KR20160033856A - Conducting film and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

Provided is a conductive film which comprises a thermosetting resin and a path formed by carbon-based materials being connected with each other. The manufacturing method of the conductive film comprises the steps of: mixing the carbon-based material in liquid state with the thermosetting resin; and coating the mixed mixture by knife coating method and pressing the coated mixture by hot press process. The conductive film embodies improved electrical conductivity and secures durability, thereby being applicable to various fields. Further, the manufacturing method of the present invention can manufacture a conductive film having excellent electrical conductivity with little amount of a carbon-based material.

Description

전도성 필름 및 이의 제조방법{CONDUCTING FILM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a conductive film,

전도성 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Conductive film and a method of manufacturing the same.

연료전지는 수소 또는 탄화수소 계열 연료와 산소로 대표되는 산화제의 전기화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 발전 시스템으로, 연료를 연소시키지 않고 전기화학 반응을 통해 직접 에너지를 얻으므로 발전 효율이 높고 공해가 적어 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Fuel cell is a power generation system that obtains electric energy by electrochemical reaction of hydrogen or hydrocarbon-based fuel and oxidizer typified by oxygen. Because it obtains direct energy through electrochemical reaction without burning fuel, power generation efficiency is high and pollution is small Research for practical use is being actively carried out.

이러한 연료전지에는 흑연과 고분자 수지의 복합재료를 이용한 전도성 필름등을 사용할 수 되었으나, 전기전도도의 확보에 어려움이 있었다. Such a fuel cell can use a conductive film using a composite material of graphite and a polymer resin, but has difficulty in securing the electric conductivity.

카본섬유, 바늘상 흑연재료, 금속 섬유 등과 같은 도전성 보강재 또는 천연섬유, 고분자 섬유 등과 같은 비전도성 보강재를 첨가하여 기계적 강도를 강화시키고 있으나, 도전성 보강재는 가격이 비싸 분리판의 제조 단가를 상승시키고, 비도전성 보강재의 경우 분리판의 전체적인 전기전도도를 떨어뜨리며, 금속 섬유의 경우는 부식으로 인한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.Conductive reinforcing materials such as carbon fibers, needle-like graphite materials, and metal fibers or nonconductive reinforcing materials such as natural fibers and polymer fibers are added to enhance mechanical strength. However, the conductive reinforcing materials are expensive, In the case of non-conductive stiffeners, the overall electrical conductivity of the separator plate is lowered, and in the case of metal fibers, the reliability due to corrosion is lowered.

이에, 일정수준 이상의 전기전도도를 안정하게 확보하는 전도성 필름에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있다.
Therefore, there is an increasing need for research on a conductive film that stably secures a certain level of electrical conductivity.

본 발명의 일 구현예는 열가소성 수지, 및 상기 수지 사이에서 탄소계 물질이 연결되어 형성된 특정경로를 포함하는 전도성 필름을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a conductive film comprising a thermoplastic resin and a specific path formed by connecting a carbonaceous material between the resins.

본 발명의 다른 구현예는 적은양의 탄소계 물질만으로도 높은 전도도를 구현하는 전도성 필름의 제조방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method of making a conductive film that achieves high conductivity even with only a small amount of carbon-based material.

본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 수지; 및 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로;를 포함하는 전도성 필름을 제공한다.In one embodiment of the invention, the thermoplastic resin; And a path formed by connecting the carbon-based material to each other.

상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치할 수 있다. The path may be located between the thermoplastic resins.

상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성될 수 있다.The thermoplastic resin may be formed from a plurality of thermoplastic resin particles.

상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다.A part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material.

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 내지 약 20중량% 포함할 수 있다. And about 1% to about 20% by weight of the carbon-based material.

상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, and combinations thereof.

상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The thermoplastic resin particles may be at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethylmethacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof.

상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 내지 약 200um일 수 있다. The thermoplastic resin particles may have a particle diameter of about 100 [mu] m to about 200 [mu] m.

상기 전도성 필름의 두께는 약 200um 내지 약 500um일 수 있다. The thickness of the conductive film may be about 200 [mu] m to about 500 [mu] m.

상기 전도성 필름의 전기 전도도는 약 30S/cm이하일 수 있다.
The electrical conductivity of the conductive film may be about 30 S / cm or less.

본 발명의 다른 구현예에서, 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 혼합물을 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 코팅하고, 핫 프레스 공정에 의해 압착하는 단계;를 포함하는 전도성 필름 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon nanotube, comprising: mixing a liquid carbonaceous material and a thermoplastic resin particle; And coating the mixed mixture by a knife coating method and pressing the mixture by a hot press process.

상기 혼합물은 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태일 수 있다. The mixture may be a state in which the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles.

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 약 1중량% 내지 약 30중량%일 수 있다. The solid content of the liquid carbonaceous material may be about 1 wt% to about 30 wt%.

상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액일 수 있다. The liquid carbonaceous material may be a dispersion in which the carbonaceous material is dispersed in a solvent.

상기 혼합물을 코팅한 후에 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Coating the mixture, and then drying the mixture.

상기 전도성 필름은 향상된 전기전도성을 구현하고, 내구성을 확보하는바 다양한 분야에 적용가능하다.The conductive film realizes improved electrical conductivity and ensures durability and is applicable to various fields.

상기 전도성 필름 제조방법을 사용함으로써 적은 양의 탄소계 물질로 우수한 전기전도도를 가지는 전도성 필름을 제조할 수 있다.
By using the conductive film production method, a conductive film having excellent electrical conductivity can be produced with a small amount of carbon-based material.

도 1은 본 발명의 일 구현예인 전도성 필름의 단면을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2(a)는 종래의 전도성 필름 제조방법 중 사용되는 탄소계 물질, 및 열가소성 수지 입자를, 도 2(b)는 상기 전도성 필름 제조방법 중 사용되는 탄소계 물질, 및 열가소성 수지 입자를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예인 전도성 필름의 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4(a), (b)는 상기 전도성 필름을 광학 현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conductive film according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 (a) shows the carbon-based material and thermoplastic resin particles used in the conventional method for producing a conductive film, Fig. 2 (b) shows the carbon-based material and thermoplastic resin particles used in the conductive film production method .
FIG. 3 schematically illustrates a method of manufacturing a conductive film according to another embodiment of the present invention.
4 (a) and 4 (b) are photographs of the conductive film taken with an optical microscope.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

전도성 필름Conductive film

본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 수지, 및 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는 전도성 필름을 제공한다.
In one embodiment of the present invention, there is provided a conductive film comprising a path formed by connecting a thermoplastic resin and a carbon-based material to each other.

열가소성 수지 또는 열경화성 수지 등의 고분자 수지에 전기적인 성질을 부여하기 위해, 통상적으로 상기 수지에 전도성을 가지는 탄소계 물질을 주입하여 양자를 혼합, 및 분산하는 방식을 많이 사용하였다.In order to impart electrical properties to a polymer resin such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin, a method in which a carbonaceous material having conductivity is usually injected into the resin to mix and disperse them is often used.

이때, 상기 수지가 일정수준 이상의 전도성을 가지려면 탄소계 물질로 인해 서로 연결되는 접점이 많아야 한다. 그러나, 종래의 전도성 필름 제조방법은 고분자 수지와 고상의 탄소계 물질을 단순히 혼합하기 때문에 탄소계 물질이 전도성 필름 내에 무분별하게 분포하게 되는바, 이로 인해 전기적 성질을 구현하기 위해서는 탄소계 물질이 다량으로 함유되어야 하며, 다량으로 함유되는 경우에도 일정 수준이상의 전기적 특성을 구현하기에는 어려움이 있었다.
At this time, in order for the resin to have a conductivity higher than a certain level, many contacts should be connected to each other due to the carbon-based material. However, since the conventional method for producing a conductive film simply mixes a polymer resin with a solid carbon-based material, the carbon-based material is indiscriminately distributed in the conductive film. Therefore, in order to realize the electrical properties, And even if it is contained in a large amount, it is difficult to realize a certain level of electrical characteristics.

반면, 무분별하게 분포된 탄소계 물질이 특정경로를 형성하면서 정렬되는 경우, 적은양으로도 높은 전기적 성질을 구현할 수 있는바, 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 사용하는 후술할 전도성 필름 제조방법에 의해, 제조된 상기 전도성 필름은 형성된 경로로 인해 일정수준 이상의 전기전도도를 확보할 수 있다.
On the other hand, when the indiscriminately-distributed carbon-based material is aligned while forming a specific path, a high electric property can be realized even in a small amount, and a conductive film production method , The produced conductive film can secure a certain level of electrical conductivity due to the formed path.

도 1은 본 발명의 일 구현예인 전도성 필름의 단면을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 상기 전도성 필름은 복수의 열가소성 수지; 및 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로;를 포함할 수 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a conductive film according to an embodiment of the present invention. 1, the conductive film includes a plurality of thermoplastic resins; And a path formed by connecting the carbon-based material to each other.

구체적으로, 상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성될 수 있다.Specifically, the path may be located between the thermoplastic resins, and the thermoplastic resin may be formed from a plurality of thermoplastic resin particles.

후술할 전도성 필름 제조방법에 의해 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하고, 이때, 상기 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅함으로써, 탄소계 물질로 둘러싸인 하나 이상의 열가소성 수지 입자를 형성하였다. 그 후, 핫 프레스 공정에 의해 열가소성 수지 입자를 둘러싼 탄소계 물질이 서로 연결되어 경로를 형성하였는바, 상기 경로로 인해 탄소계 물질이 전도성 필름 내에 균일하게 분포되게 됨으로써 적은량의 탄소계 물질로도 높은 전기 전도도를 구현할 수 있었다.
The liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles are mixed by a conductive film production method to be described later and the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles to form at least one thermoplastic resin particle surrounded by the carbonaceous material . Thereafter, the carbon-based materials surrounding the thermoplastic resin particles are connected to each other by the hot press process to form a path, so that the carbon-based material is uniformly distributed in the conductive film, Electrical conductivity can be realized.

상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다. 핫 프레스 공정을 거치기 전에는 탄소계 물질로 전체가 둘러싸인 하나 이상의 열가소성 수지 입자가 존재하나, 핫 프레스 공정을 거침으로써, 상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다.A part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material. Before the hot pressing process, at least one thermoplastic resin particle surrounded by the carbon-based material is present, but a part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material by subjecting to a hot pressing process.

상기 탄소계 물질은 상기 열가소성 수지 입자 사이로 분포되고, 연결됨으로써 경로를 형성할 수 있다.The carbon-based material is distributed among the thermoplastic resin particles and can be connected to form a path.

예를 들어, 열가소성 수지 입자 형상이 구형인 경우, 상기 탄소계 물질은 상기 입자의 둘레 중 일부에 위치할 수 있고, 상기 둘레에 위치한 탄소계 물질이 연결됨으로써 경로를 형성할 수 있다.
For example, when the shape of the thermoplastic resin particle is spherical, the carbon-based material may be located in a part of the periphery of the particle, and the carbon-based material located at the periphery may be connected to form a path.

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 내지 약 20중량% 포함할 수 있다. 종래에는 약 40중량% 내지 약 70중량%의 탄소계 물질을 함유하는 경우에만 필름의 전도도가 측정되었으나, 상기 전도성 필름은 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함함으로써 적은량의 탄소계 물질로도 높은 전기전도도를 구현할 수 있다.And about 1% to about 20% by weight of the carbon-based material. Conventionally, the conductivity of the film was measured only when the carbon-based material contained about 40 wt% to about 70 wt% of the carbon-based material. However, since the conductive film includes the path formed by connecting the carbon-based materials to each other, High electrical conductivity can be realized.

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 미만으로 포함하는 경우 경로가 형성되지 않아 상기 열가소성 수지끼리 연결되지 않는 문제점이 있고, 약 20중량%를 초과하는 경우에도 전도성이 크게 향상되지 아니하는바, 상기 범위를 유지하는 것이 유리하다.When the carbon-based material is contained in an amount of less than about 1 wt%, no path is formed and the thermoplastic resin is not connected to each other. When the carbon-based material is more than about 20 wt%, the conductivity is not significantly improved. Lt; / RTI >

상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 탄소계 물질은 전기적인 전도성을 띄는 물질로, 일정수준 이상의 표면적을 가진다. 후술할 전도성 필름 제조방법에 의해 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성됨 경로를 포함하는바, 적은양의 탄소계 물질로도 높은 전기전도성을 나타낼 수 있다.
The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, and combinations thereof. The carbon-based material is electrically conductive and has a surface area of a certain level or higher. And a carbon-based material is formed by being connected to each other by a conductive film production method to be described later. Thus, even a small amount of carbon-based material can exhibit high electrical conductivity.

상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 열가소성 수지 입자는 열가소성 수지가 입자상인 것을 의미하는바, 구형 입자 형태로 제작 가능한 점도가 낮은 열가소성 수지가 유리하다.The thermoplastic resin particles may be at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethylmethacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof. The thermoplastic resin particles mean that the thermoplastic resin is in a particulate form, and a thermoplastic resin having a low viscosity that can be produced in the form of spherical particles is advantageous.

구체적으로, 상기 점도는 ASTM D1238 방법에 의해 측정했을 때 용융흐름지수(MI) 값이 12이상인 것이 유리한바, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트 입자의 경우 230°C에서 3.8Kg의 추를 사용하여 용융흐름지수 값을 측정한 경우, 상기 값은 약 12.3g/10분일 수 있다.Specifically, it is advantageous for the viscosity to have a melt flow index (MI) value of 12 or more as measured by the ASTM D1238 method, for example, for a polymethylmethacrylate particle, using a weight of 3.8 Kg at 230 ° C When the melt flow index value is measured, the value may be about 12.3 g / 10 min.

상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 내지 약 200um일 수 있다. 상기 '입자직경'은 '평균입자직경'으로 열가소성 수지 입자의 임의 영역에서 측정된 입자직경의 평균 값을 일컫는다. 상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 미만인 경우 탄소계 물질이 너무 조밀하게 분포되어 전도성 필름이 부서질 염려가 있고, 약 200um를 초과하는 경우 일정수준 이상의 두께를 구현하는 전도성 시트 제작에 어려움이 있다.
The thermoplastic resin particles may have a particle diameter of about 100 [mu] m to about 200 [mu] m. The 'particle diameter' refers to an average value of the particle diameters measured in an arbitrary region of the thermoplastic resin particle as 'average particle diameter'. When the particle diameter of the thermoplastic resin particles is less than about 100 탆, the carbonaceous material is distributed too densely to break the conductive film, and when the particle diameter is more than about 200 탆, it is difficult to produce a conductive sheet having a thickness exceeding a certain level .

상기 전도성 필름의 두께는 약 200um 내지 약 500um일 수 있다. 상기 전도성 필름의 두께는 상기 열가소성 수지 입자의 입자직경에 의해 조절될 수 있고, 상기 두께를 유지함으로써 상기 열가소성 수지 입자, 및 탄소계 물질 외에 다른물질, 예를 들어 직조물, 탄소섬유 등을 적층함에 있어서 전도성 필름이 결함 없이 제조될 수 있다.
The thickness of the conductive film may be about 200 [mu] m to about 500 [mu] m. The thickness of the conductive film can be controlled by the particle diameter of the thermoplastic resin particle and the thickness of the thermoplastic resin particle can be controlled by controlling the thickness of the thermoplastic resin particle and the carbonaceous material such as woven fabric, Conductive films can be produced without defects.

상기 전도성 필름의 전기 전도도는 약 30S/cm이하일 수 있다. 통상적인 전도성 필름이 약 0.5S/cm이하의 전기전도도를 구현하는 반면, 상기 전도성 필름은 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는바, 모든 방향에서 전기전도성을 가질 수 있으며 약 1S/cm 내지 약 30S/cm의 전기전도도를 구현할 수 있다.
The electrical conductivity of the conductive film may be about 30 S / cm or less. While the conventional conductive film implements an electric conductivity of about 0.5 S / cm or less, the conductive film includes a path formed by connecting the carbon-based materials to each other, and may have electrical conductivity in all directions, Lt; RTI ID = 0.0 > S / cm. ≪ / RTI >

전도성 필름 제조방법Method for manufacturing conductive film

본 발명의 다른 구현예는, 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 혼합물을 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 코팅하고, 핫 프레스 공정에 의해 압착하는 단계;를 포함하는 전도성 필름 제조방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention is a method of producing a carbon nanotube, comprising: mixing a liquid carbonaceous substance and a thermoplastic resin particle; And coating the mixed mixture by a knife coating method and pressing the mixture by a hot press process.

통상적으로 고상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하여 탄소계 물질과 고분자 입자가 물리적으로 결합된 형태인 전도성 필름을 제조하였으나, 이 경우 다량의 탄소계 물질을 사용하여야 한다는 점, 다량의 탄소계 물질로 인해 기계적 물성 및 내구성이 저하된다는 점에서 문제점이 있었다. In general, a conductive film in which a carbon-based material and a polymer particle are physically bonded is prepared by mixing a solid-phase carbon-based material and thermoplastic resin particles. In this case, a large amount of carbon-based material should be used. There is a problem in that mechanical properties and durability are deteriorated due to the material.

이에, 상기 전도성 필름 제조방법은 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하는바, 탄소계 물질이 열가소성 수지입자를 코팅함으로써 적은량의 탄소계 물질을 사용함에도 불구하고 전기전도성을 극대화하고, 기계적 물성 및 내구성을 확보할 수 있다.
Thus, in the conductive film production method, the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles are mixed, and the carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles to maximize the electrical conductivity and the mechanical properties And durability can be ensured.

도 2(a)는 종래의 전도성 필름 제조방법 중 사용되는 탄소계 물질, 및 열가소성 수지 입자를, 도 2(b)는 상기 전도성 필름 제조방법 중 사용되는 탄소계 물질, 및 열가소성 수지 입자를 도식화하여 나타낸 것이다.Fig. 2 (a) shows the carbon-based material and thermoplastic resin particles used in the conventional method for producing a conductive film, Fig. 2 (b) shows the carbon-based material and thermoplastic resin particles used in the conductive film production method .

도 2(a)를 참고하면, 통상적인 전도성 필름 제조방법은 고상의 탄소계 물질, 예를 들어 카본분말 및 폴리메틸메타크릴레이트 입자(이하 'PMMA 입자'로 기재한다)를 물리적으로 혼합하는 것으로, 카본분말 및 PMMA 입자가 별도로 각각 존재한다. 통상의 전도성 필름이 포함하는 카본분말이 PMMA 입자 사이 또는 입자 주위에서 연결되지 않음으로써, 경로를 형성하지 아니한다. Referring to FIG. 2 (a), a typical method for producing a conductive film is to physically mix solid carbonaceous materials such as carbon powder and polymethyl methacrylate particles (hereinafter referred to as "PMMA particles") , Carbon powder and PMMA particles are separately present. The carbon powder included in the ordinary conductive film is not connected between the PMMA particles or around the particles, so that no path is formed.

반면, 도 2(b)를 참고하면, 상기 전도성 필름 제조방법은 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하고, 이때, 상기 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅하는 단계를 거침으로써, 전도성 필름이 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함할 수 있다. 상기 경로로 인해 탄소계 물질은 전도성 필름 내에 균일하게 분산하게 되는바, 적은양의 탄소계 물질로도 높은 전기전도성을 발휘할 수 있고, 다량의 탄소계 물질을 함유함으로써 발현되는 내구성 저하 현상을 최소화 할 수 있다.
On the other hand, referring to FIG. 2 (b), the conductive film manufacturing method includes mixing the liquid carbonaceous material with the thermoplastic resin particles, and coating the thermoplastic resin particles with the liquid carbonaceous material, The conductive film may include a path formed by connecting the carbon-based materials to each other. Since the carbon-based material is uniformly dispersed in the conductive film due to the above-described path, it is possible to exhibit high electrical conductivity even with a small amount of carbon-based material and to minimize the durability deterioration phenomenon expressed by containing a large amount of carbon- .

도 3은 본 발명의 다른 구현예인 전도성 필름의 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 3을 참고하면, 상기 전도성 필름 제조방법은 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자의 혼합물 형성과정, 상기 혼합물이 나이프 코팅공정, 핫프레스 공정을 거침으로써 전도성 필름을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
FIG. 3 schematically illustrates a method of manufacturing a conductive film according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the conductive film manufacturing method may include a process of forming a mixture of a liquid carbonaceous material and thermoplastic resin particles, a knife coating process, and a hot pressing process to form a conductive film .

상기 혼합물은 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태일 수 있다. 상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액일 수 있는바, 상기 용매에 분산된 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하고, 상기 열가소성 수지 입자 표면을 탄소계 물질이 둘러싸게 됨으로써, 열가소성 수지 입자가 탄소계 물질로 코팅될 수 있다.The mixture may be a state in which the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles. Since the liquid carbonaceous material may be a dispersion in which the carbonaceous material is dispersed in a solvent, the carbonaceous material dispersed in the solvent and the thermoplastic resin particles are mixed and the surface of the thermoplastic resin particle is surrounded by the carbonaceous material , The thermoplastic resin particles can be coated with a carbon-based material.

구체적으로, 상기 용매는 에틸알콜, 이소프로필 알콜, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 테트라하이드로푸란, 아세톤, 및 이들의 조합으로 형성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. Specifically, the solvent may be at least one selected from the group formed by ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, acetone, and combinations thereof.

상기 혼합물을 코팅한 후에 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지입자의 혼합물이 나이프 코팅공정에 의해 이형지 상부에 도포되고, 약 60°C 내지 약 100°C에서 약 10분 내지 약 30분간 건조를 수행함으로써 상기 분산액의 용매를 증발하게 할 수 있다.Coating the mixture, and then drying the mixture. The mixture of the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles is applied to the top of the release paper by a knife coating process and the drying of the dispersion is performed by performing drying for about 10 minutes to about 30 minutes at about 60 [deg.] C to about 100 [ It can evaporate.

상기 건조하는 단계로 인해 상기 혼합물 중 분산액의 용매가 증발하게 됨으로써 건조한 다공성층이 형성될 수 있고, 상기 다공성층이 핫프레스 공정에 의해 압착됨으로써 전도성 필름을 형성할 수 있다.The drying step evaporates the solvent of the dispersion liquid in the mixture to form a dried porous layer, and the porous layer is pressed by a hot press process to form a conductive film.

형성된 전도성 필름에서 상기 이형지는 제거할 수 있다.
The release paper can be removed from the formed conductive film.

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 약 1중량% 내지 약 30중량% 일 수 있다. 상기 액상의 탄소계 물질을 사용함으로써 통상적으로 사용한 고상의 탄소계 물질에 비해 적은량의 탄소계 물질을 사용할 수 있는바, 상기 고형분 함량을 통해 상기 액상의 탄소계 물질 점도를 너무 높지 않게 유지할 수 있어 열가소성 수지 입자와의 혼합에 유리하며, 제조공정상 어려움이 최소화 될 수 있다.The solid content of the liquid carbonaceous material may be about 1 wt% to about 30 wt%. By using the liquid carbonaceous material, a smaller amount of the carbonaceous material than the solid carbonaceous material can be used, and it is possible to maintain the viscosity of the liquid carbonaceous material not too high through the solid content, It is advantageous for mixing with the resin particles, and the normal difficulty of the production can be minimized.

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 제조된 전도성 필름 내 탄소계 물질 함량과 동일할 수 있고, 적은 함량으로도 높은 전도성을 확보하며 탄소계 물질을 적게 포함함으로써 일정수준 이상의 내구성을 구현할 수 있다.
The solid content of the liquid carbonaceous material may be the same as the carbonaceous material content in the prepared conductive film, and the carbonaceous material may be durable to a certain level by incorporating a small amount of carbonaceous material.

상기 핫프레스 공정은 약 200℃ 내지 약 230℃의 온도, 및 약 2MPa 내지 약 10MPa의 압력에서 약 5분 내지 약 15분의 시간동안 수행될 수 있다. 핫프레스 공정은 가열, 가압의 단계를 거치는 것으로, 이형지 상부에 혼합물을 코팅하고, 건조단계를 거침으로써 제조된 다공성층을 가열, 가압함으로써 전도성 필름을 제조할 수 있다.The hot pressing process may be performed at a temperature of from about 200 DEG C to about 230 DEG C, and at a pressure of from about 2 MPa to about 10 MPa for a period of from about 5 minutes to about 15 minutes. The hot press process is a process of heating and pressurizing. The conductive film can be produced by heating and pressing the porous layer produced by coating the mixture on the release paper and passing through the drying step.

상기 범위의 온도, 및 압력으로 상기 필름을 제조함으로써 상기 전도성 필름의 경로가 깨지지 않고 균일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 핫프레스 공정은 230°C의 온도에서 10MPa의 압력으로 10분의 시간동안 수행되는 것이 전도성 필름의 물성확보와 공정의 용이함 면에서 유리하다.
By producing the film with the temperature and pressure in the above range, the path of the conductive film can be maintained unbroken and uniform. For example, the hot pressing process is performed at a temperature of 230 ° C and a pressure of 10 MPa for 10 minutes, which is advantageous in terms of securing the physical properties of the conductive film and facilitating the process.

도 4(a), (b)는 상기 전도성 필름을 광학 현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 전도성 필름을 마이크로토밍으로 절단하여 그 측면을 광학 현미경으로 관찰한 것이다.
4 (a) and 4 (b) are photographs of the conductive film taken with an optical microscope. Specifically, the conductive film was cut by micro-toming and its side was observed with an optical microscope.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.

<< 실시예Example 및  And 비교예Comparative Example >>

실시예Example 1 One

입자직경이 100um인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자를 탄소나노튜브(CNT)와 그래파이트 나노플레이트(GNP)가 이소프로필알콜(IPA)에 분산되어 있는 액상의 탄소계 물질과 혼합하였고, 상기 액상의 탄소계 물질이 상기 PMMA입자에 고르게 코팅된 혼합물을 형성하였다. 이때, 상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 20중량%이다. Polymethyl methacrylate (PMMA) particles having a particle diameter of 100 μm were mixed with a carbon-based material in which carbon nanotubes (CNT) and graphite nanoplate (GNP) were dispersed in isopropyl alcohol (IPA) Of the carbon-based material was evenly coated on the PMMA particles. At this time, the solid content of the liquid carbonaceous material is 20 wt%.

상기 혼합물을 이형지 상부에 나이프 코팅 방식에 의해 도포하고, 60℃에서 30분간 건조하여 상기 IPA용매를 증발시킨 후, 핫 프레스로 230℃에서, 4톤의 압력으로, 5분 동안 눌러주어 두께가 0.5mm인 전도성 필름을 제조하였다.
The mixture was applied onto the release paper by a knife coating method and dried at 60 DEG C for 30 minutes to evaporate the IPA solvent. The mixture was then pressed in a hot press at 230 DEG C for 4 minutes under a pressure of 4 tons for 0.5 minute to give a thickness of 0.5 mm &lt; / RTI &gt; .

실시예Example 2 내지 5 2 to 5

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량을 10중량%, 5중량%, 2중량%, 1.5중량%로 한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하였다.
A conductive film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solid content of the liquid carbonaceous material was changed to 10 wt%, 5 wt%, 2 wt%, and 1.5 wt%.

비교예Comparative Example 1 One

입자직경이 100um인 PMMA 입자와 카본분말을 볼밀 방식에 의해 혼합하여 혼합물을 형성한 후(이때, 카본분말 함량은 20중량%임) 전도성 필름을 제조하였다.
PMMA particles having a particle diameter of 100 탆 and carbon powder were mixed by a ball mill method to form a mixture (in this case, the carbon powder content was 20% by weight) To prepare a conductive film.

비교예Comparative Example 2 내지 4 2 to 4

카본분말의 함량을 10중량%, 5중량%, 2중량%로 한 것을 제외하고, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하였다.
A conductive film was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the content of the carbon powder was changed to 10 wt%, 5 wt%, and 2 wt%.

비교예Comparative Example 5 5

압출기 내부에 40중량%의 카본분말과 펠렛 형태의 PMMA 수지를 넣어 무작위로 혼합하고, 핫 프레스 공정에 의해 전도성 필름을 제조하였다.
40 wt% of carbon powder and PMMA resin in the form of pellets were put into the extruder and mixed at random, and a conductive film was produced by a hot press process.

비교예Comparative Example 6 6

카본분말의 함량을 70중량%로 한 것을 제외하고는 상기 비교예 5와 동일한 방법으로 전도성 필름을 제조하였다.
A conductive film was prepared in the same manner as in Comparative Example 5 except that the content of the carbon powder was changed to 70% by weight.

<< 실험예Experimental Example > - 전도성 필름의 전기전도도 측정> - Conductivity measurement of conductive film

상기 실시예 및 비교예의 면적, 두께를 4-point probe 장비에 입력하고 측정된 저항값을 환산하여 상기 실시예 및 비교예의 전기전도도를 측정하였다.
The area and thickness of each of the examples and comparative examples were input to a 4-point probe instrument and the measured resistance values were converted to determine the electrical conductivities of the examples and comparative examples.

혼합방식Mixing method 탄소계 물질 함량(중량%)Carbon-based material content (% by weight) 전기전도도(S/cm)Electrical Conductivity (S / cm) 실시예1Example 1 액상 혼합Liquid mixture 2020 3030 실시예2Example 2 액상 혼합Liquid mixture 1010 1515 실시예3Example 3 액상 혼합Liquid mixture 55 55 실시예4Example 4 액상 혼합Liquid mixture 22 1.51.5 실시예5Example 5 액상 혼합Liquid mixture 1.51.5 1One 비교예1Comparative Example 1 고상 혼합Solid mixture 2020 0.20.2 비교예2Comparative Example 2 고상 혼합Solid mixture 1010 측정불가Not measurable 비교예3Comparative Example 3 고상 혼합Solid mixture 55 측정불가Not measurable 비교예4Comparative Example 4 고상 혼합Solid mixture 22 측정불가Not measurable 비교예5Comparative Example 5 용융 혼합Melt mixing 4040 0.00190.0019 비교예6Comparative Example 6 용융 혼합Melt mixing 7070 33

상기 표 1을 참고하면, PMMA입자와 액상의 탄소계 물질을 혼합하여 형성된 실시예 1의 전기전도도가 PMMA입자와 고상의 탄소계 물질을 혼합하여 형성된 비교예 1의 전기전도도에 비해 높게 측정되었다.Referring to Table 1, the electrical conductivity of Example 1 formed by mixing PMMA particles with a liquid carbonaceous material was measured to be higher than that of Comparative Example 1 in which PMMA particles were mixed with a solid carbonaceous material.

구체적으로, 실시예 2 내지 4와 비교예 2 내지 4의 경우 포함된 탄소계 물질 함량은 동일하나, 비교예 2 내지 4의 경우 전기전도도의 측정이 불가하였는바, 제조방법에 따라 전기전도도의 구현여부가 달라짐을 알 수 있었다.Specifically, in the case of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 2 to 4, the carbon-based material content was the same, but in Comparative Examples 2 to 4, it was impossible to measure the electric conductivity. I can see that it is different.

또한, 실시예의 경우 탄소계 물질 함량이 1.5중량%로 소량임에도 불구하고 0.2S/cm의 전기전도도를 가짐을 확인하였다.In addition, it was confirmed that, in the examples, the carbon-based material had an electric conductivity of 0.2 S / cm even though the content was 1.5% by weight and a small amount.

반면, 비교예 5, 6은 통상적인 용융 혼합방식에 의해 제조된 전도성 필름으로, 액상 혼합방식에 의해 제조된 실시예 1 내지 5에 비해 전기 전도도가 낮음을 알 수 있었다. On the other hand, Comparative Examples 5 and 6 are conductive films produced by a conventional melt mixing method, and electric conductivity is low as compared with Examples 1 to 5 prepared by the liquid phase mixing method.

Claims (15)

열가소성 수지; 및
탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로;를 포함하는
전도성 필름.
Thermoplastic resin; And
And a path formed by connecting the carbon-based materials to each other
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치하는
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The path is located between the thermoplastic resins
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성되는
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The thermoplastic resin is formed from a plurality of thermoplastic resin particles
Conductive film.
제 3항에 있어서,
상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸인
전도성 필름.
The method of claim 3,
A part of the thermoplastic resin particles is surrounded by a carbon-based material
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 탄소계 물질을 1중량% 내지 20중량% 포함하는
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The carbon-based material includes 1 to 20 wt%
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon,
Conductive film.
제 3항에 있어서,
상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
전도성 필름.
The method of claim 3,
Wherein the thermoplastic resin particles are at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethyl methacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof
Conductive film.
제 3항에 있어서,
상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 100um 내지 200um인
전도성 필름.
The method of claim 3,
Wherein the thermoplastic resin particle has a particle diameter of 100 mu m to 200 mu m
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 필름의 두께는 200um 내지 500um인
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The thickness of the conductive film is preferably from 200 [mu] m to 500 [mu] m
Conductive film.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 필름의 전기 전도도는 30S/cm이하인
전도성 필름.
The method according to claim 1,
The electrical conductivity of the conductive film is preferably 30 S / cm or less
Conductive film.
액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하는 단계; 및
상기 혼합된 혼합물을 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 코팅하고, 핫 프레스 공정에 의해 압착하는 단계;를 포함하는
전도성 필름 제조방법.
Mixing the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles; And
Coating the mixed mixture by a knife coating method, and pressing the mixed mixture by a hot pressing process
Conductive film.
제 11항에 있어서,
상기 혼합물은 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태인
전도성 필름 제조방법.
12. The method of claim 11,
The mixture is a mixture of a liquid carbonaceous substance and a thermoplastic resin particle
Conductive film.
제 11항에 있어서,
상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 1중량% 내지 30중량%인
전도성 필름 제조방법.
12. The method of claim 11,
The solid content of the liquid carbonaceous material is 1 wt% to 30 wt%
Conductive film.
제 11항에 있어서,
상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액인
전도성 필름 제조방법.
12. The method of claim 11,
The liquid-phase carbonaceous material is a dispersion in which a carbonaceous material is dispersed in a solvent
Conductive film.
제 11항에 있어서,
상기 혼합물을 코팅한 후에 건조하는 단계를 더 포함하는
전도성 필름 제조방법.12. The method of claim 11,
Further comprising coating and drying the mixture before drying
Conductive film.
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