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KR102051762B1 - 신축성 페이스트 조성물 - Google Patents

신축성 페이스트 조성물 Download PDF

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KR102051762B1
KR102051762B1 KR1020180152136A KR20180152136A KR102051762B1 KR 102051762 B1 KR102051762 B1 KR 102051762B1 KR 1020180152136 A KR1020180152136 A KR 1020180152136A KR 20180152136 A KR20180152136 A KR 20180152136A KR 102051762 B1 KR102051762 B1 KR 102051762B1
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KR
South Korea
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carbon
paste composition
range
group
different
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KR1020180152136A
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박성실
박지수
구용환
이진엽
Original Assignee
주식회사 누리비스타
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Publication date
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Abstract

신축성 페이스트 조성물은, 5 내지 15 중량%을 가지며, 탄소 나노 튜브 및 탄소 나노 플레이트가 혼합된 나노 카본 입자, 10 내지 30 중량%의 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지 및 여분의 용매를 포함한다. 따라서, 신축성 페이스트 조성물로 형성된 박막은 우수한 신축성 및 전기 전도성을 가질 수 있다.

Description

신축성 페이스트 조성물{ELASTIC PASTE COMPOSITION}
본 발명은 신축성 페이스트 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 유연 기판 상에 신축성을 갖는 동시에 발열체로서 이용될 수 있는 신축성 페이스트 조성물에 관한 것이다.
면상 발열체는 기판 상에 면상 발열층을 형성한다. 이때, 상기 면상 발열층에 전원이 인가될 경우, 상기 면상 발연층이 갖는 면저항에 따라 발열 현상이 발생한다. 상기 면상 발열층은 도전성 페이스트를 프린팅 공정을 통하여 형성할 수 있다.
현재 상용화된 면상 발열체는 상기 세라믹과 같이 단단하고 늘어나지 않는 기판에 상에 면상 발열층을 형성하고 있다. 즉, 상기 기판이 휘거나 연신될 경우, 면상 발열층에 크랙이 발생하거나, 기판으로부터 박리되는 문제가 있다.
띠리서, 유연하고 신축성이 있는 의류 원단, 내열성 우레탄 필름 상에프린팅 공정을 통하여 면상 발열층이 형성되기 위한 신축성 페이스트 조성물에 대한 연구가 진행중에 있다. 상기 신축성 페이스트 조성물에 대한 신뢰성, 면저항 등이 확보될 경우, 상기 신축성 페이스트 조성물이 발열 원단, 바이오센서, 웨어러블 소자 및 플렉시블 소자 등에 전극, 방열층으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 우수한 연신율 및 면저항율을 갖는 신축성 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 페이스트 조성물은, 5 내지 15 중량%을 가지며, 탄소 나노 튜브 및 탄소 나노 플레이트가 혼합된 나노 카본 입자, 10 내지 30 중량%의 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지 및 여분의 용매를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코폴리에스터 수지는 서로 다른 전이 온도 및 수산기가를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군이 혼합될 수 있다.
여기서, 상기 전이 온도의 차이는 10 내지 20°C의 범위를 가질 수 있다. 한편, 상기 수산기가의 차이는 1-2 KOH mg/g의 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코폴리에스터 수지는 10 내지 20°C의 범위의 서로 다른 전이 온도 및 1-2 KOH mg/g의 범위의 서로 다른 수산기가를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군을 혼합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브는 서로 다른 튜브 길이 및 평균 직경을 갖는 제1 탄소 나노 튜브군 및 제2 탄소 나노 튜브 군을 혼합할 수 있다.
여기서, 상기 튜브 길이의 차이는 100 내지 150 μm의 범위를 가질 수 있다. 한편, 상기 평균 직경의 차이는 2 내지 10 mm의 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브는 100 내지 150 μm의 범위의 서로 다른 튜브 길이 및 2 내지 10 mm의 범위의 서로 다른 평균 직경의 차이를 갖는 탄소 나노 튜브 군들을 혼합할 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 플레이트는 서로 다른 두께 및 표면적을 갖는 제1 탄소 나노 플레이트군 및 제2 탄소 나노 플레이트 군을 혼합한 것을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 두께의 차이는 5 내지 100 nm의 범위를 가질 수 있다. 한편, 상기 표면적의 차이는 10 내지 100 m2/g의 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 플레이트는 5 내지 100 nm의 범위의 서로 다른 두께 및 10 내지 100 m2/g의 범위의 서로 다른 표면적의 차이를 갖는 제1 탄소 나노 플레이트 군 및 제2 탄소 나노 플레이트군을 혼합한 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신축성 페이스트 조성물이 탄소나노튜브 및 탄소나노플레이트가 혼합된 나노 카본 입자들을 포함함으로써 신축성 및 전기 전도성을 동시에 확보할 수 있다.
나아가, 상기 탄소 나노 튜브 및 탄소 나노 플레이트 각각이 서로 다른 군들의 혼합물로 이루어짐에 따라 신축성 페이스트 조성물이 보다 우수한 특성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 통하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
이하에서는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
신축성 페이스트 조성물
본 발명의 실시예들에 따른 신축성 페이스트 조성물은, 5 내지 15 중량%이며 탄소나노튜브 및 탄소나노플레이트가 혼합된 나노 카본 입자, 10 내지 30 중량%의 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지 및 여분의 용매를 포함한다.
상기 나노 카본 입자는 예를 들면, 탄소 나토 튜브 또는 탄소 나노 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 나노 카본 입자는 전도성과 함께 우수한 면저항성을 가짐에 따라 면상 발열체의 발열층으로 이용될 수 있다.
상기 나노 카본 입자는 5 내지 15 중량%의 비율로 혼합된다. 상기 나노 카본 입자가 5 중량% 미만일 경우, 상기 신축성 페이스트 조성물의 전기전도성이 악화되어 발열층으로 이용되기 어렵다. 반면에, 상기 나노 카본 입자가 15 중량% 초과일 경우, 상기 나노 카본 입자의 젖음 특성이 악화될 수 있다. 따라서, 상기 신축성 페이스트가 신축성 페이스트 조성물 내의 균일하게 분산되는 것이 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브는 각각 서로 다른 튜브 길이 및 각각 서로 다른 평균 직경을 갖는 제1 탄소 나노 튜브군 및 제2 탄소 나노 튜브군을 혼합될 수 있다.
상기 튜브 길이의 차이는 100 내지 150 μm의 범위를 가질 수 있다.한편, 상기 평균 직경의 차이는 2 내지 10 mm의 범위를 가질 수 있다.
상기 탄소 나노 튜브는 튜브 길이 및 평균 직경에 따라 상기 탄소 나노 튜브로 이루어진 신축성 페이스트 조성물을 이용하여 도전성 박막을 형성할 경우, 상기 도전성 박막의 신축율 및 저항 변화율이 달라질 수 있다. 이는, 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 박막의 도전성 패쓰(conductive path)에 상기 탄소 나노 튜브의 길이 및 평균 직경이 큰 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 상기 제1 탄소 나노 튜브군 및 제2 탄소 나노 튜브군이 혼합된 신축성 페이스트 조성물을 이용하여 도전성 박막을 형성할 경우, 우수한 신축율 및 저항 변화율을 확보할 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브 등 어떤 종류의 탄소나노튜브라도 사용가능하며, 이들을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 경제적인 측면에서 다중벽 탄소나노튜브가 사용될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 나노 플레이트는 서로 다른 두께 및 표면적을 갖는 제1 탄소 나노 플레이트군 및 제2 탄소 나노 플레이트군을 혼합될 수 있다. 여기서, 상기 두께의 차이는 5 내지 100 nm의 범위를 가질 수 있다. 한편, 상기 표면적의 차이는 10 내지 100 m2/g의 범위를 가질 수 있다.
상기 탄소 나노 플레이트는 입자의 두께 및 표면적에 따라 상기 탄소 나노 튜브로 이루어진 신축성 페이스트 조성물을 이용하여 도전성 박막을 형성할 경우, 상기 도전성 박막의 신축율 및 저항 변화율이 달라질 수 있다. 이는, 탄소 나노 플레이트를 포함하는 도전성 박막의 도전 경로(conductive path)에 상기 탄소 나노 플레이트의 두께 및 표면적이 큰 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 상기 제1 탄소 나노 플레이트군 및 제2 탄소 나노 플레이트군이 혼합된 신축성 페이스트 조성물을 이용하여 도전성 박막을 형성할 경우, 우수한 신축율 및 저항 변화율을 확보할 수 있다.
상기 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지는 상기 용매에 녹을 수 있는 수지에 해당한다. 상기 비정질 코폴리에스터는 상기 나노 탄소 입자들 상호 간의 결착 및 폴리에스테르 섬유와 같은 기재에 대하여 우수한 밀착성을 부여할 수 있다. 특히, 상기 비정질 코폴리에스터는 불용성을 갖는 결정질 코폴리에스터에 비하여 우수한 용해성을 가질 수 있다.
상기 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지는 10 내지 30 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 페이스트 조성물이 균일한 분산성, 우수한 도포성을 가지며 기재에 대한 결착력을 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코폴리에스터 수지는 서로 다른 전이 온도 및 수산기가(hydorxy group value)를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군을 혼합할 수 있다. 여기서, 상기 전이 온도의 차이는 10 내지 20°C의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 수산기가의 차이는 1-2 KOH mg/g의 범위를 가질 수 있다.
즉, 제1 및 제2 코폴리에스터 수지군 사이에는 결합 구조에 따라 전이 온도 및 수산기가가 다르다. 또한, 제1 및 제2 코폴리에스터 수지군 사이에 평균 분자량및 경화특성이 다르다.
따라서, 전이 온도 및 수산기가가 높은 경우, 신축성 페이스트 조성물로 형성된 박막이 우수한 경도 및 탄성을 가질 수 있는 반면에, 상대적으로 상기 박막의 연성 및 접착력이 부족할 수 있다. 반면에, 전이 온도 및 수산기가가 낮은 경우, 상기 박막의 연성 및 접착력이 우수할 수 있다.
따라서, 서로 다른 전이 온도 및 수산기가를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군이 혼합될 경우, 상기 박막의 경도, 탄성, 연성 및 접착력이 서로 보완되어 상기 박막이 우수한 기계적 특성 및 전기적 특성을 가질 수 있다.
상기 용매는, 상기 비정질 코폴리에스터 수지를 희석시킬 수 있다. 또한, 상기 용매는 신축성 페이스트 조성물의 희석제로서 이용될 수 있다.
상기 용매는, 알파-테르핀올 (alpha-terpineol), - N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidone), 부틸 셀로솔브 (butyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트 (butyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 (cellosolve), 에틸 셀로솔브 아세테이트 (cellosolve acetate), 에틸 카비톨 (Ethyl carbitol), 에틸 카비톨 아세테이트(Ethyl carbitol acetate), 부틸 카비톨(Butyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트 (Butyl carbitol acetate), 에톡시 에틸 아세테이트(Ethoxyethyl acetate), 부틸 아세테이트 (Butyl acetate), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(Propylene glycol monomethyl ether), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate), 감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
원하는 물성을 확보하기 위해 첨가제가 신축성 페이스트 조성물에 추가적으로 포함될 수 있다. 통상적으로 사용되는 다양한 첨가제는 표면활성제, 계면활성제, 습윤 분산제, 산화방지제, 틱소트로피제, 보강 섬유, 실란 관능성 퍼플루오로에테르, 포스페이트 관능성 퍼플루오로에테르, 티타네이트, 왁스, 페놀 포름알데히드, 공기 방출제, 유동 첨가제, 접착 촉진제, 유변 개질제 및 스페이서 비드(spacer bead)를 포함한다. 추가 성분은 임의적이며, 선택된 최종 용도에 바람직한 임의의 물성을 얻기 위해 구체적으로 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제는 총 건조 조성물의 약 10 중량 퍼센트 이하를 구성할 수 있다.
신축성 페이스트 조성물의 제조 방법
먼저 비정질 코폴리에스터 및 용매를 가열 상태에서 1차 혼합 공정을 통하여 바인더를 제조한다. 상기 바인더를 냉각한 후 첨가제(습윤 분산제)를 혼합하여 저점도를 갖는 비히클을 제조한다.
이어서, 상기 비히클에 나노 카본 입자를 상기 용매를 추가적으로 공급하면서 혼련하여 1차 분산된 혼합물을 형성하다. 상기 1차 분산을 위한 혼련 공정은 플래너터리 믹서를 이용하여 수행될 수 있다.
이후, 1차 분산된 혼합물을 롤-밀링 공정을 통하여 2차 분산시켜 신축성 페이스트 조성물을 제조한다. 상기 2차 분산을 위한 혼련 공정은, 3개의 롤의 회전을 이용하는 3-롤-밀링 장비를 이용하여 롤러간의 회전 속도의 차이 및 롤러들 간의 미세 간극을 이용하여 압력 및 전단력을 혼합물에 인가함으로써 상기 혼합물의 혼련이 수행될 수 있다.
신축성 페이스트 조성물의 구현예_발열 소자
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 신축성 페이스트 조성물의 소결 결과물을 포함하는 발열 소자가 제공된다.
상기 발열 소자는 예를 들어 상술한 신축성 페이스트 조성물을 400 ℃ 내지 1200 ℃ 온도 범위에서 소결하는 단계를 포함 하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
일 구현예에 따른 상기 면상 발열체는 상기 발열 소자를 포함한다. 상기 발열소자는 예를 들어, 기재 상에 상술한 신축성 페이스트 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 페이스트 조성물을 400℃ 내지 1200℃ 온도 범위에서 소결하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 기재는 상기 면상 발열체를 지지하는 지지체로서, 섬유에 해당할 수 있다.
상기 신축성 페이스트 조성물은 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯(ink jet), 딥 코팅([0100] dip coating), 스핀 코팅(spin coating) 또는 스프레이 코팅(spray coating)법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 기재 상에 도포될 수 있다.
상기 신축성 페이스트 조성물을 도포할 때, 추후 소성에 의해 유기 비히클이 증발되고 최종적으로 얻어지는 발열 소자가 소정의 두께를 가질 수 있도록 페이스트 조성물의 도포량을 조절할 수 있으며, 이를 위하여 수회 반복하여 도포할 수 있다.
다음으로, 도포된 상기 신축성 페이스트 조성물은 예를 들면, 400℃ 내지 1,200℃ 온도 범위에서 소결하여 기재 상에 면상 발열체를 얻을 수 있다. 상기 소결을 통하여, 신축성 페이스트 조성물에 함유된 유기 비히클은 증발한다. 상기 소결 온도는 기재의 재질 및 조성물의 도포 두께 등을 고려하여 선택될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예들을 참고로 보다 상세하게 본 발명을 설명하기로 한다.
1. 비정질 코폴리에스터의 준비
아래의 표 1과 같이 비정질 코폴리에스터를 준비하였다.
구분 분자량
(Mn)		 비중
(at 30℃)		 전이온도Tg(℃) 수산기가
(KOHmg/g)		 산가
(KOHmg/g)
토요보社
Vylon 630
(Resin 1)		 23,000 1.20 7 5 < 2
Vylon 550
(Resin 2)		 28,000 1.17 -15 4 < 2
Vylon UR 6100(Resin 3) 25,000 - -30 4~6 < 1
2. 탄소 나노 튜브의 준비
아래의 표2와 같이 탄소 나노 튜브를 준비하였다.
구분 벌크 밀도
(g/cc)		 표면적
(m2/g)		 길이
(um)		 직경
(nm)
한국, CNT社
Ctube 199
(CNT 1)		 0.06 to 0.1 400 to 700 100 to 200 8
Ctube 170
(CNT 2)		 0.3 to 0.4 200 to 700 50 to 200 10
Ctube 120
(CNT 3)		 0.4 to 0.6 200 to 250 20 to 100 20
3. 탄소 나노 플레이트의 준비
아래의 표3과 같이 탄소 나노 튜브를 준비하였다.
구분 벌크밀도(g/cc) 산소 함유량 잔류
산량		 비중
(g/cc)		 두께
(nm)		 표면적
(m2/g)		 직경
(um)
미국, XG Science社
Grade C
(CNP 1)		 0.2 to 0.4 < 1% - 2.0 to 2.25 서브 마이크론 300,500,750 2 um
Grade M
(CNP 2)		 0.03 to 0.1 < 1% < 0.5 wt% 2.0 to 2.25 15 50 to 80 5,15,25
Grade H
(CNP 3)		 0.03 to 0.1 < 1% < 0.5 wt% 2.0 to 2.25 6 to 8 120 to 150 5,15,25
Grade R
(CNP 4)		 0.03 to 0.1 < 5% < 0.5 wt% 2.0 to 2.25 - 30 to 60 7,10,25
4. 용매의 준비
용매로는 율산社의 부틸 셀로솔브를 준비하였다.
먼저 준비된 비정질 코폴리에스터 및 용매를 가열 상태에서 1차 혼합 공정을 통하여 아래의 표4의 조성비로 바인더를 제조하였다. 상기 바인더 1 내지 10에 대한 신축성 테스트를 수행하였다.
바인더
종류 		Resin 1
(w%)		 Resin 2
(w%)		 Resin 3
(w%)		 용매
(w%)		 신축성 테스트 결과
바인더 1 30 0 0 70 △
바인더 2 20 10 70 ○
바인더 3 20 0 10 70 ○
바인더 4 0 30 0 70 Χ
바인더 5 10 20 0 70 ○
바인더 6 0 20 10 70 Χ
바인더 7 0 0 30 70 Χ
바인더 8 0 10 20 70 △
바인더 9 10 10 10 70 ○
바인더 10 20 5 5 70 ◎
◎; 매우 양호, ○: 양호, △: 보통, Χ: 불량
상술한 신축성 테스트 결과, 바인더 10, 즉 20 w% Resin 1, 5 w% Resin 2, 5 w% Resin 3 및 70w% 용매를 포함하는 바인더가 가장 우수한 신축성을 갖는 것으로 확인되었다.
이후, 30 w%의 바인더 10 및 10 중량%의 첨가제(습윤 분산제; BYK社 의 DISPERBYK-110)를 혼합하여 비히클을 제조하였다.
이후, 상기 비히클에 나노 카본 입자의 혼합비를 조절하면서 신축성 페이스트 조성물을 제조하였다. 이때, 나노 카본 입자의 최적의 혼합비를 면저항 값을 이용하여 확보하였다. 이에 대하여 나노 카본 입자의 혼합비는 아래의 표 5에 기술되어 있다.

구분 페이스트		 CNT 1 (wt%) 바인더 10
(wt%)		 용매
(wt%)		 습윤 분산제
(wt%)		 면저항
(Ω/□)
페이스트 1 10 30 50 10 500
2 15 30 45 10 100
3 20 30 40 10 50
4 25 30 35 10 45
5 30 30 30 10 40
상술한 표5에서 확인된 바와 같이 탄소 나노 튜브가 20 내지 30 w%로 혼합된 페이스트가 우수한 면저항 특성을 가짐을 알 수 있다. 한편, 탄소 나노 튜브가 15 w% 및 10 w%인 경우, 면저항이 너무 높아서 전기 저항성이 발현되지 않음을 확인할 수 있다.
한편, 탄소나노튜브 및 탄소나노플레이트가 각각 단독으로 사용되거나 혼합된 탄소 나노 분말을 20 내지 30 중량% 범위 내에서 혼합비를 조절하면서 이에 다라 상기 용매의 비율도 함께 조절하면서 신축성 페이스트 조성물을 제조하였다. 이에 대한 상세한 혼합비는 아래의 표 6과 같다.
페이스트 구분
 CNT
(w%)		 CNP
(w%)		 바인더 10
(w%)		 용매
(w%)		 습윤 분산제
(w%)
실시예 1 5 15 30 40 10
실시예 2 5 20 30 35 10
실시예 3 5 25 30 30 10
실시예 4 10 10 30 40 10
실시예 5 10 15 30 35 10
실시예 6 10 20 30 30 10
실시예 7 15 5 30 40 10
실시예 8 15 10 30 35 10
실시예 9 15 15 30 30 10
비교예 1 20 0 30 40 10
비교예 2 0 20 30 40 10
상술한 혼합 페이스트 조성물 관련 실시예 1 내지 9에 대하여 면저항 및 비저항을 측정하였다. 이에 대하여는 표 7에 기술되어 있다.
상기 면저항 및 비정항을 측정하기 위하여 기재에 스크린 인쇄공정을 통하여 시트 형태의 박막을 형성한다. 이후, 150°C의 온도 및 15 분 동안 건조 공정을 진행하였다. 상기 박막에 대하여 4 probe 측정기로 면저항을 측정하였다. 이후, 측정된 면저항값과 박막의 두께를 이용하여 비저항치를 계산하였다. 이하, 실시예1 내지 9 및 비교예1과 2에 대한 면저항 및 비정항값이 표7에 기재되어 있다.
페이스트 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 비교예1 비교예2
면저항
(Ω/□)		 55 47 56 30 35 36 55 50 51 78 86
비저항
(1x10-2Ω??cm)		 5.5 4.7 5.8 3.0 3.5 3.8 5.5 5.0 5.1 7.8 8.6
상술한 바와 같이 탄소나노튜브 또는 탄소나노플레이트를 단독으로 사용하는 경우(비교예 1 및 2)와 비교할 때, 탄소나노튜브 및 탄소나노플레이트가 혼합된 신축성 페이스트 조성물을 이용한 박막이 우수한 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 5 내지 15 중량%을 가지며, 탄소 나노 튜브 및 탄소 나노 플레이트가 혼합된 나노 카본 입자;
    10 내지 30 중량%의 비정질 코폴리에스터(amorphous co-polyester) 수지; 및
    여분의 용매를 포함하고,
    상기 탄소 나노 튜브 : 상기 탄소 나노 플레이트는 1 : 1/3 내지 5의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코폴리에스터 수지는 서로 다른 전이 온도 및 수산기가를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전이 온도의 차이는 10 내지 20°C의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 수산기가의 차이는 1-2 KOH mg/g의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 코폴리에스터 수지는 10 내지 20°C의 범위의 서로 다른 전이 온도 및 1-2 KOH mg/g의 범위의 서로 다른 수산기가를 갖는 제1 코폴리에스터 수지군 및 제2 코폴리에스터 수지군을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브는 서로 다른 튜브 길이 및 평균 직경을 갖는 제1 탄소 나노 튜브군 및 제2 탄소 나노 튜브군을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 튜브 길이의 차이는 100 내지 150 μm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 평균 직경의 차이는 2 내지 10 mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브는 100 내지 150 μm의 범위의 서로 다른 튜브 길이 및 2 내지 10 mm의 범위의 서로 다른 평균 직경의 차이를 갖는 탄소 나노 튜브 군들을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 탄소 나노 플레이트는 서로 다른 두께 및 표면적을 갖는 제1 탄소 나노 플레이트군 및 제2 탄소 나노 플레이트군을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 두께의 차이는 5 내지 100 nm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 표면적의 차이는 10 내지 100 m2/g의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 탄소 나노 플레이트는 5 내지 100 nm의 범위의 서로 다른 두께 및 10 내지 100 m2/g의 범위의 서로 다른 표면적의 차이를 갖는 제1 탄소 나노 플레이트 군 및 제2 탄소 나노 플레이트 군을 혼합한 것을 특징으로 하는 신축성 페이스트 조성물.
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