KR101326266B1 - 도전성 부직포의 제조방법 및 도전성 부직포를 이용한 멀티 기능 ｅｍｉ 차폐용 테이프의 제조방법 - Google Patents

도전성 부직포의 제조방법 및 도전성 부직포를 이용한 멀티 기능 ｅｍｉ 차폐용 테이프의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 제조방법은 폴리에스테르계의 15~200㎛ 두께의 패브릭 또는 안티몬을 촉매로 분자 중합된 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 이용하여 탈지단계, 산세처리 단계, 프리-딥(pre-dip) 수행 단계, 촉매화 단계, 활성화 단계, 1차 니켈도금 단계, 염화동도금하는 단계, 황산동도금하는 단계, 2차 니켈도금 단계 및 건조 단계를 거쳐 도전성이 매우 우수한 도전성 천 또는 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포의 제조방법은 도금액이 단시간에 균일하게 도포되어 짐은 물론 도금액의 균일한 도금으로 양질의 도정선 캐스킷의 재료인 도전성 천 및 부직포를 얻을 수 있고, 제품의 대량 생산이 가능하며 효율적인 도전이 가능하여 상하 수직 통전이 원활한 매우 유용한 도전성 천 및 부직포를 생산할 수 있다는 효과가 있다. 또한 도전성 천 및 부직포에 도전성 점착을 수행하여 EMI 차폐용 테이프를 제조할 수 있다. 도전성 테이프에 블랙 코팅(black coating)을 수행하여 빛의 차광 및 반사율이 적게 하여 눈부심 방지 효과도 볼 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름층과 하부의 알루미늄 외 금, 동 기재를 라미네이팅 하여 파손 보강재로서 사용할 수 있다.

Description

도전성 부직포의 제조방법 및 도전성 부직포를 이용한 멀티 기능 ＥＭＩ 차폐용 테이프의 제조방법{Method for producing conductive non-woven fabric and Multi-fuctional Electro Magnetic Interference shield tape using conductive non-woven fabric}
본 발명은 전자파 차단을 위한 도전성 천 및 부직포의 제조방법 및 상기 도전성 부직포 또는 천을 포함하는 다기능 EMI 차폐용 테이프의 제조에 관한 것이다.
전자통신 산업의 발전과 정보사회의 구축에 따라 현대인들은 어느 장소에서나 간편하게 사용이 가능할 뿐만 아니라, 다양한 기능과 데이터 처리능력이 우수한 전자기기를 요구하기에 이르렀으며, 소비자들의 욕구를 충족시키기 위한 목적의 하나로, 전자기기 제조사들은 보다 작으면서 정보처리능력이 뛰어난 전자기기를 경쟁적으로 출시하고 있는 실정이다.
상기와 같이 전자기기를 소형화 하면서 데이터 처리속도를 증대시키기 위해서는 좁은 공간에 많은 회로가 집적화되어질 수밖에 없고, 그에 따른 전파 잡음(noise)에 대한 영향을 받기 쉬운 환경에 놓이게 되는 약점을 가지게 된다.
상기의 전파 잡음(noise)으로부터 회로 간섭을 방지하면서 정상 가동되어지도록 하기 위해서는 보디(body)와 이에 조립되는 베이스 커버 내부에 회로를 구획 설치할 수 있는 회로구획부재를 두어야 하고, 회로구획부재의 사이로 전자파 차폐용 도전성 개스킷을 개재시켜 전자파에 의한 기능 상실은 방지해야 하며, 아울러 보디와 베이스 커버 사이로도 도전성 개스킷을 개재시켜 전자파 누설로 발생될 수 있는 인체에 미치는 폐해를 방지하게 된다.
상기와 같이 전자기기에 설치하여 전자파의 누설을 방지하는 도전성 개스킷의 재료인 도전성 스펀지, 즉 도전성 천 또는 부직포를 제조 생산하는 방법은 합성수지다공체시트에 유기섬유를 적층, 접착시킨 상태에서 도전액이 수용되어 있는 탱크에 침지 금속도금하게 된다.
상기와 같이 도전성 개스킷의 재료인 유기섬유를 적층 접착시키는 이유는 도금되는 도금액의 무게가 부가되어져 다음 공정인 수세 공정으로 이동하는 중에 느려짐이 발생하여 절손되거나, 섬유 조직이 변화되는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 따라서 도전성 개스킷의 재료인 유기섬유를 접착 적층한 상태에서 금속도금을 하면 느려짐에 의한 조직 변화 및 절손을 방지할 수 있게 되었다.
반면, 적층 접착되는 유기섬유의 조직(밀도)이 치밀하여 스펀지의 통기성을 저하시키는 단점을 초래하여 도금시 도금액의 침투가 원활하지 못할 뿐만 아니라, 도금에 따른 작업시간이 오래 걸림은 물론 도금액이 균등하게 도포되어지지 않아 불량이 많이 발생하는 단점을 가지고 있고, 유기섬유의 조직이 치밀하여 상,하 수직 통전이 원활하게 이루어지지 못하는 단점을 가지고 있다.
또한 스펀지에 함습되어졌던 도금액이 밀도가 높은 유기섬유 때문에 쉽게 세수되어지지 못하여 폭이 넓은 스펀지의 도금이 불가능하여 도전성 개스킷의 생산성을 높이는데 어려움이 있는 단점을 가지고 있었으며, 관련된 선행문헌으로는 한국등록특허 제0770151호 및 제0894094호가 있었다.
또한, 전자 기기 등으로부터 발생하는 전자파 장해는 전자파가 전자기기에서 자체적으로 발생되던가, 아니면 외부에서 전자기기에 침입하며, 또한 접속되어 있는 회로선을 따라 전자파가 흘러들어가 각종 피해와 간섭을 주기도 하는바, 이러한 전자파의 폐해를 해소하기 위해 전자파를 차단할 수 있는 것으로 다양한 방법들로 도전성 테이프가 제안되어 사용되어져 왔다.
그러나 이러한 도전성 테이프는 재료의 올 풀림이나 버(burr)에 의한 문제가 있었으며 이를 해결하기 위해, 예를 들어 대한민국 특허출원 제2008-0039964호는 전자파 차폐용 초박막 도전 테이프 및 그 제조 방법을 개시하였으며, 또 다른 예로 대한민국 실용신안등록출원 제2005-0021299호는 특정 기기 및 기구의 특정 부위에 점착시 상하면을 통전하여 전기를 전도하고 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 하는 전도성 양면 점착테이프를 개시하였다.
그러나, 상기한 종래의 기술들은 각각 이들 기술이 해결하고자하는 이전 기술의 문제점을 해결하면서 전자기파 차단효과를 나타내는 작용효과는 있으나, 그 제조 공정이 복잡하여 제조원가가 상승하고, 또한 종래의 일반적인 전자파 차폐용 전도성 섬유 양면 테이프의 경우에는 경시 변화에 따라서 전도성 점착제가 상층부에서 하층부로 전사되는 일이 발생하여 전자파 차폐성능 및 수명을 저하시키는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 회로가 집적화되어 있는 소형 전자기기로부터 누설되는 전자파를 차단, 집적회로에서 발생한 노이즈의 접지를 통한 소멸에 있어서, 사용이 적합하면서도 효율성이 높은 전자파 차폐 효과를 가진 전자파 차폐용 도전성 천 또는 부직포의 제조방법 및 이를 이용한 EMI 차폐용 테이프를 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 15~200um 두께의 천(FABRIC) 또는 안티몬을 촉매로 분자 중합된 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 이용하여 탈지단계, 산세처리 단계, 프리-딥(pre-dip) 수행 단계, 촉매화 단계, 활성화 단계, 니켈도금 단계, 염화동도금하는 단계, 황산동도금하는 단계, 2차 니켈도금 단계 및 건조 단계를 포함하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 도전성이 부여된 천 또는 부직포를 포함하는 EMI 차폐용 테이프를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진15~200um 두께의 천(FABRIC) 또는 안티몬을 촉매로 분자 중합된 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 55~60℃의 에탄올 및 글리콜 혼합물에서 50~70초 동안 탈지하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 35% 염산의 15~25% 희석액에서 20~30℃, 20~30초간 산세 처리하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 35% 염산의 15~25% 희석액에서 20~30℃, 10~20초간 프리-딥(pre-dip)을 수행하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 촉매 용액에 침지하는 촉매화 단계; 상기 천 또는 부직포를 98% 황산의 15% 수용액에서 60~70℃, 15~30초간 침지하여 활성화하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 1차 니켈도금하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 염화동도금하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 황산동도금하는 단계; 상기 천 또는 부직포를 2차 니켈도금하는 단계; 및 상기 천 또는 부직포를 건조하는 단계를 포함하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 촉매화 단계는 염화 팔라듐 0.02~0.05g/L, 염화주석 0.15~0.3g/L, 35중량% 염산 250~350㎖/L을 포함하는 40~45℃ 수용액에 천 또는 부직포를 30~50초간 침지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 1차 니켈도금 단계는 황산니켈 28~34g/L 및 구연산소다를 포함하는 수용액에 암모니아수를 첨가해 pH를 9~10로 조절하면서 36~40℃ 온도에서 천 또는 부직포를 60~80초 동안 침지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 염화동도금 단계는 염화구리, 가성소다 및 포르말린을 포함하고 구리함유량이 2.5~3.5g/L 존재하는 수용액에 천 또는 부직포를 38~43℃에서 30~50초 동안 침지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 황산동도금 단계는 구리 3.0~3.5g/L, 가성소다 8~10g/L 및 포르말린 4.0~5.2g/L 및 EDPT를 포함하는 수용액에 천 또는 부직포를 43~47℃에서 4~6분 동안 침지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 2차 니켈도금 단계는 황산니켈 및 구연산소다를 포함하는 수용액에 암모니아수를 첨가해 pH를 9~10로 조절하면서 34~36℃ 온도에서 전극을 삽입하여 적산 전류량을 80~120A 흘려주면서 15~30초간 천 또는 부직포를 침지하여 전해 도금을 실시하는 단계; 및 상기 전극을 제외한 도금액 상에서 1~2분간 무전해 도금을 실시하는 단계로 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 염화동도금 단계 이후 산세 또는 수세하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 각각의 탈지단계, 산세 단계, 촉매화 단계, 활성화 단계, 1차 니켈도금단계, 염화동도금 단계, 황산동도금 단계 이후 수세하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 도전성 천 또는 부직포를 포함하는 EMI 차폐용 테이프를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 테이프는 상부 코팅층, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름층, 금속층 및 도전성 천 또는 부직포를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄, 금 또는 구리를 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 테이프는 도전성 천 또는 부직포 아래에 도전성 접착부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포의 제조방법은 도금액이 단시간에 균일하게 도포되어 짐은 물론 도금액의 균일한 도금으로 양질의 도정선 캐스킷의 재료인 도전성 천 및 부직포를 얻을 수 있고, 제품의 대량 생산이 가능하며 효율적인 도전이 가능하여 상하 수직 통전이 원할한 매우 유용한 도전성 천 및 부직포를 생산할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 EMI 차폐용 테이프는 휴대폰, PDA, 디지털 카메라(Digital Camera)와 같은 모든 전자/전기기기에서 전자파를 차폐하기 위해 효과적으로 사용될 수 있는 것으로서, 테이프의 상하 수직 통전을 가능하며, 전자파 차폐성능을 지속적으로 유지하면서 사용수명을 신장할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 도전성 천 또는 부직포 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도전성 천 또는 부직포 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 EMI 차폐용 테이프의 단면을 나타낸 그림이다.
도 4는 도금 밀착성을 보기 위하여 도금된 부직포 위에 단면 테이프를 붙인 사진이다.
도 5는 개선한 도금된 부직포 위에 단면 테이프를 붙이고 떼어낸 사진이다.
도 6은 기존 도금된 부직포 위에 단면 테이프를 붙이고 떼어낸 사진이다.
도 7은 다른 기존 도금된 부직포 위에 단면 테이프를 붙이고 떼어낸 사진이다.
본 발명의 제조방법은 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 15~200um 두께의 천(FABRIC) 또는 안티몬을 촉매로 분자 중합된 폴리에스테르계의 파이버(Fiber)로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 이용하여 탈지단계, 산세처리 단계, 프리-딥(pre-dip) 수행 단계, 촉매화 단계, 활성화단계, 1차 니켈도금 단계, 염화동도금하는 단계, 황산동도금하는 단계, 2차 니켈도금 단계 및 건조 단계를 거쳐 도전성이 매우 우수한 도전성 천 또는 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포의 제조방법은 구체적으로 기재가 되는 천 또는 부직포의 탈지, 산세, 프리-딥, 촉매화, 활성화, 니켈도금, 염화동도금, 황산동도금, 전해 니켈도금, 무전해 니켈도금, 수세단계 및 건조단계를 거쳐 이루어질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 기재가 되는 상기 패브릭(천, FABRIC)은 폴리에스테르계의 15~200um 두께의 섬유를 말하며, 상기 부직포는 안티몬을 촉매로 하여 분자 중합된 폴리에스테르계의 Fiber로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 말한다.
상기 천 또는 부직포는 우선 탈지단계를 거친다. 탈지단계는 에탄올 및 글리콜 혼합물에서 상기 천 또는 부직포를 55~60℃ 온도 조건에서 50~70초간 침지하여 이루어지며, 본 발명의 일실시예에서는 상기 에탄올 및 글리콜 혼합물로서 일반적인 계면 활성제를 사용하는 시판되는 KIAC 용액의 10%의 희석액을 활용하여 표면의 오염 물질 들을 제거하였다. 그리고 상기 탈지 공정처리의 이후에는 수세를 행한다.
상기 탈지 공정이후, 수세한 천 또는 부직포는 35% 염산의 15~25%의 희석액상에서 20~30℃ 온도에서 20~30초간 산세 처리하는 산세 공정을 실시한다. 그리고 상기 산세 공정 이후에는 수세를 행한다.
상기 산세 공정이후, 수세한 천 또는 부직포는 프리-딥(Pre-dip) 공정을 거친다. 상기 프리-딥이란 프린트 배선기판에의 무전해 도금의 전처리공정에서 촉매처리 전의 희염산 등에 침적시키는 것을 말한다. 본 출원인은 다음 공정인 촉매공정을 실시하기에 앞서, 차기 공정인 촉매 공정의 액의 안정성 유지 등의 공정상의 액수명 연장을 고려하여 본 과정을 수행하였다. 그리하여 천 또는 부직포는 35% 염산의 15~25% 희석액에 침지하여 20~30℃에서 10~20초간 프리-딥 공정을 실시한다. 그리고 상기 프리-딥 공정 이후에는 상기 기재의 수세를 행한다.
상기 프리-딥 공정 실시 후 수세한 천 또는 부직포는 촉매 용액에 침지하여 촉매화하는 단계를 수행한다. 상기에서 촉매 용액은 염화팔라듐(PdCl2), 황산팔라듐(PdSO4), 염화니켈(NiCl2), 염화아연(ZnCl2), 염화은(AgCl), 염화구리(CuCl2), 염화철(FeCl2), 염화주석(SnCl2), 염화안티몬(SbCl3) 및 염화인듐(InCl3)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속물질을 염산, 황산 등의 수용액인 산 용액에 용해시킨 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 염화 팔라듐을 염산에 용해시킨 촉매 용액을 사용하는 것이다.
본 출원인은 촉매화 단계에서 그 효율이 최대화가 될 수 있으며, 본 제조방법의 최적 촉매화 단계를 구성할 수 있는 염화 팔라듐 0.02~0.05g/L, 염화주석 0.15~0.3g/L, 35% 염산 250~350㎖/L가 함유된 혼합액을 규명하였다. 본 발명에 따른 촉매화 단계에서는 상기 혼합액에 천 또는 부직포를 40~45℃ 온도에서 30~50초간 침적 처리를 하는 공정이다. 상기 촉매화 단게 이후에는 상기 기재를 수세한다.
상기 촉매화 공정이후 수세한 천 또는 부직포는 활성화 단계를 거친다. 활성화단계는 98% 황산의 15% 수용액에 천 또는 부직포를 침지하여 60~70℃ 온도에서 15~30초간의 침적처리 하는 것이다. 상기 활성화 단계 이후에는 상기 기재를 수세한다.
상기 활성화 공정이후 수세한 천 또는 부직포는 1차 니켈도금 단계를 거친다. 황산니켈 28~34g/L이 함유된 수용액에 천 또는 부직포를 침지하여 36~40℃ 온도 범위에서 1분 ~ 1분 20초간 하지 도금을 실시한다. 본 도금액은 저온 니켈도금액으로서, 니켈금속의 착화제로는 구연산 소다를, pH 조절제는 암모니아를 사용하여 조절하여 약 pH 9~10에서 도금을 실시하게 된다. 상기 니켈도금액은 기존 착화제 및 환원제의 구성으로 이루어진 시판되는 도금액을 사용할 수도 있다.
본 니켈도금 단계는 본 도전성기재의 밀착력에 큰 영향을 미칠 수 있는 최초의 금속층을 형성하는 단계로 매우 중요하다. 상기 1차 니켈 도금단계가 끝나면 상기 기재는 수세한다. 즉, 상기 니켈도금 단계는 황산니켈 28~34g/L 및 구연산소다를 포함하는 수용액에 암모니아수를 첨가해 pH를 9~10로 조절하면서 36~40℃ 온도에서 천 또는 부직포를 60~80초 동안 침지할 수 있다.
니켈 도금을 실시하는 이유는 유연성과 가공성이 뛰어난 섬유 원단에 도금할 경우 섬유 원단과 금속의 밀착력이 중요한데, 이 단계에서와 같이 무전해 동도금 전에 니켈 도금을 실시할 경우 밀착력을 높일 수 있기 때문이다. 즉, 이 단계의 목적은 밀착력이 우수한 니켈을 섬유에 우선 도금한 다음 니켈보다 환원력이 강한 동도금을 실시하여 니켈과 동이 치환되도록 치환 도금하기 위함이다.
1차 니켈도금 공정 이후 수세한 천 또는 부직포는 염화동도금 단계를 수행한다. 염화 구리가 함유된 가성소다(pH조절제), 포르말린(환원제) 등으로 구성된 염화동 도금액에서 구리 함유량을 2.5~3.5g/L로 조절한 후, 38~43℃ 온도에서 30~50초간 침적처리를 함으로써 본 공정을 실시한다. 이후 상기 기재는 수세한다.
본 공정까지의 공정을 마지막으로 1차 하지도금, 즉 다층도금의 하지가 되는 도금피막이 완성되며, 수세 후 건조를 행하여 일정 기간 보관하거나 즉시 2차 도금을 실시하게 된다.
2차도금은 보다 높은 도전성 부여를 목적으로 구리의 두께를 높이며 그 구리의 산화를 방지하기 위하여 외부 도금을 하는 것이 그 주된 목적이다.
이전의 1차 도금 이후 장기간 보관 된 기재는 표면의 산화 정도에 따라서 산세 및 수세를 행하는 것이 바람직하다. 다만 일반적으로는 생략이 가능하다. 또한 1차 하지도금 이후 곧바로 2차 도금을 실시하는 경우에는 본 산세 및 수세 단계는 요구되지 않는다.
1차 하지 도금을 마친 천 또는 부직포는 황산동도금 단계를 수행할 수 있다. 상기 1차 도금 처리 후 수세, 건조를 거쳐 수득되어진 기재를 구리 3.0~3.5g/L, 가성소다 8~10g/L, 포르말린 농도가 4.0~5.2g/L로 구성된 황산동도금액에서 43~47℃ 온도 범위에서 4~6분간 도금한다. 본 도금액은 착화제로서 EDPT(BASF제), 환원제로 포르말린, pH 조절제로 가성소다를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 도금 단계이후에는 기재를 수세한다.
상기 황산동도금 처리후 수세하여 수득되어진 기재는 이후 2차 니켈도금단계를 실시하게 된다. 상기 니켈 도금단계는 2단계로 구성될 수 있는데 첫 번째 단계는 전해 니켈도금 단계이고 두 번째 단계는 무전해 니켈도금 단계이다.
동도금 위에 니켈은 전위차로 인해 곧바로 도금되는 것이 원활치 않으므로 우선적으로 전기도금을 실시한다.
우선, 전해니켈도금 단계는 황산니켈 및 구연산소다로 이루어진 황산 니켈도금액에 상기 천 또는 부직포를 침지하고 암모니아수로 pH 조절을 하면서 pH는 9~10으로 유지하고 34~36℃에서 15~30초간 도금하게 된다. 이때, 전극을 도금액 속에 침적 삽입하여 적산 전류량 약 80~120A를 흘려주면서 도금을 촉발 시켜서 원활한 도금이 되도록 한다. 즉, 전극을 통하여 전류를 인가하는 것으로 전해 니켈도금을 실시한다. 상기 전해 니켈도금 이후에는 전극을 제거하고 동일 조성의 도금조에서 1~2분간 천 또는 부직포의 무전해 도금을 실시한다.
상기 산세 공정 처리 이후에는 기재의 수세를 행한다.
상기 니켈도금에서 수세 후 얻어진 소재는 건조하여 본 발명에 따른 일체의 도금 공정을 완료하게 된다. 상기 건조는 동결건조, 열풍건조 또는 자연건조 중 선택하여 실시할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포의 제조방법은 도 1 및 도 2를 참조할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 천 또는 부직포 제조방법에 따르면, 도금속도가 빠르고 도금에 대한 저항을 감소시킬 수 있으며 전체적인 도금효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따라 제조된 도전성 천 또는 부직포는 도전성 부직포 밀착실험에서 fiber가 떨어져나가는 기존 도전성 부직포에 비해 도금밀착성이 우수하다는 효과가 있다(도 4 내지 7 참조).
또한, 본 발명은 상기에서 제조된 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포를 포함하는 EMI(electro magnetic interference) 차폐용 테이프를 제공한다.
상기 EMI 차폐용 테이프는 도 3에 도시된 바와 같은 적층 구조를 가지며, 상부 코팅층이 존재하고, 그 아래에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름층이 존재하고, 그 아래에 금속층이 존재하며, 그 아래 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포가 포함될 수 있다. 또한, 상기 천 또는 부직포에 도전성 접착부가 추가적으로 더 포함될 수 있다.
상기 상부 코팅층은 이에 제한되지는 않으나, 빛의 차광 및 모든 각도에서의 빛 반사율이 적게 하여 눈부심이 방지되며 내용제성이 있는 블랙 코팅(black coating)을 하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름층은 하부의 금속 기재의 파손 보강재로서 사용하였다.
상기 금속층은 전기전도성 기재로 사용될 수 있는 금속 기재(metal)는 모두 사용할 수 있으나, 알루미늄(Aluminum), 금(Gold) 또는 구리(Copper)를 사용하는 바람직하며, 가장 바람직하게는 알루미늄을 사용할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포는 상부의 PET 층과 금속 기재의 컬(Curl)을 방지하는 역할을 하게된다.
또한, 상기 점착부는 아크릴, 실리콘 등의 점착제에 철, 구리 등과 같은 도전성 분말을 혼합하여 만든 전도성 점착제를 일정 두께로 도포하여 형성할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 테이프의 우수한 전기전도도와 점착력 특성을 가능하게 한다.
또한, 상기 PET 층과 금속부재가 합쳐진 층에 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포(conductive fabric)를 합지하는 방법은 도전성 점착제(conductive adhensive)를 사용하는 방식과 라미네이팅 방식 모두 가능하다.
상기 도전 점착제 방식은 고형분 40~45%를 가지는 아크릴 점착제에 5~20%의 Ni 분말과 0.1~0.3%의 경화제를 20~30분간 교반 후 1차 점착은 Air Gap 25~40㎛ 두께의 콤마 코팅에 상기 교반액을 실리콘 처리가 되어 있는 PET Film 이형지에 도포하여 110℃~120℃에서 90~120초 동안 경화시킨 후 상기 도전성 천 또는 부직포를 합지 한다. 바로 2차 점착도 1차 점착과 동일하게 Air Gap 25~40㎛의 콤마 코팅기에 상기 교반액을 PET Film 이형지에 도포하여 110℃~120℃에서 90~120초 동안 경화시킨 후 1차 점착을 한 도전성 천 또는 부직포 반대면에 2차 점착 PET Film 이형지와 합지 한 후 45~60 ℃에서 3~5일 숙성을 수행한다.
또한, 라미네이팅 방식은 인쇄 건조온도 80℃, 인쇄속도 50m/min 이상, Black 코팅층 두께는 3~4㎛이고, 블랙코팅 경화온도는 45℃에서 24시간 이상 수행하며, PET 인쇄물과 금속층, 즉 알루미늄(Aluminum)층을 폴리우레탄 접착제로 합지 한다. 합지온도는 80 ℃이며, 합지속도는 60m/min 이상, 경화는 45℃에서 72hr 동안 수행한다.
본 발명에 따른 상기 EMI 차폐용 테이프는 접지(grounding) 및 차광 기능을 가지고 있어, 디스플레이의 LCM의 전면이나 후면 기판에 유용하게 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
또한 본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 성분, 또는 단계 또는 성분들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 성분, 또는 단계 또는 성분들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
본 발명에 따른 도전성 천 및 부직포의 제조
<1-1> 기재 준비
본 발명에 따른 도전성 천 및 부직포를 제조하기 위하여, 우선 폴리에스테르(PET)계의 섬유를 이용한 두께 35 um의 패브릭과 안티몬을 촉매로 하여 분자 중합된 폴리에스테르계의 섬유로 만들어진 12g/m2의 폴리에스테르계의 부직포를 준비하였다.
<1-2> 탈지 단계
온도 55~60℃의 KIAC(회사명 : KANETA INSTITU OF TECHNOLOGY, 제품명 : KIAC-C)용액의 10%의 희석액에서 약 60초간 탈지 공정에서 침적처리를 실시하여 표면의 오염 등을 제거하였다. 이러한 탈지 공정 처리이후에는 기재(패브릭 및 부직포)를 수세하였다.
<1-3> 산세 단계
탈지 처리 후 수세하여 수득되어진 기재를 35% 염산의 20%의 희석액상에 약 25℃ 온도에서 약 25초간 산세처리를 실시하였다. 이러한 산세공정 이후에는 기재를 수세하였다.
<1-4> 프리 -팁 단계( Pre - dip )
상기 처리후 수세하여 수득되어진 기재를 촉매공정을 실시하기 전에 차기 공정인 촉매 공정의 액의 안정성 유지 등의 공정상의 액수명 연장을 고려하여 35% 염산 20%의 희석액에서 25℃에서 약 15초간 실시한다.
<1-5> 촉매화 단계
상기 처리후 수세하여 수득되어진 기재를 염화 팔라듐 0.03g/L, 염화 주석 0.2g/L, 35% 염산 300mL/L가 함유된 혼합 희석액에서 약 40~45℃의 온도에서 40초간 침적처리를 하였다. 이후 기재는 수세하였다.
<1-6> 활성화 단계
상기 처리후 수세하여 수득되어진 기재를 98% 황산의 15%의 수용액에서 약 60~70℃의 온도 범위에서 20초간의 침적처리 하였다. 상기 산세 공정처리의 실시 후, 수세를 행하였다.
<1-7> 니켈도금 단계
상기 처리 후 수세하여 수득되어진 기재를 황산니켈 약 30g/L 및 구연산소다가 함유된 수용액에서 36~40℃의 온도범위에서 약 1분 ~ 1분 20초간 하지 도금을 실시하였다. 본 도금액은 저온 니켈도금액으로써 니켈금속의 착화제로는 구연산 소다를, pH 조절제는 암모니아를 사용하여 조절하였으며, 약 pH9~10 정도에서 도금을 실시하였다.
본 공정의 니켈도금은 본 도전성기재의 밀착력에 큰 영향을 미치는 최초의 금속층이다. 상기 산세 공정처리의 실시 후에는 수세를 행하였다.
<1-8> 염화동도금 단계
상기 처리 후 수세하여 수득되어진 기재를 염화구리가 함유된 가성소다(pH조절제), 포르말린(환원제) 등으로 구성되는 염화동 도금액에서 구리 함유량 2.5~3.5g/L로 조절한 후, 약 38~43℃의 온도범위에서 40초간 침적처리 하였다. 상기 산세 공정처리의 실시 후에는 수세를 행하였다.
본 공정까지의 공정을 마지막으로 1차 하지도금을 완료하며, 수세 후 건조를 행한 다음 2차 도금을 실시하였다. 2차도금은 보다 높은 도전성 부여를 목적으로 구리의 두께를 높이며 그 구리의 산화를 방지하는 외부 도금이 그 주된 목적이다.
<1-9> 수세 또는 산세 단계
1차 도금 후, 바로 2차 도금을 실시하지 않고 장기간 보관된 기재는 표면의 산화 정도에 따라서 산세 및 수세를 행하였다.
<1-10> 황산동도금 단계
상기 1차 도금 처리 후 수세, 건조를 거쳐서 수득되어진 기재를 구리 3.0~3.5g/L, 가성소다 8~10g/L, 포르말린 농도가 4.0~5.2g/L 로 구성된 황산동도금액에서 43~47℃ 온도범위에서 4~6분간 도금하였다. 본 도금액은 착화제로 EDPT(BASF제), 환원제로 포르말린, pH 조절제로 가성소다를 사용하였으며, 이와 유사한 구성을 갖는 시판의 도금액을 사용하여도 무방하다. 상기 산세 공정처리의 실시 후, 수세를 행하였다.
<1-11> 니켈도금 단계
상기 처리 후 수세하여 수득되어진 기재는 2단게(전기니켈도금, 무전해 니켈도금)에 걸쳐 니켈도금을 수행하였다.
우선 황산니켈 및 구연산소다로 이루어진 황산 니켈도금액에서 암모나아수로 pH를 9~10로 조절을 하면서 34~36℃에서 약 20초간 도금하였다. 이때, 전극을 삽입하여 적산 전류량 약 80~120 A를 흘려주어 도금의 촉발을 시켜서 원활한 도금이 되도록 하는 전해도금을 실시하였다.
상기의 전극을 통하여 전류 인가 이후에는, 전극을 제거하고 동일 조성의 도금조에서 약 1~2분간 무전해 도금을 추가로 실시하였다. 상기 산세 공정처리의 실시 후에는 수세를 행하였다.
<1-12> 건조 단계
상기 니켈도금에서 수세후 얻어진 기재를 120℃에서 25~30초간 연속 열풍 건조하여 일체의 도금 공정을 완료하여 도금된 기재를 수득하였다.
< 실시예 2>
본 발명에 따른 EMI 차폐용 테이프의 제조
<2-1> 도전 점착 공정
상기 <실시예 1>에 의해 도금된 기재(천 또는 부직포)에 고형분 40~45%를 가지는 아크릴 점착제에 5~20%의 Ni 분말과 0.1~0.3%의 경화제를 20~30분간 교반하였다. 이후 1차 점착은 Air Gap 25~40㎛ 두께의 콤마 코팅에 상기 교반액을 실리콘 처리가 되어 있는 PET Film 이형지에 도포하여 110℃~120℃에서 90~120초 동안 경화시킨 후 상기 도전성 천 또는 부직포를 합지 하였다.
바로 2차 점착도 1차 점착과 동일하게 Air Gap 25~40㎛의 콤마 코팅기에 상기 교반액을 PET Film 이형지에 도포하여 110℃~120℃에서 90~120초 동안 경화시킨 후 1차 점착을 한 도전성 천 또는 부직포 반대면에 2차 점착 PET Film 이형지와 합지 한 후 45~60 ℃에서 3~5일 숙성을 수행하였다.
<2-2> 블랙 코팅( Black Coating ) 공정
폴리에스터 필름표면에 블랙(Black), 무반사 정전기 방지용 특수잉크를 사용하여 롤 코팅으로 수행하였다. 인쇄 건조온도 80℃, 인쇄속도 50m/min 이상, Black 코팅층 두께는 3~4㎛이고, 블랙코팅 경화온도는 45℃에서 24시간 이상 수행하였다.
<2-3> 라미네이팅 ( Laminating ) 공정
상기 처리 후 라미네이팅(Laminating) 공정에서는 PET 인쇄물과 금속 기재 중 알루미늄을 선택하여 알루미늄(Aluminum) 층을 폴리우레탄 접착제로 합지 하였다. 합지온도는 80 ℃이며, 합지속도는 60m/min 이상, 경화는 45℃에서 72hr 동안 수행하여 본 발명에 따른 EMI 차폐용 테이프를 완성하였다.
< 실시예 3>
본 발명에 따른 도전성 천 및 부직포의 도금밀착성 분석
상기 본 발명의 <실시예 1>의 제조방법에 따라 생산된 도전성 천 및 부직포의 성능을 시험해보고자 도금밀착성을 실험하였다.
도금 밀착성을 알아보기 위하여 도전성 부직포에 투명 단면 테이프를 붙인 후 2kg 롤러를 2회 왕복 후 도 4에 나타내었다. 단면테이프를 띄었을 때 묻어나는 현상을 도 5, 도 6 및 도 7에 나타내었다. 대조군은 기존 도금방법으로 제조된 도전성 부직포 제품들이다.
그 결과, 도 5에서와 같이 본 발명에 따른 도전성 부직포는 도금밀착성이 우수하여 도금이 묻어 나오지 않은 결과가 나타남을 확인할 수 있었고, 반면 대조군인 기존 부직포는 도금 밀착성이 우수하지 못하여 단면테이프에 부직포가 찢겨져 나와 도금이 묻어나오는 결과가 나타남을 도 6 및 도 7에서 각각 살펴볼 수 있었다.
따라서, 본 발명자들은 본 발명에 따른 도전성 천 또는 부직포의 제조방법이 뛰어난 도전밀착성을 제공하여, 효과적인 전자파 차폐용 기재로서 사용가능함을 확인할 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 전자파 장해 방지용 도전성 천 또는 부직포의 제조 방법에 있어서,
    폴리에스테르계의 15~200um 두께의 섬유 또는 안티몬을 촉매로 분자 중합된 폴리에스테르계의 섬유로 이루어진 8g~75g/m2의 부직포를 55~60℃의 에탄올 및 글리콜 혼합물에서 50~70초 동안 탈지하는 단계;
    상기 천 또는 부직포를 35% 염산의 15~25% 희석액에서 20~30℃, 20~30초간 산세 처리하는 단계;
    상기 천 또는 부직포를 촉매 용액에 침지하는 촉매화 단계;
    상기 천 또는 부직포를 98% 황산의 15% 수용액에서 60~70℃, 15~30초간 침지하여 활성화하는 단계;
    상기 천 또는 부직포를 니켈도금하는 단계;
    상기 천 또는 부직포를 염화동도금하는 단계;
    상기 천 또는 부직포를 황산동도금하는 단계; 및
    상기 천 또는 부직포를 건조하는 단계를 포함하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    산세 처리단계 이후 프리-딥(pre-dip) 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하며;
    상기 프리-딥(pre-dip) 단계는 천 또는 부직포를 35% 염산의 15~25% 희석액에서 20~30℃, 10~20초간 침치하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촉매화 단계는 염화 팔라듐 0.02~0.05g/L, 염화주석 0.15~0.3g/L, 35중량% 염산 250~350㎖/L을 포함하는 40~45℃ 수용액에 천 또는 부직포를 30~50초간 침지하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 니켈도금 단계는 황산니켈 28~34g/L, 구연산소다 및 암모니아를 포함하는 도금액에 천 또는 부직포를 36~40℃, pH 9~10 조건에서 60~80초 동안 침지하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 염화동도금 단계는 염화구리, 가성소다 및 포르말린을 포함하고 구리함유량이 2.5~3.5g/L 존재하는 수용액에 천 또는 부직포를 38~43℃에서 30~50초 동안 침지하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 황산동도금 단계는 구리 3.0~3.5g/L, 가성소다 8~10g/L 및 포르말린 4.0~5.2g/L 및 EDPT를 포함하는 수용액에 천 또는 부직포를 43~47℃에서 4~6분 동안 침지하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 황산동도금 단계 이후 2차 니켈 도금 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 2차 니켈도금 단계는 황산니켈 및 구연산소다를 포함하는 수용액에 암모니아수를 첨가해 pH를 9~10로 조절하면서 34~36℃ 온도에서 전극을 삽입하여 적산 전류량을 80~120A 흘려주면서 15~30초간 천 또는 부직포를 침지하여 전해도금을 실시하는 단계; 및
    상기 전극을 제거한 후 도금액 상에서 1~2분간 무전해 도금을 실시하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    염화동도금 단계 이후 산세 또는 수세하는 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 탈지단계, 산세 단계, 촉매화 단계, 활성화 단계, 1차 니켈도금단계, 염화동도금 단계, 황산동도금 단계 이후 수세하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 천 또는 부직포 제조방법.
  11. 제1항에 따라 제조된 도전성 천 또는 부직포를 포함하는 EMI 차폐용 테이프.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 테이프는 상부 코팅층, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름층, 금속층 및 도전성 천 또는 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐용 테이프.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄, 구리 및 금으로 이루어진 군 중에서 어느 하나의 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐용 테이프.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 테이프는 도전성 천 또는 부직포 아래에 도전성 접착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 차폐용 테이프.
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