KR20200016187A - 비대칭 복합재 - Google Patents

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KR20200016187A
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Abstract

본 출원은 비대칭 복합재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 금속 다공체(금속폼 등)와 고분자 성분을 포함하는 복합재를 제공하되, 상기 고분자 성분이 상기 금속 다공체(금속폼 등)의 양면에서 비대칭적인 구조로 형성된 복합재를 제조하는 방법과 그러한 방식으로 제조된 복합재를 제공한다.

Description

비대칭 복합재 {ASYMMETRY COMPOSITE MATERIAL}
본 출원은 비대칭 복합재 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
금속폼(metal foam)은 경량성, 에너지 흡수성, 단열성, 내화성 또는 친환경 등의 다양하고 유용한 특성을 구비함으로써, 경량 구조물, 수송 기계, 건축 자재 또는 에너지 흡수 장치 등을 포함하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
금속폼은, 높은 비표면적을 가질 뿐만 아니라 액체, 기체 등의 유체 또는 전자의 흐름을 보다 향상시킬 수 있으므로, 열 교환 장치용 기판, 촉매, 센서, 액츄에이터, 2차 전지, 연료전지, 가스 확산층(GDL: gas diffusion layer) 또는 미세유체 흐름 제어기(microfluidic flow controller) 등에 적용되어 유용하게 사용될 수도 있다.
금속폼의 적용 분야의 확대나 물성의 보강 등을 목적으로 상기 금속폼과 수지 성분을 복합화한 복합재를 제조할 수 있다.
본 출원은, 비대칭 복합재 및 상기 비대칭 복합재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원은 비대칭 복합재 및 상기 비대칭 복합재의 제조 방법에 관한 것이다. 용어 복합재는 금속 다공체(금속폼 등)와 고분자 성분을 포함하는 재료를 의미할 수 있다.
예시적인 비대칭 복합재(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 고분자층(1), 금속 다공체(3) 및 제 2 고분자층(2)을 순차로 포함하고, 상기 제 1 고분자층(1)과 제 2 고분자층(2)은 서로 다른 성분을 가질 수 있다. 상기 제 1 고분자층과 제 2 고분자층이 서로 다른 성분을 갖는다는 것은 후술하는 수지 성분 또는 기타 첨가제 등 조성이 서로 다름을 의미한다. 종래에 일반적으로 금속 다공체에 수지 성분을 복합화한 복합재를 제조하는 방법은 널리 알려져 있다. 일반적으로 금속 다공체를 딥코팅 또는 블레이드 코팅 방식으로 고분자를 코팅할 경우, 금속 다공체의 표면에 동일한 특성을 갖는 고분자층을 형성할 수 밖에 없어서 그 응용 범위가 제한된다. 본 출원은 금속 다공체의 양면에 서로 다른 특성을 갖는 고분자층을 갖는 비대칭 복합재를 제공함으로써, 다양한 응용 분야를 갖는 복합재를 제공한다.
본 명세서에서 용어 금속 다공체(금속폼 등) 또는 금속 골격은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속 다공체(금속폼 등) 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 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 99% 이하, 약 98% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하 또는 75% 이하 정도일 수 있다. 상기 기공도는 금속 다공체(금속폼 등) 등의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.
본 출원의 복합재에 포함되는 금속 다공체(금속폼 등)은 필름 형상일 수 있다. 본 출원의 복합재는 상기와 같은 필름 형태의 금속 다공체(금속폼 등) 및 상기 금속 다공체(금속폼 등)의 대향하는 양 표면에 존재하는 고분자 성분을 포함할 수 있다. 상기에서 대향하는 양표면은 필름 형태의 금속 다공체(금속폼 등)의 상부와 하부 표면이나 양 측면 등과 같이 서로 마주보는 표면을 의미할 수 있다. 이하 편의상, 상기 금속 다공체의 서로 마주보는 표면 중에서 제 1 고분자층이 존재하는 표면을 제 1 표면이라고 호칭하고, 그 반대측 표면으로서 상기 제 2 고분자층이 존재하는 표면을 제 2 표면이라고 호칭할 수 있다. 일 예시에서, 상기 제 1 표면에는 제 2 고분자층 성분이 존재하지 않을 수 있고, 상기 제 2 표면에는 제 1 고분자층 성분이 존재하지 않을 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 고분자층의 고분자 성분이 상기 금속 다공체의 기공으로 침투할 수 있고, 예를 들어, 상기 제 1 고분자층의 고분자 성분이 제 2 고분자층의 고분자 성분 보다 더 많이 침투될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제 2 고분자층의 고분자 성분이 상기 금속 다공체의 기공으로 제 1 고분자층의 고분자 성분 보다 더 많이 침투될 수 있다. 즉, 상기 금속 다공체의 기공에 침투되어 있는 제 1 고분자층 성분과 제 2 고분자층 성분의 함량이 서로 상이하게 존재할 수 있다.
하나의 예시에서, 금속 다공체는 내부에 상기 제 1 고분자층의 고분자 성분이 존재하는 제 1 영역 및 상기 제 2 고분자층의 고분자 성분이 존재하는 제 2 영역을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 고분자 성분이란, 후술하는 수지 성분 또는 기타 상기 고분자층에 포함되는 첨가제 등을 의미할 수 있으며, 후술하는 고분자 용액을 의미할 수도 있다. 본 출원의 구체예에서, 상기 금속 다공체의 두께에 대한 제 1 영역의 두께는 0.01 내지 0.99, 0.05 내지 0.95, 0.08 내지 0.9, 0.1 내지 0.8, 0.2 내지 0.7, 0.25 내지 0.65, 0.3 내지 0.6, 0.35 내지 0.55 또는 0.4 내지 0.5의 범위 내일 수 있다. 또한, 상기 금속 다공체의 두께에 대한 제 2 영역의 두께는 0.01 내지 0.99, 0.05 내지 0.95, 0.08 내지 0.9, 0.1 내지 0.8, 0.2 내지 0.7, 0.25 내지 0.65, 0.3 내지 0.6, 0.35 내지 0.55 또는 0.4 내지 0.5의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기 서로 다른 성분을 갖는 제 1 고분자층 및 제 2 고분자층이 금속 다공체의 양면에 배치시킬 수 있고, 또한, 금속 다공체는 기공 내부에 상기 제 1 고분자층의 고분자 성분 및 제 2 고분자층의 고분자 성분이 함께 존재할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 두께를 조절할 수 있다.
복합재에서 금속 다공체(금속폼 등)은, 기공도(porosity)가 약 30% 내지 99%의 범위 내일 수 있다. 일 예시에서 후술하는 방식으로 상기 복합재를 형성함에 있어서 목적하는 비대칭 구조를 고려하여 상기 금속 다공체(금속폼 등)의 기공도나 공극의 크기 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 방식으로 비대칭 구조를 형성함에 있어서, 금속 다공체(금속폼 등)의 기공도가 작거나, 공극의 크기가 작은 경우에는 일 표면에서 조사된 광이 다른 표면에 도달하는 정도가 작아지고, 반대로 큰 경우에는 상기 다른 표면에 도달하는 정도가 커져서 반대 표면의 광경화성 조성물의 경화도가 제어될 수 있다. 다른 예시에서 상기 기공도는, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하 또는 80% 이하 정도일 수 있다.
금속 다공체(금속폼 등)은 필름 형태일 수 있다. 상기 필름의 두께는 예를 들면, 약 5㎛ 내지 5 cm의 범위 내일 수 있다. 상기 두께는 다른 예시에서 4cm 이하, 3cm 이하, 2cm 이하 또는 1 cm 이하, 9000 ㎛ 이하, 8000 ㎛ 이하, 7000 ㎛ 이하, 6000 ㎛ 이하, 5000 ㎛ 이하, 4000 ㎛ 이하, 3000 ㎛ 이하, 2000 ㎛ 이하, 1000 ㎛ 이하, 900 ㎛ 이하, 800 ㎛ 이하, 700 ㎛ 이하, 600 ㎛ 이하, 500 ㎛ 이하, 400 ㎛ 이하, 300 ㎛ 이하 또는 200 ㎛ 이하 정도이거나, 6㎛ 이상, 7㎛ 이상, 8㎛ 이상, 9㎛ 이상 또는 10㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 60 ㎛ 이상, 70 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 90 ㎛ 이상 또는 95 ㎛ 이상 정도일 수도 있다.
상기 금속 다공체(금속폼 등)의 골격은, 다양한 종류의 금속이나 금속 합금으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 철, 코발트, 니켈, 구리, 인, 몰리브덴, 아연, 망간, 크롬, 인듐, 주석, 은, 백금, 금, 알루미늄, 스테인리스 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 합금을 포함하거나, 혹은 상기 금속 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있다.
이러한 금속 다공체(금속폼 등)은 다양하게 공지되어 있고, 금속 다공체(금속폼 등)을 제조하는 방법 역시 다양하게 공지되어 있다. 본 출원에서는 이러한 공지의 금속 다공체(금속폼 등)이나 상기 공지의 방식으로 제조한 금속 다공체(금속폼 등)이 적용될 수 있다.
금속 다공체(금속폼 등)을 제조하는 방식으로는, 염 등의 기공 형성제와 금속의 복합 재료를 소결하는 방식, 고분자 폼 등의 지지체에 금속을 코팅하고, 그 상태로 소결하는 방식이나 바인더, 용매 및 분산제를 슬러리로 제조하여 도포 건조 및 소결하는 슬러리법 등이 알려져 있다. 본 출원은 상기 방법을 통해 목적하는 기공 크기, 두께 및 기공도를 갖는 금속폼을 구현할 수 있다. 또한, 상기 금속 다공체(금속폼 등)은 본 출원인의 선행 출원인 한국출원 제2017-0086014호, 제2017-0040971호, 제2017-0040972호, 제2016-0162154호, 제2016-0162153호 또는 제2016-0162152호 등에 개시된 방식에 따라서도 제조될 수 있다.
상기 금속 다공체(금속폼 등)은 또한 상기 선행출원에 개시된 방식 중에서 유도 가열 방식으로도 제조될 수 있는데, 이러한 경우에 금속 다공체(금속폼 등)은 전도성 자성 금속을 적어도 포함할 수 있다. 이 경우, 금속 다공체(금속폼 등)은 상기 전도성 자성 금속을 중량을 기준으로 30 중량% 이상, 35 중량% 이상, 40 중량% 이상, 45 중량% 이상 또는 50 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예시에서 상기 금속 다공체(금속폼 등) 내의 전도성 자성 금속의 비율은, 약 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상 또는 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 전도성 자성 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100 중량% 미만 또는 95 중량% 이하일 수 있다.
본 출원에 있어서 용어 전도성 자성 금속은, 소정 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속으로서, 유도 가열 방식에 의해 금속의 소결이 가능할 정도로 발열이 가능한 금속을 의미할 수 있다.
일 예시에서 상기 전도성 금속으로는, 상대 투자율이 90 이상인 금속이 사용될 수 있다. 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 상기 금속은 상대 투자율이 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상대 투자율이 높을 수록 후술하는 유도 가열을 위한 전자기장의 인가 시에 보다 높은 열을 발생하게 되므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.
상기 전도성 자성 금속은 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 이상일 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 전도도는, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다.
이러한 전도성 자성 금속의 구체적인 예에는 니켈, 철 또는 코발트 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 복합재는 비대칭 복합재일 수 있다. 상기 비대칭 복합재는 금속 다공체의 양면에 존재하는 상기 제 1 고분자층과 제 2 고분자층이 서로 다른 성분을 갖음을 의미할 수 있다. 상기 제 1 고분자층 및 제 2 고분자층의 성분은 후술하는 고분자 성분 혹은 수지 성분이 서로 상이하거나, 기타 첨가제가 서로 상이한 경우를 의미한다. 상기에서, 고분자 성분과 수지 성분은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층에 포함되는 수지 성분은 예를 들어, 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 기타 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 탄화수소의 혼합물, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 불소계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기에서 스티렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 블록 공중합체(ASA), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌계 단독 중합체 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 올레핀계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 고밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 저밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리프로필렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 엘라스토머로는, 예를 들면, 에스터계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 그 중 올레핀계 열가소성 엘라스토머로서 폴리부타디엔 수지 또는 엘라스토머 또는 폴리이소부틸렌 수지 또는 엘라스토머 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리옥시메틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시에틸렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리비닐리덴 클로라이드 등이 예시될 수 있다. 상기 탄화수소의 혼합물로는, 예를 들면, 헥사트리아코탄(hexatriacotane) 또는 파라핀 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 나일론 등이 예시될 수 있다. 상기 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리부틸(메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있다. 상기 에폭시계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 비스페놀 A 형, 비스페놀 F 형, 비스페놀 S 형 및 이들의 수첨가물 등의 비스페놀형; 페놀노볼락형이나 크레졸노볼락형 등의 노볼락형; 트리글리시딜이소시아누레이트형이나 히단토인형 등의 함질소 고리형; 지환식형; 지방족형; 나프탈렌형, 비페닐형 등의 방향족형; 글리시딜에테르형, 글리시딜아민형, 글리시딜에스테르형 등의 글리시딜형; 디시클로펜타디엔형 등의 디시클로형; 에스테르형; 에테르에스테르형 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 실리콘계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리디메틸실록산 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 불소계 수지 또는 엘라스토머로는, 폴리트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리헥사플루오로프로필렌수지 또는 엘라스토머, 폴리플루오린화비닐리덴, 폴리플루오린화비닐, 폴리플루오린화에틸렌프로필렌 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 나열한 수지 또는 엘라스토머는, 예를 들면, 말레산무수물 등과 그라프트되어 사용될 수도 있고, 나열된 다른 수지 또는 엘라스토머 내지는 수지 또는 엘라스토머를 제조하기 위한 단량체와 공중합되어 사용될 수도 있으며, 그 외 다른 화합물에 의하여 변성시켜 사용할 수도 있다. 상기 다른 화합물의 예로는 카르복실-말단 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등을 들 수 있다.
한편, 보다 구체적으로, 고분자층이 경화성 조성물의 경화물인 경우, 상기 수지 성분은 광의 조사 또는 열의 인가 등에 의해 경화되는 고분자를 포함할 수 있다. 용어 「열경화성 수지」는, 적절한 열의 인가 또는 숙성(aging) 공정을 통하여, 경화될 수 있는 수지를 의미하고, 용어 「광경화성 수지」는 전자기파의 조사에 의하여 경화될 수 있는 수지를 의미한다. 또한, 상기 경화성 수지는 열경화와 광경화의 특성을 모두 포함하는 듀얼 경화형 수지일 수 있다. 본 명세서에서 광의 조사에는, 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 및 감마선은 물론, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 및 전자선(electron beam)과 같은 입자빔 등의 조사도 포함될 수 있다.
이러한 경화성 조성물로는, 아크릴계 경화성 조성물, 에폭시계 경화성 조성물, 이소시아네이트계 경화성 조성물, 우레탄계 경화성 조성물, 폴리에스테르계 경화성 조성물, 폴리아믹산계 경화성 조성물, 폴리아미드계 경화성 조성물, 프탈로니트릴계 경화성 조성물 또는 실리콘계 경화성 조성물 등이 예시될 수 있다. 상기 각 조성물은, 각각 경화되어 아크릴계 고분자 성분, 에폭시계 고분자 성분, 이소시아네이트계 고분자 성분, 우레탄계 고분자 성분, 폴리에스테르계 고분자 성분, 폴리아믹산계 고분자 성분, 폴리아미드계 고분자 성분, 프탈로니트릴 수지계 고분자 성분 또는 실리콘계 고분자 성분을 형성할 수 있는 조성물이고, 이러한 조성물은 고분자 조성물 업계에 다양하게 공지되어 있으며, 본 출원에서는 이러한 공지의 성분 중에서 적정 성분을 선택하여 사용할 수 있고, 필요한 경우에 상기 중 2종 이상의 성분을 사용하여 복합 고분자를 형성할 수도 있다.
상기와 같은 조성물은, 일반적으로 광조사 또는 열의 인가에 의해 경화될 수 있는 관능기를 가지는 고분자 성분, 올리고머 성분 및/또는 단량체 성분을 포함하고, 광의 조사 및/또는 열의 인가에 의해 경화 반응을 개시시킬 수 있는 개시제, 예를 들면, 라디칼 개시제나, 양이온 개시제 등이나 기타 경화제 등을 포함한다. 상기에서 광조사 또는 열의 인가 등에 의해 경화될 수 있는 관능기로는, 아크릴로일기나 메타크릴로일기 등의 라디칼 중합성의 이중 결합을 포함하는 관능기나, 글리시딜기, 지환식 에폭시기, 옥세타닐기 등의 양이온 중합성의 관능기 등 또는 규소 원자에 결합된 수소 원자, 비닐기 등의 알케닐기, 이소시아네이트기, 카복실기, 히드록시기, 에폭시기, 아지리딘기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
하나의 예시에서, 제 1 또는 제 2 고분자층에서 상기 수지 성분은 고분자층이 필름 형상으로 성형이 가능한 정도의 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 수지 성분은 약 10만 내지 200만, 12만 내지 150만 또는 15만 내지 100만 정도의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 다만, 상기 언급된 중량평균분자량을 상기 수지 성분이 반드시 가져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 수지 성분의 분자량이 필름을 형성할 정도의 수준이 되지 않는 경우에는 별도의 바인더 수지가 조성물에 배합될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층은 상기의 수지 성분 및 이에 따른 경화제 또는 개시제를 포함할 수 있고, 이는 통상의 기술자가 목적하는 기술분야에서 목적하는 물성에 따라 적절히 조합할 수 있다. 예를 들어, 금속 다공체의 일면에는 점착성을 갖는 고분자 성분이 포함될 수 있고, 다른 일면에는 접착성을 갖는 고분자 성분이 포함될 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 금속 다공체의 일면에는 전기 전도성을 갖는 고분자층이 형성되고, 다른 일면에는 전기 절연성을 갖는 고분자층이 형성될 수 있다. 또한, 금속 다공체의 일면에는 인장 특성이 우수한 고분자층이 형성되고, 다른 일면에는 압축에 대한 특성이 우수한 고분자층이 형성될 수 있다. 상기의 예시는 통상의 기술자가 금속 다공체의 용도에 따라, 필요한 물성을 고려하여 설계할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 고분자층은 JIS K 7194 규격에 따라 측정한 표면 저항이 10 Ω/□ 이하의 범위 내인 전기 전도층이고, 제 2 고분자층은 JIS K 7194 규격에 따라 측정한 표면 저항이 1000 Ω/□ 이상의 범위 내인 전기 절연층일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 전기 전도층은 그 표면 저항의 범위가 0.01 내지 9 Ω/□ 또는 0.1 내지 5 Ω/□의 범위 내일 수 있으며, 상기 전기 절연층은 그 표면 저항의 범위가 1000 내지 5000 Ω/□ 또는 1500 내지 4000 Ω/□의 범위 내일 수 있다. 또한, 하나의 예시에서, 제 1 고분자층은 구리 금속판에 대한 박리력 (박리 속도: 0.3 m/min, 박리 각도: 180°)이 0.1 내지 100 g/mm 또는 1 내지 90g/mm이고, 제 2 고분자층은 구리 금속판에 대한 박리력 (박리 속도: 0.3 m/min, 박리 각도: 180°)이 10 내지 1000 g/mm 또는 100g/mm 초과, 1000g/mm 이하일 수 있다. 또한, 하나의 예시에서, 제 1 고분자층은 25℃에서 인장 탄성률이 0.01MPa 내지 10MPa 또는 0.1MPa 내지 5MPa의 범위 내이고, 제 2 고분자층은 25℃에서 인장 탄성률이 100MPa 내지 1000MPa 또는 300MPa 내지 800MPa의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기 복합재의 적용 용도에 따라, 또한, 그 필요에 따라, 상기 제 1 고분자층 및 제 2 고분자층에 목적하는 물성을 만족하도록 복합재를 구성할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 제 1 또는 제 2 고분자층은, 수지 성분의 종류에 따라, 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 라디칼 개시제는 광개시제 또는 열개시제일 수 있다. 광개시제의 구체적인 종류는 경화 속도 및 황변 가능성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노 케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광개시제 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등을 사용할 수 있다.
라디칼 개시제는 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 내지 20 중량부, 0.5 내지 18 중량부, 1 내지 15 중량부, 또는 2 중량부 내지 13 중량부의 비율로 포함될 수도 있다.
본 출원의 구체예에서, 제 1 또는 제 2 고분자층은 수지 성분의 종류에 따라서, 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 수지 성분과 반응하여, 가교 구조 등을 형성할 수 있는 경화제를 추가로 포함할 수 있다.
경화제는, 수지 성분 또는 그 수지에 포함되는 관능기의 종류에 따라서 적절한 종류가 선택 및 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 수지 성분이 에폭시 수지인 경우, 경화제로는, 이 분야에서 공지되어 있는 에폭시 수지의 경화제로서, 예를 들면, 아민 경화제, 이미다졸 경화제, 페놀 경화제, 인 경화제 또는 산무수물 경화제 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 경화제로는, 상온에서 고상이고, 융점 또는 분해 온도가 80℃ 이상인 이미다졸 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물로는, 예를 들면, 2-메틸 이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 2-페닐 이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸 또는 1-시아노에틸-2-페닐 이미다졸 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다,
경화제의 함량은, 조성물의 조성, 예를 들면, 수지 성분의 종류나 비율에 따라서 선택될 수 있다. 예를 들면, 경화제는, 수지 성분 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 20 중량부, 1 중량부 내지 10중량부 또는 1 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 그렇지만, 상기 중량 비율은, 수지 성분 또는 그 수지의 관능기의 종류 및 비율, 또는 구현하고자 하는 가교 밀도 등에 따라 변경될 수 있다.
수지 성분이 활성 에너지선의 조사에 의해 경화될 수 있는 수지인 경우, 개시제로는, 예를 들면, 양이온 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
양이온 광중합 개시제로는, 오늄 염(onium salt) 또는 유기금속염(organometallic salt) 계열의 이온화 양이온 개시제 또는 유기 실란 또는 잠재성 황산(latent sulfonic acid) 계열이나 비이온화 양이온 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 오늄염 계열의 개시제로는, 디아릴이오도늄 염(diaryliodonium salt), 트리아릴술포늄 염(triarylsulfonium salt) 또는 아릴디아조늄 염(aryldiazonium salt) 등이 예시될 수 있고, 유기금속 염 계열의 개시제로는 철 아렌(iron arene) 등이 예시될 수 있으며, 유기 실란 계열의 개시제로는, o-니트릴벤질 트리아릴 실리 에테르(o-nitrobenzyl triaryl silyl ether), 트리아릴 실리 퍼옥시드(triaryl silyl peroxide) 또는 아실 실란(acyl silane) 등이 예시될 수 있고, 잠재성 황산 계열의 개시제로는 α-설포닐옥시 케톤 또는 α-히드록시메틸벤조인 설포네이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 양이온 개시제로는, 이온화 양이온 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 또는 제 2 고분자층은, 필요에 따라, 무기 입자를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용할 수 있는 무기 입자(또는 필러)의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 클레이, 탈크, 알루미나, 탄산칼슘, 지르코니아 또는 실리카 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
본 출원의 무기 입자는 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 70 중량부 또는 25 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 또한, 상기 무기 입자는 D50 입도분석기로 측정한 평균 입경이 5 내지 100nm 또는 8 내지 40nm의 범위 내일 수 있다. 또한, 상기 무기 입자는 굴절률이 1.2 내지 2.0 또는 1.4 내지 1.7의 범위 내일 수 있다. 본 출원의 제 1 또는 제 2 고분자층은 상기 무기 입자를 포함함에 따라, 목적하는 물성의 경화물을 제조할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 또는 제 2 고분자층은, 필요에 따라, 도전성 입자를 추가로 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 전도성 금속, 예를 들면 은, 구리, 니켈, 금, 알루미늄 또는 그라파이트를 포함할 수 있다. 또한 상기 도전성 입자는 단일 전도성 금속 입자이거나, 제1 전도성 금속 입자에 제2 전도성 금속이 코팅된 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 입자는 그라파이트 분말, 구리분말, 은분말, 니켈분말, 은코팅 구리분말(Ag코팅Cu분말), 금코팅 구리분말, 은코팅 니켈분말(Ag코팅Ni분말), 금코팅 니켈분말 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 구형, 덴드라이트(dendrite)형, 로드형, 침상형, 플레이크형, 럭비공형의 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 도전성 입자는 덴드라이트(dendrite)형을 사용할 수 있으며, 이 경우 고분자층은 도전성 입자 함량 대비 전도성이 우수하다. 상기 도전성 입자가 포함되는 경우, 상기 도전성 입자는 수지 성분 100 중량부 대비 3 내지 50 중량부 또는 5 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
고분자층에는 상술한 구성 외에도 용도 및 후술하는 복합재의 제조 공정에 따라 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 제 1 또는 제2 고분자층은 점착 부여제, 다관능성의 활성에너지선 경화성 물질, 가교제 또는 필러 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층은 5 내지 100㎛, 8 내지 80㎛, 12 내지 60㎛, 15 내지 40㎛ 또는 18 내지 28㎛의 두께 범위를 가질 수 있다. 상기 제 1 고분자층의 두께와 제 2 고분자층의 두께는 서로 상이하거나 동일할 수 있다. 본 출원의 복합재는, 전술한 두 고분자층의 물성에 따라 상기 두께를 동일하게 하거나 제 1 고분자층의 두께를 제 2 고분자층의 두께 보다 더 두껍게 할 수 있다. 본 출원은 반대로 제 2 고분자층의 두께를 제 1 고분자층의 두께 보다 더 두껍게 할 수도 있다.
본 출원의 복합재는, 단열 소재, 방열 소재, 방음 소재, 경량화 소재, 구조재 또는 전극 소재 등으로 사용될 수 있다.
본 출원은 또한, 비대칭 복합재의 제조방법에 관한 것이다. 전술한 비대칭 복합재는 하기의 제조방법으로 제조될 수 있다.
상기 제조방법은 일면에 수지층에 부착되어 있는 금속 다공체의 다른 일면에 제 1 고분자층을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 금속 다공체의 다른 일면은 상기 금속 다공체(금속폼 등)에서 상기 수지층이 부착되어 있지 않은 면을 의미할 수 있다. 상기 수지층은 점착제층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제 1 고분자층을 적용하는 단계는 제 1 고분자층의 고분자 성분을 포함하는 제 1 고분자층 용액을 도포하는 것을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 도 2에 나타난 바와 같이, 금속 다공체(금속폼 등)(3) 등의 일면을 수지층(11)에 부착시키면, 금속 다공체(금속폼 등)(3)의 다공성에 의하여 수지층(11)의 적어도 일부가 상기 금속 다공체(금속폼 등)(3)의 기공 내로 침투하게 된다. 그 후에 수지층(11)이 존재하지 않는 금속 다공체(금속폼 등)(3)의 표면에 제 1 고분자층(1)을 적용하면, 적어도 상기 수지층(11)이 존재하는 기공에는 제 1 고분자층(1)이 침투하지 않는다. 물론, 제 1 고분자층(1)의 점도 등을 조절하면, 기공으로의 침투 정도를 조절하여, 수지층(11)이 없는 기공 중에 일부에도 제 1 고분자층(1)이 침투하지 않는다. 이러한 상태에서, 본 출원의 제조 방법은 상기 제 1 고분자층(1)을 경화 또는 가교시키는 단계를 포함할 수 있다. 도 2에서 부호 12는, 수지층(11)을 지지하는 기재 필름 또는 이형 필름이다.
본 출원의 상기 방법에서는, 수지층의 금속 다공체 기공 내부로의 침투 정도를 조절하기 위해서, 금속 다공체(금속폼 등)를 수지층상에 위치시키고, 상기 금속 다공체를 가압하여 점착제층을 부착하는 단계를 수행할 수도 있다. 즉, 이러한 가압에 의해서 보다 많은 기공 내에 점착제층이 침투하도록 할 수 있고, 그에 따라서 비대칭 필름의 구조를 조절할 수 있다.
또한, 다른 방식으로 수지층의 두께를 제어하는 방식을 통해서도 수지층의 기공 침투 정도를 제어하고, 비대칭 필름의 구조를 제어할 수 있다.
본 출원에서 적용될 수 있는 상기 수지층의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 일반적인 종류의 수지층 또는 점착제층이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일면에 상기 점착제층이 형성된 점착 시트 내지 점착 필름을 사용하여 상기 방법을 진행할 수 있다. 이 때 적용될 수 있는 점착제는, 공지의 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제 또는 에폭시계 점착제 등이 있고, 여기에 제한되지 않는다.
본 출원의 제조 방법은, 상기 제 1 고분자층(1)을 경화 또는 가교시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 과정에서 경화 또는 가교를 수행하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 적용된 고분자층의 수지 성분 종류에 따라서 적절한 광의 조사나 열의 인가 등의 방식을 적용할 수 있다. 필요하다면, 상기 경화 또는 가교 후에 미경화 또는 미가교된 조성물을 제거하는 단계를 추가로 수행할 수도 있다.
상기와 같은 방식에 의할 때에 경화 또는 가교의 조건, 예를 들면, 광의 조사 정도나 방향, 열의 인가 정도 등이나, 점착제층의 두께, 고분자층의 두께 및/또는 금속 다공체(금속폼 등)의 두께, 금속 다공체(금속폼 등)의 기공도나 공극의 크기를 제어하게 되면, 해당 비대칭 구조의 형태도 다양하게 조절할 수 있다.
일 예시에서 상기 공정에서는, 상기 제 1 고분자층을 다공성 구조체(금속폼 등)의 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 이상의 표면상에 약 1nm 내지 2cm 범위 내의 두께로 형성할 수 있다.
본 출원의 제조 방법에서는 상기 경화 또는 가교 후에 미경화 또는 미가교된 고분자층 성분을 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
이러한 공정에 의해서 전술한 비대칭 구조가 형성될 수 있다. 상기 미경화 또는 미가교된 고분자층 성분을 제거하는 단계는 현상(developing)이라고 호칭될 수 있다. 이러한 현상 공정은 공지의 방식으로 수행할 수 있으며, 예를 들면, 상기 현상 공정은 미경화 또는 미가교된 조성물을 제거할 수 있는 것으로 알려진 처리제 등을 사용하여 수행할 수 있는데, 상기 처리제로는 에탄올, 염기수, N-메틸 피롤리돈, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 톨루엔, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등의 현상액 등이 알려져 있다. 상기와 같은 현상액을 사용한 적절한 처리를 통해 현상 공정이 진행될 수 있고, 예를 들면, 약 2 bar 이상의 압력과 20℃ 내지 50℃의 온도 범위 내에서 스프레이 현상 방식으로 상기 현상액을 적용하여 현상 공정을 수행할 수 있다.
본 출원의 방법에서는, 상기 경화 또는 가교 단계 이후에 수지층을 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 수지층의 제거 방법은 특별히 제한되지 않는다. 수지층은, 압력의 인가에 의해서 피착체에 부착되고, 박리하면 제거되는 특성을 가지기 때문에, 적용된 수지층의 종류에 따라서 적절한 제거 방식을 선택하면 된다.
필요하다면, 본 출원에서는 상기 단계에 이어서 수지층의 잔여물을 세척하는 단계를 추가로 수행할 수 있고, 이 단계는 전술한 현상 단계에 준하는 방식으로 수행될 수 있다.
본 출원의 제조 방법은 상기 수지층을(11) 제거하는 단계 후에, 상기 수지층(11)이 제거된 금속 다공체(3)의 일면에 제 2 고분자층(2)을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제 2 고분자층(2)은 전술한 제 1 고분자층(1)의 적용과 동일한 방법으로 적용될 수 있다. 또한, 본 출원의 제조 방법은 상기 제 2 고분자층(2)을 경화 또는 가교하는 단계를 추가로 수행할 수 있으며, 상기 경화 또는 가교는 수지 성분의 종류에 따라 진행할 수 있다.
본 출원에서는, 금속 다공체(금속폼 등)과 고분자 성분을 포함하는 복합재를 제공하되, 상기 고분자 성분이 상기 금속 다공체(금속폼 등)의 양면에서 비대칭적인 구조로 형성된 복합재를 제조하는 방법과 그러한 방식으로 제조된 복합재를 제공한다.
도 1은 본 출원의 비대칭 복합재의 단면도이다.
도 2는 본 출원의 비대칭 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
금속 다공체로는 구리 금속폼으로서, 두께가 100 ㎛인 필름 형태이고, 기공도가 대략 75 % 정도인 구리 금속폼을 사용하였다. 두께가 10 ㎛인 아크릴계 점착제층을 가지는 점착 시트(기재는 PET)의 상기 점착제층상에 상기 금속폼을 위치시킨 후에 약 3 Kg의 하중으로 가압하였다. 이후, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184)를 필름 어플리케이터를 이용하여 상기 가압된 구리폼의 점착제층와 접촉한 일면의 반대면에 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열하여, 제 1 고분자층을 형성하였다. 경화 후 점착 시트(PET-점착제층)를 제거하여 복합재를 제조하였다. 이 후 상기 복합재의 점착 시트를 제거한 면에, 제 2 고분자층 형성을 위해, 에폭시 수지(국도 화학, 레진 YD-128 + 경화제 G640)를 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 80℃의 오븐에서 60분간 가열하여, 비대칭 복합재를 제조하였다.
실시예 2.
제 2 고분자층으로서, 열경화성 아크릴 수지(LG화학)를 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 80℃의 오븐에서 60분간 가열한 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 비대칭 복합재를 제조하였다.
실시예 3.
제 2 고분자층으로서, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184) 및 구리 분말(입경 10㎛, dendrite type)이 90:10의 중량비율로 혼합된 코팅액을 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열한 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 비대칭 복합재를 제조하였다.
실시예 4.
제 2 고분자층으로서, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184) 및 그라파이트 분말(입경 5㎛, flake type)이 90:10의 중량비율로 혼합된 코팅액을 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열한 것을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 비대칭 복합재를 제조하였다.
실시예 5.
제 1 고분자층으로서, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184) 및 구리 분말(입경 10㎛, dendrite type)이 90:10의 중량비율로 혼합된 코팅액을 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열하여 제 1 고분자층을 형성하고,
제 2 고분자층으로서, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184) 및 구리 분말(입경 10㎛, dendrite type)이 70:30의 중량비율로 혼합된 코팅액을 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열하여 제 2 고분자층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비대칭 복합재를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 아크릴계 점착제층을 가지는 점착 시트를 금속폼에 적용하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 복합재를 제조하였다. 구체적으로, 실시예 1의 구리 금속폼 상에 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184)를 필름 어플리케이터를 이용하여 상기 구리폼의 일면에 20㎛ 두께로 코팅하고, 120℃의 오븐에서 20분간 가열하여, 제 1 고분자층을 형성하였다. 경화 후 상기 구리폼의 반대면에 제 2 고분자층 형성을 위해, 에폭시 수지(국도 화학, 레진 YD-128 + 경화제 G640)를 필름 어플리케이터를 이용하여 20㎛ 두께로 코팅하고, 80℃의 오븐에서 60분간 가열하여, 복합재를 제조하였다.
실험예 1 - 표면 저항 측정
실시예 3 내지 5에서 제조한 복합재의 고분자층에 대하여, MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION, MCP-HT450 표면 저항 측정기로 표준 시험 방법에 따라 표면 저항을 측정하였다. 표면 저항의 측정은 23℃ 및 50% 상대 습도 환경하에서 표면 저항 수치를 측정하였다.
실험예 2 - 박리력 측정
실시예 1 및 2에서 제조한 복합재의 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층을 25℃, 50% 상대습도 하에서 3일 동안 보관한 후에, 구리 플레이트에 대한 상기 제 1 또는 제 2 고분자층의 박리력(박리 속도: 5 mm/sec, 박리 각도: 180도)을 측정하였다.
상기 측정은 항온 항습 조건하에서 측정하였으며, 상기 박리력은 texture analyzer를 이용하며, ASTM3330에 근거하여 측정하였다.
제 1 고분자층 제 2 고분자층
박리력(g/mm) 박리력(g/mm)
실시예 1 0.5 측정 불가
실시예 2 0.5 50
실시예 1의 제 2 고분자층은 재박리성이 없고, 경화되어 점착 특성을 갖지 않는다.
제 1 고분자층 제 2 고분자층
표면 저항(Ω/□) 표면 저항(Ω/□)
실시예 3 4.0 x 1013 3.2 x 10-1
실시예 4 4.0 x 1013 5.1 x 10-1
실시예 5 3.2 x 10-1 2.3 x 10-2
비교예 1은 제 1 고분자층으로서 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184) 코팅 시, 상기 액상의 폴리디메틸실록산이 구리폼의 제 1 표면(제1고분자층이 적용되는 구리폼의 면)에 도포된 후 기공으로 침투되면서 제 2 표면(제 1 표면의 반대면)까지 침투되어 나오기 때문에, 결과적으로 상기 금속 구리폼의 양면에 모두 제1고분자층이 형성되었다. 이후 제 2 고분자층을 적용하더라도 상기 제 2 표면에 이미 형성된 제 1 고분자층 상에 제 2 고분자층이 형성되게 된다.
1: 제 1 고분자층
2: 제 2 고분자층
3: 금속 다공체
11: 점착제층
12: 기재 또는 이형 필름

Claims (21)

  1. 제 1 고분자층, 금속 다공체 및 제 2 고분자층을 순차로 포함하고, 상기 제 1 고분자층과 제 2 고분자층은 서로 다른 성분을 갖는 비대칭 복합재.
  2. 제 1 항에 있어서, 금속 다공체는 5㎛ 내지 5cm의 두께 범위를 갖는 필름 또는 시트 형태인 비대칭 복합재.
  3. 제 1 항에 있어서, 금속 다공체는, 철, 코발트, 니켈, 구리, 인, 몰리브덴, 아연, 망간, 크롬, 인듐, 주석, 은, 백금, 금, 알루미늄, 스테인리스 및 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 합금을 포함하는 골격을 가지는 비대칭 복합재.
  4. 제 1 항에 있어서, 금속 다공체는 금속폼인 비대칭 복합재.
  5. 제 1 항에 있어서, 금속 다공체는, 기공도(porosity)가 30% 내지 99%의 범위 내인 비대칭 복합재.
  6. 제 1 항에 있어서, 금속 다공체는 내부에 상기 제 1 고분자층의 고분자 성분이 존재하는 제 1 영역 및 상기 제 2 고분자층의 고분자 성분이 존재하는 제 2 영역을 포함하는 복합재.
  7. 제 6 항에 있어서, 금속 다공체의 두께에 대한 제 1 영역의 두께는 0.01 내지 0.99의 범위 내인 복합재.
  8. 제 1 항에 있어서, 제 1 고분자층은 JIS K 7194 규격에 따라 측정한 표면 저항이 10 Ω/□ 이하의 범위 내인 전기 전도층이고, 제 2 고분자층은 JIS K 7194 규격에 따라 측정한 표면 저항이 1000 Ω/□ 이상의 범위 내인 전기 절연층인 비대칭 복합재.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 고분자층은 구리 금속판에 대한 박리력 (박리 속도: 0.3 m/min, 박리 각도: 180°)이 0.1 내지 100 g/mm이고, 제 2 고분자층은 구리 금속판에 대한 박리력 (박리 속도: 0.3 m/min, 박리 각도: 180°)이 10 내지 1000 g/mm인 비대칭 복합재.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 고분자층은 25℃에서 인장 탄성률이 0.01MPa 내지 10MPa의 범위 내이고, 제 2 고분자층은 25℃에서 인장 탄성률이 100MPa 내지 1000MPa의 범위 내인 비대칭 복합재.
  11. 제 1 항에 있어서, 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층은 수지 성분을 포함하는 비대칭 복합재.
  12. 제 11 항에 있어서, 수지 성분은 스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지 폴리옥시알킬렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 폴리아미드계 수지, 아크릴레이트계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 비대칭 복합재.
  13. 제 1 항에 있어서, 제 1 고분자층 또는 제 2 고분자층은 무기 입자를 추가로 포함하는 비대칭 복합재.
  14. 일면에 수지층이 부착되어 있는 금속 다공체의 다른 일면에 제 1 고분자층을 적용하는 단계를 포함하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 수지층은 점착제층인 비대칭 복합재의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 제 1 고분자층을 적용하는 단계는 제 1 고분자층 용액을 도포하는 것을 포함하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 적용된 제 1 고분자층을 경화 또는 가교하는 단계를 추가로 수행하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 경화 또는 가교 단계 후에, 수지층을 제거하는 단계를 추가로 수행하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 수지층 잔여물을 세척하는 단계를 추가로 수행하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 수지층을 제거하는 단계 후에, 상기 수지층이 제거된 금속 다공체의 일면에 제 2 고분자층을 적용하는 단계를 포함하는 비대칭 복합재의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 적용된 제 2 고분자층을 경화 또는 가교하는 단계를 추가로 수행하는 비대칭 복합재의 제조방법.
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