KR100544429B1

KR100544429B1 - 전자파 차폐용 수지코팅재 및 저탄소 수지코팅 강판

Info

Publication number: KR100544429B1
Application number: KR1020010018803A
Authority: KR
Inventors: 김현태; 조수현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2006-01-24
Also published as: KR20020078443A

Abstract

본 발명은 저주파 및 극저주파 영역에서 우수한 차폐능을 제공할 수 있는 수지코팅재 및 이러한 수지코팅재가 도포된 저탄소 강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

에멀젼 형태의 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지; 상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 10∼85 중량부 함유되고, 산소관능기에 알루미늄이 치환된 형태로 그 입도가 10nm~100nm인 실리카; 상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 1.0∼2.0중량부 함유되고, 고형분이 3~10%이고 나머지가 수분이며 수평균 분자량이 400~4000인 에폭시 경화제;및, 상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 600~900중량부 함유되는 수분;으로 조성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지코팅재, 그리고

상기한 수지코팅재가 코팅된 전자파 차폐용 저탄소 수지코팅강판을 기술적 요지로 한다.

전자파, 수지코팅재, 실리카, 에폭시 경화제, 저탄소 강판

Description

전자파 차폐용 수지코팅재 및 저탄소 수지코팅 강판{A RESIN COATING MATERIALS FOR SHIELDING OF ELECTROMAGNETIC WAVE AND A LOW CARBON CONTAINING RESIN COATING STEEL SHEET USING IT}

본 발명은 T.V, 라디오, 컴퓨터, 냉장고, 복사기 등의 전자제품, 자동차 및 통신기기에서 발생되는 전자파를 효과적으로 차단할 수 있는 수지코팅재 및 이 수지코팅재가 코팅된 저탄소 수지코팅 강판에 관한 것이다.

오늘날 사용하고 있는 많은 전자제품에서는 인체에 유해한 전자파가 발생되고 있으며, 이를 차단하는 방법도 많이 개발되고 있다. 예를 들어, 일본특개평11-307361호에서는 강자성체가 아닌 금속을 함유한 피막을 표면에 2㎛이상의 후막으로 코팅하여 접합부에서의 전도도를 향상시킴으로써, 차폐성능을 향상시키는 기술을 제안하고 있다. 이 방법은 전도율이 높은 재료를 이용하여 전자파의 침투 및 발산을 방지하고자 하는 것으로서, 금속 중 아연, 금, 은, 구리 등의 비 강자성체를 이용한 것이다.

또한, 유럽특허 제186,145호에서는 고주파영역(1MHz~1GHz)에서 납+아연+니오 비움이나 납+아연+탄탈늄, 납+아연+텅스텐으로 된 금속계와 세라믹의 합성 물질을 사용함으로써 주파수 차폐효과를 높이는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 이 방법은 금속계와 세라믹의 혼합에 의한 것으로, 경하고 차폐성능도 약한 단점이 있다.

또한, 유럽특허 제107,863호는 폴리머 물질과 팔라듐이나 니켈 등의 금속물질을 혼합하여 이용하여 주파수 영역에 따른 전자파 차폐효과 및 흡수 성능을 향상시키는 기술이 제시되어 있다. 그러나, 상기와 같이 금속과 폴리머를 혼합하는 경우에는, 금속입도에 의해 차이가 많고 금속성분의 균일 분포가 어려워 차폐성능이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 일본특개소61-163231호에서는 알루미늄에 구리, 망간, 니켈, 철 등의 원소를 일정량 혼합하여 제조된 물질을 이용함으로써, 전자파를 차폐하는 기술을 소개하고 있다. 그러나, 이 방법에 의하면, 대부분 차폐능이 국소적이고 성능도 약하며, 특히 저주파영역(KHz 영역)에서는 효과가 미약한 단점이 있다.

또한, 일본특허공개 제2000-36419호에서는 재진 강판을 만들어서 차폐능을 향상시키고 있지만, 그 제조방법이 복잡하고 비용이 많이 드는 단점이 있다.

한편, 일본특개평7-86788호에서는 레이저 빔을 이용하여 강판의 표면을 개질함으로써, 전자파 차폐성능을 개선한 기술을 개시하고 있지만, 이 방법은 일정방향 및 두께로 레이저를 조절하는 데 현실적으로 어려운 점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 저 주파 및 극저주파 영역(1GHz ~ 50Hz)에서 우수한 차폐성능을 제공할 수 있는 수지코팅재 및 이러한 수지코팅재가 도포된 저탄소 강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

에멀젼 형태의 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지;

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 10∼85 중량부 함유되고, 산소관능기에 알루미늄이 치환된 형태로 그 입도가 10nm~100nm인 실리카;

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 1.0∼2.0중량부 함유되고, 고형분이 3~10%이고 나머지가 수분이며 수평균 분자량이 400~4000인 에폭시 경화제;및

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 600~900중량부 함유되는 수분;으로 조성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지코팅재에 관한 것이다.

또한, 본 발명은,

탄소(C)의 함량이 0.04중량% 이하인 저탄소 강판의 한면 또는 양면에 상기한 수지코팅재가 1.0㎛ ∼ 1.0mm 의 두께로 코팅된 전자파 차폐용 저탄소 수지코팅강판에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명의 발명자들은, 저탄소 강판에 있어서 우수한 전자파 차폐능을 제공할 수 있는 방법에 대하여 연구 및 검토한 결과, 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지, 실리카, 에폭시 경화제, 및 수분으로 조성되는 수지코팅재를 저탄소 강판상에 도포하면 가능한 것을 발견하였다. 또한, 상기한 수지코팅재는 소지금속으로 입사되는 전자파를 흡수하고 소지금속으로부터 반사되어 나오는 전자파를 소멸시키는 역할을 하는데, 이 때 중요한 것은 상기 수지코팅재를 구성하고 있는 성분들의 함량인 것을 알아내었다.

따라서, 본 발명자들은 거듭되는 실험을 통해, 수지코팅재의 각 성분에 있어서 최적의 함량을 도출하였는데, 이하에서는 수지코팅재의 조성 및 그 함량에 대하여 설명한다.

먼저, 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지는, 수용성으로 적용이 용이한 에멀젼 형태의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음, 실리카는 산소관능기에 알루미늄이 치환된 형태로서, 그 입도가 10nm~100nm인 분말상태인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 산소관능기에 알루미늄이 치환된 형태인 것을 사용하면 코팅재의 전도도를 보다 향상시킬 수 있 기 때문이다. 또한, 상기 실리카 분말의 입도가 10nm 미만인 경우에는 입자들이 뭉치고 100nm를 넘으면 분산이 잘 안되기 때문에, 입도는 10~100nm의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 실리카의 함량은 상기한 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 10∼85 중량부인 것이 바람직한데, 그 이유는 상기한 함량 범위를 벗어나서 10중량부 미만이거나 85중량부 보다 많으면 전자파 차폐특성이 저하하기 때문이다.

다음, 코팅재에 접착성을 부여하기 위한 경화제로는 에폭시 경화제를 사용하는데, 고형분이 3~10%이고 나머지가 수분이며, 수평균 분자량이 400~4000인 것이 바람직하다. 또한, 에폭시 경화제의 함량은 상기한 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 1.0~2.0중량부인 것이 바람직한데, 그 이유는 1.0중량부 미만이거나 2.0중량부 이상 첨가되면 본 발명에서 얻고자 하는 전자파 차폐특성을 얻을 수 없기 때문이다.

또한, 본 발명의 코팅재에 함유되는 수분의 함량은, 상기한 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 600~900중량부 함유되는 것이 바람직한데, 그 이유는 600중량부 미만이나 900중량부 이상으로 수분이 첨가되면, 전자파 차폐특성이 저하하기 때문이다.

상기한 바와 같은 성분들로 이루어지는 본 발명의 수지코팅재는, 전자파를 차단하는 효과가 크기 때문에, T.V, 라디오, 컴퓨터, 냉장고, 복사기 등의 전자제품 등에 이용되는 저탄소 강판(0.04중량% 이하의 탄소(C)함유)의 한 면 또는 양면에 적용할 수 있는데, 코팅층의 두께는 1.0㎛∼1.0mm로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기한 코팅층의 두께가 1.0 ㎛ 미만인 경우에는 전파 침투깊이에 의한 차폐효과가 미약하고 1.0mm 이상의 경우에는 코팅층의 부착력이 불량해져 차폐능이 감소되기 때문이다.

한편, 상기와 같이 본 발명의 수지코팅재가 코팅된 저탄소 강판은, 우수한 전자파 차폐능 뿐 아니라, 부가적으로 강판의 내식성 및 표면 지문성 등에도 양호한 효과를 나타낸다. 또한, 강판상에 크롬, 아연, 니켈 등의 금속이 도금된 강판에 있어서도 양호한 전자파 차단 효과를 나타낸다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예)

두께가 0.6mm이고 탄소(C)가 0.015% 함유된 저탄소 강판(타 금속원소는 불순물로 들어감)을 소지금속으로 선택하고, 그 저탄소 강판의 한면에 하기 표 1과 같이 조성되는 수지코팅재를 도포하였다. 이 때, 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지는 에멀젼 형태인 것을 사용하였고, 실리카는 그 입도가 30nm이고 산소관능기에 알 루미늄이 치환된 형태의 것을 이용하였다. 또한, 에폭시 경화제로는 고형분 함량이 3~10%이고 수평균 분자량이 400~4000인 것이었다. 한편, 코팅층의 두께는 하기 표 1과 같이 변화시켰다.

상기와 같이, 수지코팅재가 코팅된 강판에 대하여, 각각 0.5KHz, 100KHz, 1MHz, 100MHz 영역에서의 전자파 차폐특성을 검사하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 전자파 차폐도 측정방법은 ASTM A698-74에 규정된 시험법에 의거하였다.

구분	폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대한 중량부			코팅층 두께 (㎛)	전자파 차폐특성 (db)
구분	실리카	에폭시 경화제	수분	코팅층 두께 (㎛)	0.5KHz	100KHz	1MHz	100MHz
비교재1	8	1.5	800	5	11.2	24	42	46
비교재2	9	1.5	800	5	13.4	23	43	47
발명재1	10	1.5	800	5	15.8	29	47	51
발명재2	15	1.5	800	5	15.9	30	47	53
발명재3	30	1.5	800	5	17.3	30	48	53
발명재4	45	1.5	800	5	17.7	31	48	53
발명재5	60	1.5	800	5	17.8	31	48	53
발명재6	70	1.5	800	5	16.2	31	49	53
발명재7	85	1.5	800	5	16.5	31	49	53
비교재3	87	1.6	800	5	12.8	22	42	46
비교재4	60	0.9	800	5	13.5	23	42	46
발명재8	60	1.0	800	5	15.9	28	48	52
발명재9	60	1.5	800	5	17.8	30	48	53
발명재10	60	2.0	800	5	16.9	31	48	53
비교재5	60	2.1	800	5	12.7	23	42	43
비교재6	60	1.5	590	5	13.4	22	42	45
발명재11	60	1.5	600	5	17.4	29	48	51
발명재12	60	1.5	610	5	17.4	31	48	53
발명재13	60	1.5	650	5	17.9	31	48	53
발명재14	60	1.5	700	5	17.6	31	48	53
발명재15	60	1.5	750	5	17.8	31	48	53
발명재16	60	1.5	800	5	17.8	31	48	53
발명재17	60	1.5	900	5	17.8	31	48	55
비교재7	60	1.5	910	5	14.2	23	42	45
비교재8	60	1.5	950	5	13.5	23	42	43
비교재9	60	1.5	800	0.9	12.9	22	42	45
발명재18	60	1.5	800	1.0	15.8	29	48	51
발명재19	60	1.5	800	5	17.8	31	48	53
발명재20	60	1.5	800	20	17.9	32	48	53
발명재21	60	1.5	800	100	18.0	32	48	53
발명재22	60	1.5	800	500	17.9	32	48	54
발명재23	60	1.5	800	1000	18.2	33	48	55
비교재10	60	1.5	800	1010	12.6	23	42	45

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발명재(1)~(23)은 모두 우수한 전자파 차폐특성을 나타내지만, 수지코팅재를 구성하는 각 성분의 함량이나 코팅층의 두께가 본 발명을 벗어나는 비교재(1)~(10)의 경우에는, 전자파 차폐특성이 본 발명의 발명재(1)~(23)에 미치지 못하는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전자파 차폐능이 우수한 저탄소 강판을 제공할 수 있어서, 전자제품, 자동차 및 통신기기에 적용할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

에멀젼 형태의 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지;

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 10∼85 중량부 함유되고, 산소관능기에 알루미늄이 치환된 형태로 그 입도가 10nm~100nm인 실리카;

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 1.0∼2.0중량부 함유되고, 고형분이 3~10%이고 나머지가 수분이며 수평균 분자량이 400~4000인 에폭시 경화제;및

상기 폴리에틸렌아크릴공중합 아크릴수지 100중량부에 대하여 600~900중량부 함유되는 수분;으로 조성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지코팅재
탄소(C)의 함량이 0.04중량% 이하인 저탄소 강판의 한면 또는 양면에 제 1항의 수지코팅재가 1.0㎛∼1.0mm의 두께로 코팅된 전자파 차폐용 저탄소 수지코팅강판