KR100582659B1

KR100582659B1 - 도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100582659B1
Application number: KR1020040113992A
Authority: KR
Inventors: 정해룡; 송미경; 배창석; 김현돈; 정영각; 현명억
Original assignee: 제일모직주식회사; 오텍 인코퍼레이트
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-05-22
Also published as: CN1769358A; TWI316025B; TW200619289A; KR20060036883A; CN100404632C

Abstract

본 발명은 각종 전자기기의 내부 소자로부터 발생되는 전자파에 의한 전자파장애 (EMI: Electromagnetic Interference) 및 RFI (Radio Frequency Interference) 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 전자파 차폐용 도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 도전성 페인트 조성물은 지방족 관능기와 방향족 관능기를 포함하는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 포함하여 우수한 도전 특성, 점도 특성, 소자 부착성 및 내마모성을 제공할 수 있다.

전자파 차폐, 도전성 페인트, 폴리우레탄 디스펄젼, 금속분말, 용매, 방향족 관능기, 지방족 관능기

Description

도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법{ELECTRICALLY CONDUCTIVE PAINT COMPOSITIONS AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 전자파 차폐용 도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도전성 재료로 금속분말을 포함하고 지방족 다가산과 방향족 다가산을 혼용하여 제조된 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 포함하여 도전 특성, 점도 특성, 소자 부착성 및 내마모성이 우수한 도전성 페인트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

이동동신 단말기, 노트북 PC, 사무기기, 의료기기 등의 각종 전자기기의 내부 소자로부터 발생되는 전자파는 두통, 시력 저하, 백혈병, 뇌종양, 순환계 이상, 생식기능 저하, VDP 증후군 유발 등 각종 질병에 영향을 미칠 수 있다고 보고 되고 있어 전자파의 인체에 대한 유해성 논란이 가중되고 있다. 또한 전자제품의 경량화 추세에 의해 소자의 집적도가 증가하면서 각 구성소자로부터 발생되는 불요전자파(electromagnetic noise)는 주변 소자의 오작동을 일으켜 기기장해의 원인이 되기도 한다. 따라서 최근에는 컴퓨터, 무선전화기, 자동차, 의료기기, 멀티미디 어 플레이어 등의 가정용, 사무용, 산업용 전자제품으로부터 발생되는 전자파에 대한 차폐규격의 강화와 더불어 EMI(Electromagnetic Interference) 및 RFI (Radio Frequency Interference) 방출에 대한 규제도 강화되고 있어 각종 전자기기 및 부품의 전자파 차폐 대책이 중요한 과제로 대두되고 있다.

전자파를 차단하는 일반적인 차폐 방법으로는 도금, 진공 증착, 스프레이 코팅 방법이 있다. 도금에 의한 전자파 차폐 방법은 오래 전부터 사용되어 왔지만 제조원가가 높고 생산 공정이 복잡하며 환경오염을 유발하는 문제점이 있어 이에 대한 보완이 요구되고 있다. 한편, 진공 증착에 의한 전자파 차폐 방법은 비용이 많이 들고 장기적인 신뢰성이 문제가 되어 극히 제한된 경우에만 사용되고 있다. 이에 반하여 금속분말을 사용한 스프레이 코팅에 의한 전자파 차폐기술은 적용이 용이하고 환경문제를 해결할 수 있어 널리 사용하고 있는 추세이다.

스프레이 코팅 방법은 점착성 수지와 전도성 금속의 혼합물을 포함하는 코팅액을 기재 위에 스프레이 코팅하는 것으로, 스프레이 코팅에 의해 수득되는 도전성 코팅막은 우수한 소지부착성과 내마모성을 가져야 한다. 전자 기기 내부에 코팅이 된 후 금속 분말 혹은 코팅된 도전막의 일부가 박리되어 전자기기의 회로에 떨어지면 전자기기의 작동에 장애를 가져올 수 있다. 특히 상대적으로 입자가 큰 은이 코팅된 동분말을 사용하는 스프레이 코팅의 경우 더욱 더 그러하다.

휴대폰과 노트북의 제조 공정의 특성상 도전성 페인트가 코팅이 된 후 완제품 조립까지의 공정에서 여러 작업자의 손을 거치게 된다. 예를 들어 코팅 후 저항 측정, 외관 검사, 부품 부착, 기판 부착, 조립 등의 공정을 들 수 있는데, 이 런 공정을 거치면서 코팅된 면에 스크래치가 발생할 수 있으므로, 코팅된 도전막의 내마모성 또한 강력히 요구되는 특성 중의 하나이다.

금속분말을 사용한 스프레이 코팅방법에서는 플레이크상의 은분말, 니켈분말, 알루미늄 분말 등의 금속 분말을 사용하여 도전성 페인트를 제조하는데, 금속분말과 나머지 성분간의 밀도 차이로 인해 페인트를 제조한 후 금속분말의 침강이 다른 페인트에 비해 쉽게 발생할 수 있다. 금속 분말의 침강이 발생하여 금속과 페인트의 용액이 층분리가 되고 나면 다시 교반을 해도 페인트 제조 초기의 균일한 분산상태를 회복하기는 어렵다. 따라서 금속 분말을 포함하는 도전성 페인트 조성물은 고점도 특성을 가져야 한다. 도전성 페인트의 점도를 높이면 금속의 침강을 방지할 수 있고 이로 인해 장기간 동안 초기의 균일한 분산 상태를 유지할 수 있고 동일한 물성을 나타낼 수 있어 도전성 페인트의 점도를 높이는 것 또한 해결해야 할 과제이다.

스프레이 코팅에 의한 전자파 차폐 방법의 하나로 미국특허 제 6,645,613호는 알킬 사슬 구조만을 갖는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 포함하는 도전성 코팅 조성물을 개시하고 있다. 그러나 상기 미국특허에서 사용되는 알킬 사슬 구조의 수분산 폴리우레탄 디스펄젼은 햇빛이나 자외선에 의한 황변 현상은 발생되지 않으나, 방향족 관능기를 가지는 사슬구조에 비해 사슬간의 응집력이 낮아 소자 부착성이나 내마모성이 떨어지는 문제점을 갖고, 점도 특성이 금속분말의 균일한 분산상태를 유지하기에 불충분한 문제점을 갖는다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 방향족 관능기를 갖는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 도입하여 고점도의 도전성 페인트를 제조하고 소자에 코팅/건조 후 금속의 소자 부착성과 도전막의 내마모성을 향상시킨 도전성 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소자 부착성과 내마모성이 우수한 도전막을 제공할 수 있는 전자파 차폐용 도전막의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자파 차폐 성능이 우수하고 내마모성이 우수한 전자파 차폐용 도전막을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 수분산 폴리우레탄 디스펄젼, 금속분말, 용매 및 레올로지 콘트롤제를 포함하는 도전성 페인트 조성물에 있어서, 수분산 폴리우레탄 디스펄젼이 하기 화학식 1의 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물에 관계한다:

상기 식에서, R¹은 탄소수 4 내지 12의 지방족 탄화수소, 탄소수 6 내지 15의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; R²는 탄소수 2 내지 12의 지방족 탄화수소이며; R³은 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소와 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소이고; R⁴ 및 R⁵는 수소 또는 메틸기이고; R⁶은 탄소수 3 또는 4의 지방족 탄화수소이고; R⁷은 수소 또는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소이며; R⁸은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소, 탄소수 3 내지 10의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; n1: (n2+n4+n6): n3: n4의 비율은 0.2~1.5 : 1.0~3.0 : 0.01~0.3 : 0.1~1.0 이며; n5는 0.1 내지 1.0이며 x는 1 내지 20이고, y와z의 합은 5 내지 200이며,

상기 폴리우레탄 수지가 R³가 방향족 탄화수소인 반복단위와 R³가 지방족 탄화수소인 반복단위를 포함한다.

본 발명의 다른 양상은 상기 도전성 페인트 조성물을 기재 상에 도포하는 단계 및 도포된 기재를 건조로 내에서 열처리하여 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전막의 제조방법에 관계한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 본 발명의 도전성 페인트 조성물에 의해 제조된 전자파 차폐용 도전막에 관계한다.

이하에서 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 도전성 페인트 조성물은 수분산 폴리우레탄 디스펄젼, 금속 분말, 혼합 용매를 포함하여 구성되고, 선택적으로 필요에 따라 레올로지 컨트롤제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 도전성 페인트 조성물에서 각 성분의 조성비는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼 0.1- 60wt%; 금속분말 : 10 - 60wt%; 및 용매 : 10 - 60wt%인 것이 바람직하다.

본 발명에서 수분산 폴리우레탄 디스펄젼은 도전성을 부여하는 금속 분말을 코팅하고자 하는 소자에 부착시키고 건조 후 도전막이 스크래치에 견딜 수 있는 내마모성을 부여한다.

일반적으로 폴리우레탄은 유연성, 반발탄성, 내마모성이 우수하고, 강력한 접착성 등을 지니고 있어 접착성을 요구하는 많은 분야에서 사용되고 있다. 종래의 접착제, 코팅제 등으로 사용하기 위한 폴리우레탄은 주로 유성의 상태로 제조하여 사용되었다. 유성 상태로 제조되는 폴리우레탄은 적절한 점도로 사용하기 위 하여 메틸에틸케톤(MEK), 디메틸포름아마이드, 톨루엔 등과 같은 유기 용제를 용매로 사용한다. 이와 같이 유기 용제를 용매로 사용하는 경우에는 대기 및 수질 등의 환경오염을 유발시키고, 근로자의 건강 및 생산성을 저하시키며, 인화점이 매우 낮은 유기용제를 사용함으로써 화재의 위험성을 지니고 있다.

이와 같은 문제로 인하여 폴리우레탄 주쇄에 이온기를 부여하는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 합성하는 자기 유화 방법이 개발되었으며, 폴리우레탄 주쇄에 이온기를 부여하는 방법 중 양이온계 이오노머를 사용하는 방법으로는 미국특허 제4,016,123호, 동4,190,567호, 동4,277,383호 및 일본특개평 5-320331호 등에 개시된 방법이 있고, 음이온계 이오노머를 사용하는 방법으로는 미국특허 제4,016,122호, 동4,914,148호 및 일본특개평 5-39340호 등에 개시된 방법이 있으며, 비이온계를 사용하는 방법으로는 미국특허 제4,794,147호에 개시된 방법이 있다.

수분산 폴리우레탄 디스펄젼은 중합에 사용되는 폴리올의 종류에 따라서도 구분할 수 있는데, 크게 폴리에테르계, 폴리에스테르계 및 아크릴계로 분류된다. 이들 중에서 여러 가지 소자에 대한 강한 접착력을 발현하고 내마모성 등 기계적 물성이 우수한 폴리에스테르계 폴리올이 많이 사용되고 있다. 폴리에스테르계 폴리올은 다가산과 다가알콜을 반응시켜 합성하며, 합성에 이용되는 다가산에는 지방족의 아디픽산과 방향족의 벤조익산,이소프탈릭산, 테레프탈릭산 프탈릭 무수물, 트리메틸릭 무수물 등이 이용될 수 있다.

본 발명은 폴리올을 합성함에 있어 지방족 다가산과 방향족 다가산을 혼용 함으로써 지방족의 장점인 유연성과 방향족의 장점인 관능기간의 강한 응집력과 내마모성을 갖는 폴리에스테르계 폴리올을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 폴리올을 사용하여 제조된 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 포함하는 도전성 페인트 조성물은 건조 후 우수한 소자 부착성과 내마모성을 가질 수 있다.

본 발명에서 사용되는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼은 방향족 다가산과 지방족 다가산을 혼용하여 합성한 수분산 폴리우레탄 디스펄젼으로, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

상기 식에서, R¹은 탄소수 4 내지 12의 지방족 탄화수소, 탄소수 6 내지 15의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; R²은 탄소수 2 내지 12의 지방족 탄화수소이며; R³은 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소이고; R⁴ 및 R⁵는 수소 또는 메틸기이고; R⁶은 탄소수 3 또는 4의 지방족 탄화수소이고; R⁷은 수소 또는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소이며; R⁸은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소, 탄소수 3 내지 10의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; n1: (n2+n4+n6): n3: n4의 비율은 0.2~1.5 : 1.0~3.0 : 0.01~0.3 : 0.1~1.0 이며; n5는 0.1 내지 1.0이며; x는 1 내지 20이고, y와 z의 합은 5 내지 200이며,

상기 폴리우레탄 수지가 R³가 방향족 탄화수소인 반복단위와 R³가 지방족 탄화수소인 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용 가능한 상기 화학식 1의 수분산 폴리우레탄 디스펄젼의 구체적인 예는 올텍(Ortec)사의 리엑티졸(Reactisol) PS-3를 들 수 있다. 본 발명에서 방향족 다가산과 지방족 다가산의 혼용비는 99:1 내지 1:99 범위 내로 할 수 있다.

본 발명의 도전성 페인트 조성물 중 수분산 폴리우레탄 디스펄젼의 함량은 0.2 wt% - 60 wt%, 바람직하게는 0.5 wt%-40 wt% (제품 무게 기준)이다. 그 함량이 0.2wt% 미만일 경우 소자의 부착성과 내마모성이 불량하며, 60 wt%를 초과하는 경우 저항이 상승할 우려가 있다.

본 발명의 도전성 페인트 조성물에 사용가능한 금속분말은 은 분말 또는 은이 코팅된 동 분말을 사용한다. 은분말의 경우 평균입도(D50) 1~10㎛의 플레이크상 분말을 사용하고, 은이 코팅된 동분말의 경우 평균입도(D50) 5-50㎛ 의 플레이크상 분말을 사용한다. 본 발명에서 사용되는 금속분말의 사용량은 10 wt% - 60wt%이다. 금속분말이 10 wt% 미만일 경우 도전성이 불량하고 60 wt%를 초과하는 경우에는 제조원가가 상승하는 단점이 있다. 본 발명에서 사용가능한 금속분말의 구체적인 예로는 페로사 SF-70A, SF-9ED, SF-7A, SF-7E, SF-9, SF-15-2, HRP사 SF-162 등을 둘 수 있고, 은이 코팅된 구리분말로는 페로사 AgCu-200, AgCu-250, AgCu-300, AgCu-400 등을 들 수 있다.

본 발명에서 도전성 페인트 조성물의 도전성을 향상시키기 위해서는 평균 입도가 1-5㎛되는 은 분말(이하 "A 분말"이라 한다)과 평균입도 4-10㎛되는 은 분말(이하 "B 분말"이라 한다)을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 크기가 서로 다른 입자들이 잘 접촉하여 도전성이 향상되는 것으로 해석된다. A분말과 B 분말을 혼합하여 사용하는 경우에, A 분말과 B 분말의 혼합비율은 99.9:0.1 내지 20:80 (w/w)의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다. 전체 은 분말 중에 B 분말의 비율이 80 중량% 미만일 경우에는 상이한 크기의 분말을 혼합함으로써 얻고자 하는 도전성 상승효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서 사용가능한 혼합 용매의 예들은 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 에틸아세테이트,메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸 셀루솔브, 에틸 셀루솔브, 부틸 셀루솔브를 포함하여, 이들의 바람직한 함량은 10 wt% - 60 wt% 범위 내이다. 주 용매가 메틸에틸케톤(MEK)과 같은 부식성이 강한 용제를 사용하지 않고 마일드한 용제를 사용하므로 플라스틱면에 영향을 거의 주지 않고, 작업자들의 환경안전적인 측면에 있어서도 양호하다. 또한 비점이 낮은 용매를 선택하여 스프레이 도장 후 낮은 건조조건에서 대량생산이 가능하므로 원가절감이 가능하다.

본 발명의 도전성 페인트 조성물은 필요에 따라 레올로지 콘트롤제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 바람직한 레올로지 컨트롤제는 아크릴 폴리머 타입으로 알코올류의 용매에 용해가 잘되며 도전성에 영향을 미치지 않고 금속의 침강방지 및 스프레이 작업성 향상에 효과가 있다. 이러한 레올로지 콘트롤제의 구체적인 예는 노벤(Noveon)사에서 제조되는 카보폴(Carbo-pol) EZ-2이다. 본 발명에 의한 도전성 페인트 조성물에 레올로지 콘트롤제를 첨가하는 경우에 레올로지 콘트롤제의 사용 비율은 0.1 ~ 20 wt% 이다. 레올로지 콘트롤제의 양이 0.1 wt% 미만일 경우에는 증점 효과가 떨어져 금속의 침강이 일어날 수 있고, 20 wt% 를 초과하는 경우에는 수지와의 강한 상호작용으로 인해 저장성이 불량해져 저항 값 상승의 원인이 될 수 있다.

다른 양상에서 본 발명은 전자파 차폐용 도전막의 제조방법에 관계한다.

본 발명의 방법에 의해 전자파 차폐용 도전막을 제조하는 경우에는 먼저 화학식 1의 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 디스펄젼, 금속분말, 용매 및 레올로지 콘트롤제를 포함하는 도전성 페인트 조성물을 준비한 후 이를 기재 상에 도포한다. 이어서 도전성 페인트 조성물이 도포된 기재를 건조로에서 열처리하여 건조시킨다.

본 발명에서 사용가능한 기재는 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 얼로이, 아크릴로 부타디엔스타이렌(ABS), 아크릴로 부타디엔스타이렌/폴리카보네이트 공중합체(ABS/PC), 폴리페닐렌설파이트(PPS) 수지를 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 건조 단계는 40 ~ 70℃에서 진행하는 것이 바람직하다. 40℃ 미만에서 건조하면 도막의 건조가 불충분하여 접착성 불량 및 저항상승의 문제가 발생할 수 있고, 충분한 건조를 위해 장시간을 요하므로 생산성의 저하를 가져올 수 있다. 또한, 70℃를 초과하여 건조 시에는 코팅기재의 형태 변형 및 바인더 수지의 기능 저하를 초래할 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 휴대폰, 노트북 PC 등의 플라스틱하우징에 코팅되는 도전막은 지방족과 방향족의 서로 다른 관능기를 가지는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 사용하여 우수한 소자 부착성과 탁월한 내마모성을 갖는다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것이나. 하기의 실시 예들은 단지 본 발명의 바람직한 구현예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

레올로지 콘트롤제(카보폴 EZ-2)의 페이스트(Paste)의 제조예

일정 용기에 에탄올 950 g을 넣고 고속교반기에서 700 rpm으로 교반하면서 카보폴 EZ-2 20 g을 가한다. 800 rpm에서 30분간 교반한 후 악조(Akzo)사의 제품명 Ethomeen C-25 30 g으로 중화한다. 아민 첨가 후에는 1000 rpm에서 1시간 교반하여 마무리한다.

실시예 1

디스퍼맷 D-51580 모델(VMA GETZMANN GMBH사)을 사용하여 화학식 1의 수분산 폴리우레탄 디스펄젼 (미국 올텍사의 리엑티졸 PS-3) 94 g을 첨가한 후 시판되고 있는 은 분말 (미국 페로사의 SF-70A) 186 g을 넣고 2000 rpm에서 30분 동안 교반하여 제조하였다. 여기에 에탄올 141 g을 넣고 500 rpm에서 10분간 혼합한 뒤 상기 제조예에서 수득한 카보폴 페이스트 57 g을 첨가하여 1000 rpm에서 30분동안 교반하면서 점도 조절 후 마무리하였다.

제조된 시료는 다시 에탄올 100 vol%로 희석한 후 가로 15cm, 세로 6cm, 두께 2mm의 폴리카보네이트 시이트에 건조 도막 두께가 12.5㎛가 되도록 스프레이 코팅한 후, 코팅된 시편을 60℃ 건조로에서 15분간 건조하였다. 수득된 코팅 시편의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2

디스퍼맷 D-51580 모델(VMA GETZMANN GMBH사)을 사용하여 리엑티졸 PS-3 (미국 올텍사 제조) 70 g을 첨가한 후 시판되는 은이 코팅된 구리분말 (페로사의 AgCu-200) 116 g을 넣고 1000 rpm에서 30분 동안 교반하여 제조하였다. 여기에 에탄올 279 g을 넣고 500 rpm에서 10분간 혼합한 뒤 카보폴 페이스트 12 g을 첨가하여 1000 rpm에서 30분 동안 교반하면서 점도 조절 후 마무리하였다.

제조된 시료는 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

실시예 3

디스퍼맷 D-51580 모델(VMA GETZMANN GMBH사)을 사용하여 리엑티졸 PS-3 (미국 올텍사 제조) 94 g을 첨가한 후, 평균 입도가 2㎛되는 은 분말 (미국 페로사의 SF-70A)과 평균입도 5㎛되는 은 분말 (미국 페로사의 SF-10E)을 혼합하여 은 분말 186 g을 넣고 2000 rpm에서 30분 동안 교반하여 제조하였다. 여기에 에탄올 141 g을 넣고 500 rpm에서 10분간 혼합한 뒤 상기 제조예에서 수득한 카보폴 페이스트 57 g을 첨가하여 1000 rpm에서 30분동안 교반하면서 점도 조절 후 마무리하였다. 제조된 시료는 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 1

디스퍼맷 D-51580 모델(VMA GETZMANN GMBH사)을 사용하여 알킬 사슬 구조만을 갖는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼 (레이치홀드(Reichhold)사 스펜졸(Spensol) L512) 94 g을 첨가한 후 시판되는 은 분말 (페로사의 SF-70A)186 g을 넣고 2000 rpm에서 30분 동안 교반하여 제조하였다. 여기에 에탄올 141 g을 넣고 500 rpm에서 10분간 혼합한 뒤 카보폴 페이스트 57 g을 첨가하여 1000 rpm에서 30분동안 교반하면서 점도 조절 후 마무리하였다. 제조된 시료는 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 2

디스퍼맷 D-51580 모델(VMA GETZMANN GMBH사)을 사용하여 알킬 사슬 구조만을 갖는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼 (레이치홀드(Reichhold)사 스펜졸(Spensol) L512) 70g을 첨가한 후 시판되는 은이 코팅된 구리분말 (페로사의 AgCu-200) 116 g을 넣고 1000 rpm에서 30분 동안 교반하여 제조하였다. 여기에 에탄올 279 g을 넣고 500 rpm에서 10분간 혼합한 뒤 카보폴 페이스트 12 g을 첨가하여 1000 rpm에서 30분동안 교반하면서 점도 조절 후 마무리하였다. 제조된 시료는 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

비교예 3

스프레이 코팅된 시편을 30℃ 건조로에서 15분간 건조한 것을 제외하고는

실시예 3과 동일한 방법으로 시료를 제조하고 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

구분	저항 (Ω/□)	접착력	내마모성 (회전수)	점도(cPs)
실시예1 실시예2 실시예3	0.010 0.050 0.015	5B 5B 5B	419 530 421	39,500 4,560 37,200
비교예1 비교예2 비교예3	0.015 0.050 0.220	4B 1B 1B	182 197 118	9,300 1,150 37,200

[물성 평가 방법]

* 저항: 멀티메타를 사용하여 단위면적당 표면저항으로 평가하였다.

* 접착력: ASTM D3359에 의해 평가하였다.

* 내마모성: 노만툴(Norman Tool INC)사의 마모성 테스트기(RCA Abrader)와 1/4인치 폭을 가진 테이프를 사용하여 코팅된 도전막에 구멍이 생길 때까지의 회전수로 평가하였다.

* 점도: BROOKFIELD사 저점도 측정용(LVT) 점도계로 측정하였고 측정 조건은 3번 스핀들을 사용하여 30 RPM에서 측정하였다. 점도가 10,000

cPs이상인 경우는 고점도 측정용(RVT)점도계로 측정하였고 측정조건은 7번 스핀들을 이용하여 20RPM에서 측정하였다.

상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 종래의 알킬 사슬 구조만을 갖는 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 이용하여 제조된 도전성 페인트(비교예 1 및 2)는 제조된 페인트의 점도가 낮고 건조된 도전막의 접착력과 내마모성이 불량한 반면에, 본 발명에서와 같이 지방족 다가산과 방향족 다가산을 혼용하여 제조된 폴리에스테르계 폴리올을 사용하여 제조된 수분산 폴리우레탄 디스펄젼을 포함하는 도전성 페인트(실시예 1 내지 3)는 페인트의 점도가 높고 도전막의 소자 접착력과 내마모성이 우수하였다.

본 발명에 의한 도전성 페인트 조성물은 페인트의 점도가 높고 도전막의 소자 접착력과 내마모성이 우수하여, 전자파 차폐용 도전막으로 제조시 수 MHz에서 수 GHz 대역의 전자파를 차단할 수 있어, 특히 이동동신 단말기, 노트북 PC, 사무기기, 의료기기 등의 내부 소자로부터 발생되는 전자파에 의한 전자파장애 (EMI) 및 무선 주파수 장애(RFI) 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 현저한 효과를 제공한다.

Claims

수분산 폴리우레탄 디스펄젼, 금속분말, 용매 및 레올로지 콘트롤제를 포함하는 도전성 페인트 조성물에 있어서, 수분산 폴리우레탄 디스펄젼이 하기 화학식 1의 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하고,

[화학식 1]

상기 식에서, R¹은 탄소수 4 내지 12의 지방족 탄화수소, 탄소수 6 내지 15의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; R²는 탄소수 2 내지 12의 지방족 탄화수소이며; R³은 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소와 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소이고; R⁴ 및 R⁵는 수소 또는 메틸기이고; R⁶은 탄소수 3 또는 4의 지방족 탄화수소이고; R⁷은 수소 또는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소이며; R⁸은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소, 탄소수 3 내지 10의 환형 지방족 탄화수 소 또는 이들의 혼합물이고; n1: (n2+n4+n6): n3: n4의 비율은 0.2~1.5 : 1.0~3.0 : 0.01~0.3 : 0.1~1.0 이며; n5는 0.1 내지 1.0이며, x는 1 내지 20이고, y와z의 합은 5 내지 200이며,

상기 폴리우레탄 수지가 R³가 방향족 탄화수소인 반복단위와 R³가 지방족 탄화수소인 반복단위를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물이

a) 수분산 폴리우레탄 디스펄젼 0.1- 60wt%;

b) 금속분말 : 10 - 60wt%; 및

c) 용매 : 10 - 60wt%.

d) 레올로지 콘트롤제 : 0.1 ~ 20wt% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 R³가 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소를 혼합사용한 수분산 폴리우레탄 디스펄젼으로 방향족 탄화수소와 지방족 탄화 수소의 함량비가 99:1 내지 1:99 범위 내인 것을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 방향족 탄화수소가 이소프탈릭산, 테레프탈릭산, 프탈릭 무수물, 트리메틸릭 무수물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 2항에 있어서, 상기 금속 분말이 평균입도가 1-5 ㎛되는 은 분말과 평균입도가 4-10㎛되는 은 분말의 혼합 분말인 것을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 2항에 있어서, 상기 용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 에틸아세테이트, 메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸 셀루솔브, 에틸 셀루솔브, 부틸 셀루솔브로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 2항에 있어서, 상기 레올로지 콘트롤제가 아크릴 폴리머임을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
제 7항에 있어서, 상기 레올로지 콘트롤제가 페이스트화된 것임을 특징으로 하는 도전성 페인트 조성물.
다음의 단계들을 포함하는 전자파 차폐용 도전막의 제조방법:

(a) 하기 화학식 1의 수분산성 폴리우레탄 수지를 포함하는 폴리우레탄 디스펄젼, 금속분말, 용매 및 레올로지 콘트롤제를 포함하는 도전성 페인트 조성물을 기재 상에 도포하는 단계;

[화학식 1]

상기 식에서, R¹은 탄소수 4 내지 12의 지방족 탄화수소, 탄소수 6 내지 15의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; R²는 탄소수 2 내지 12의 지방족 탄화수소이며; R³은 탄소수 2 내지 20의 지방족 탄화수소와 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소이고; R⁴ 및 R⁵는 수소 또는 메틸기이고; R⁶은 탄소수 3 또는 4의 지방족 탄화수소이고; R⁷은 수소 또는 탄소수 1 내지 9의 지방족 탄화수소이며; R⁸은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소, 탄소수 3 내지 10의 환형 지방족 탄화수소 또는 이들의 혼합물이고; n1: (n2+n4+n6): n3: n4의 비율은 0.2~1.5 : 1.0~3.0 : 0.01~0.3 : 0.1~1.0 이며; n5는 0.1 내지 1.0이며, x는 1 내지 20이고, y와z의 합은 5 내지 200이며,

상기 폴리우레탄 수지가 R³가 방향족 탄화수소인 반복단위와 R³가 지방족 탄화수소인 반복단위를 포함하며,

(b) 전 단계에서 수득한 도포된 기재를 건조로 내에서 열처리하여 건조시키는 단계.
제 9항에 있어서, 상기 건조 단계가 40℃ ~ 70℃의 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전막의 제조방법.
제 9항에 있어서, 상기 기재가 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 얼로이, 아크릴로부타디엔스타이렌(ABS), 아크릴로 부타디엔스타이렌/폴리카보네이트 공중합체(ABS/PC), 폴리페닐렌설파이트(PPS) 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전막 제조방법.
제 9항의 방법에 의해 제조된 전자파 차폐용 도전막.
제 9항의 방법에 의해 제조된 전자파 차폐용 도전막이 포함된 전자파 차폐용 기재.