has poor volume resistivity as compared with the carbon paper of Comparative Example 2, which is made of only carbon microcoils. However, it can be confirmed that the carbon paper of Example 1 including the carbon microcoil-carbon nano-coil hybrid material has a lower volume resistivity than that of the carbon paper of Comparative Example 2. [ That is, it can be confirmed that the electric conductivity is improved and the electromagnetic wave shielding efficiency is increased. The carbon paper of Comparative Example 13 in which the carbon nano-coils are mixed with the carbon nanotubes also shows an increase in the electromagnetic wave shielding efficiency as compared with the carbon paper of Comparative Example 11 made of only carbon nanotubes.

이 결과들은 순수한 탄소 단일 소재로만 이루어진 카본페이퍼보다 다양한 탄소 소재의 혼합 또는 하이브리드화로 이루어진 카본페이퍼의 경우에서 전자파 차폐 효율이 향상됨을 나타낸다.These results show that the electromagnetic wave shielding efficiency is improved in the case of carbon paper made by mixing or hybridizing various carbon materials rather than carbon paper made of a pure carbon single material.

7. 측정 온도에 따른 전자파 차폐 효율 분석7. Analysis of electromagnetic wave shielding efficiency according to measured temperature

도 13에 나타난 바와 같이, 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재를 포함하는 실시예 1의 카본페이퍼의 전기전도도 즉, 전자파 차폐 효율이 탄소마이크로코일만으로 이루어진 소재를 포함하는 비교예 2의 카본페이퍼보다 우수한 것을 볼 수 있다. 이는 전술한 전자 전도 채널링 형성으로부터 기인한 것이다. 또한, 도 13으로부터 온도 증가에 따라 전기전도도가 향상되는 것을 볼 수 있어, 실시예 1 및 비교예 2의 소재는 반도체적인 특성이 있는 것을 알 수 있다.13, the electric conductivity of the carbon paper of Example 1 including the carbon microcoil-carbon nano-coil hybrid material, that is, the electromagnetic wave shielding efficiency was lower than that of the carbon paper of Comparative Example 2 containing a material consisting only of carbon microcoils You can see excellent. This is due to the above-described electron conduction channeling formation. It can be seen from FIG. 13 that the electric conductivity is improved with increasing temperature, and it can be seen that the materials of Examples 1 and 2 have semiconductor characteristics.

본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims should include all such modifications and changes as fall within the true spirit of the invention.

Claims (5)

탄소마이크로코일; 및
탄소나노코일;
로 이루어지는 탄소마이크로코일-탄소나노코일 하이브리드 소재;를 포함하며, 전자파 흡수 성능을 지닌 것을 특징으로 하는 카본페이퍼.
Carbon microcoils; And
Carbon nanocoils;
And a carbon microcoil-carbon nano-coil hybrid material composed of the carbon microcoil-carbon nano-coil hybrid material.
제1항에 있어서,
상기 탄소마이크로코일의 직경은 1 μm 이상 3 μm 이하인 것을 특징으로 하는 카본페이퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the carbon microcoil is not less than 1 占 퐉 and not more than 3 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 전자파 흡수 성능은, 10 GHz 이상 26 GHz 이하의 전자파 흡수 성능인 것을 특징으로 하는 카본페이퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the electromagnetic wave absorption performance is an electromagnetic wave absorption performance of 10 GHz to 26 GHz.
제1항에 있어서,
두께가 0.5 mm 이상 3 mm 이하인 것을 특징으로 하는 카본페이퍼.
The method according to claim 1,
And a thickness of 0.5 mm or more and 3 mm or less.
제1항에 있어서,
유연성을 가지는 것을 특징으로 하는 카본페이퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon paper has flexibility.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220077212A (en) * 2020-11-30 2022-06-09 신라대학교 산학협력단 Positive temperature coefficient thermistor composition and method for producing the same
CN118471583A (en) * 2024-05-09 2024-08-09 国科领纤新材料(常州)有限公司 Conductive carbon paper and preparation method and application thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170064216A (en) 2015-12-01 2017-06-09 국민대학교산학협력단 The fabrication method of metal/carbon hybrid particles for coating the electromagnetic wave shielding fabric

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170064216A (en) 2015-12-01 2017-06-09 국민대학교산학협력단 The fabrication method of metal/carbon hybrid particles for coating the electromagnetic wave shielding fabric

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220077212A (en) * 2020-11-30 2022-06-09 신라대학교 산학협력단 Positive temperature coefficient thermistor composition and method for producing the same
CN118471583A (en) * 2024-05-09 2024-08-09 国科领纤新材料(常州)有限公司 Conductive carbon paper and preparation method and application thereof

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