KR101458133B1 - 전자파 차단필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파 차단필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 1회에 의해 Sheet, 필름 상에 전도성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있어 제조비용을 대폭 절감할 수 있고, 차폐성이 우수하며 점착강도가 우수한 전자파 차단필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 탄소나노튜브 10~15중량부, 폴리스티렌술폰산염 0.2~20중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 얻는 단계와; 상기 점착제 조성물을 필름 상에 도포하여 점착제층을 형성하는 단계와; 상기 점착제층에 이형지를 부착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전자파 차단필름 및 그 제조방법{Film for interception electromagneticwaves and manufacturing method thereby}

본 발명은 전자파 차단필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 1회에 의해 Sheet, 필름 상에 전도성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있어 제조비용을 대폭 절감할 수 있고, 차폐성이 우수하며 점착강도가 우수한 전자파 차단필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치(LCD)는 현재 TV, PC 모니터, 휴대전화 등 모든 디스플레이에 주로 사용될 정도로 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 LCD의 전면부는 유리기판과 프리즘 필터, 그리고 상기 유리기판 및 필터를 보호하기 위한 합성수지재질의 보호층 등을 포함하고 있다. 상기 보호층은 하드코팅되어 외부의 충격으로부터 스크래치(scratch) 등이 발생하는 것을 방지하도록 되어 있지만 그 기능이 완전하지는 못하고, 흠집이 발생하는 경우에는 일반사용자가 상기 보호층을 LCD로부터 분리하는 것은 불가능한 일이기 때문에 이러한 일을 방지하려고 LCD의 전면부에 별도의 액정보호필름을 부착하는 것이 일반적이다.

한편 현대인들은 전자정보통신산업의 급속한 발달로 인해 TV, 휴대폰 또는 컴퓨터 등과 같은 전자통신제품들을 항상 가까이 접하면서 생활하고 있고 이와 같은 전자통신제품에서 발생하는 전자파 유해성의 문제가 국내외적으로 끊이질 않고 있다. 특히 전자파는 전기와 자기로 구성된 에너지 흐름의 일종으로 전기가 흐르는 곳이면 어느 곳이든 항상 존재하며, 전자파의 성질은 빛처럼 직진하고 반사하며 벽까지도 투과함에 따라 우리의 일상생활은 이런 전자파의 폐해에 무방비로 노출되어 있고, 그 폐해를 쉽게 인지하지 못하는 것이 더욱 문제이다.

최근 휴대폰 등의 이동 통신 기기는, 장착된 안테나 등을 통해 기지국과 통신하는 과정에서 다량의 전자파를 방출하고, 이러한 전자파는 인체에 큰 유해성을 가지는 것이 알려지고 있다. 이에 따라, 1998년에 미국연방통신위원회(FCC)가 휴대폰에 대한 전자파 영향 규제를 실시한 것을 시작으로, 우리 나라를 포함한 세계 각국에서는 휴대폰과 관련하여 SAR(Specific Absorption Rate, 인체의 단위 질량당 전자파 흡수율) 수치 등을 규제하려는 움직임이 나타나고 있다.

휴대폰에서 전자파가 발생하는 주요 경로로는 휴대폰 본체 또는 안테나를 들 수 있다. 이 중 안테나에 의한 전자파 발생의 비중이 높기 때문에, 통화 시 또는 휴대 과정에서 상기 안테나에 대한 인체의 직접적인 노출을 줄이기 위한 다양한 노력이 행해지고 있다. 특히 최근 유행하는 슬라이드형 휴대폰의 경우, 통화 시 상부로 밀려 올라가는 커버에 의해 안테나가 가려지는 정도가 기존의 폴더형 휴대폰에 비해 현저하게 떨어진다. 이와 같이 안테나가 가려지는 정도가 작으면, 안테나에서 방사(radiation)되는 전자파가 인체에 흡수될 확률이 높아진다.

또한, 현재 시판되는 대부분의 휴대폰 내부에는 FCCL(Flexible Copper Clad Laminates)이 사용되는데, 슬라이더형의 경우 구조적인 특성상 폴더형에 비해 상대적으로 긴 FCCL이 사용된다. 그런데, 이러한 FCCL은 회로 기판으로 사용되는 것이어서 내부에 다수의 금속 와이어를 포함하는데, 상기 와이어는 안테나와 같은 역할을 하게 되어 전자파 방사량을 더욱 증가시킨다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 휴대폰 본체 내부에 안테나를 형성하는 기술이 시도되고 있다.

그러나, 이 경우 휴대폰의 송/수신율이 떨어지는 단점이 있을 뿐만 아니라, 발생되는 전자파를 차폐하는 효율도 만족스럽지 못하다. 또 다른 방법으로는 시도되고 있는 것이 휴대폰의 외장 케이스, 필름 등에 전자파 차폐 특성을 부여하는 방안이다. 전자파를 차폐하기 위한 액정보호필름은 필름 상에 고분자수지에 탄소나노튜브를 첨가하여 필름 상에 전도체층을 형성한 후 상기 전도체층 상에 점착제층을 형성하고, 상기 점착제층 상에 이형지를 부착하여 이루어진다.

이와 같은 종래의 액정보호필름은 전도체층 형성공정, 점착제층 형성공정 등 많은 공정을 요구하기 때문에 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 종래의 전자파 차단기능을 가지는 필름의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래와 달리 필름상에 전도층을 형성한 후 점착제층을 형성하지 않고 1회에 의해 필름 상에 전도성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있어 제조비용을 대폭 절감할 수 있고, 차폐성이 우수하며 점착강도가 우수한 필름을 제공할 수 있는 전자파 차단필름 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 탄소나노튜브 10~15중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 얻는 단계와; 상기 점착제 조성물을 필름 상에 도포하여 점착제층을 형성하는 단계와; 상기 점착제층에 이형지를 부착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 차단필름의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 필름과, 상기 필름 상에 형성되는 점착제층과, 상기 점착제층에 부착되는 이형지를 포함하여 이루어지고, 상기 점착제층은 톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 10~15중량부가 포함된 점착제 조성물을 상기 필름 상에 코팅하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 차단필름을 제공한다.

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본 발명은 탄소나노튜브가 포함된 점착제 조성물을 필름 상에 도포하여 전도성을 가지는 점착제층을 형성함으로써, 종래와 달리 필름 상에 전도층을 형성한 후 점착제층을 형성하지 않고 1회에 의해 필름 상에 전도성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있어 제조비용을 대폭 절감할 수 있고, 차폐성이 우수하며 점착강도가 우수한 필름을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 전자파 차단필름의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전자파 차단필름의 제조방법의 제조방법은 크게 점착제 조성물 제조단계, 점착제층 형성단계 및 이형지 부착단계를 포함하여 이루어진다.

상기 점착제 조성물 제조단계는 톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 탄소나노튜브 10~15중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 얻는 단계이다.

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상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 상기 톨루엔 100중량부에 대해 3중량부 미만으로 사용할 경우 점착력이 저하되고, 7중량부 초과로 사용할 경우 점착력은 우수하나 전자파 차폐효과가 좋지 못하다.

그리고 상기 톨루엔은 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 용해시키고, 상기 탄소나노튜브를 분산시키기 위한 것이다.

상기 탄소나노튜브는 전자파를 흡수하여 차폐하기 위한 것으로서, 탄소나노튜브의 종류는 크게 한정되지는 않는다. 예를 들면, 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 등을 사용할 수 있다.

탄소 나노튜브(CNT)의 직경은, 0.4nm의 튜브 직경을 가지고 몇 나노미터(예를 들어, 1 내지 50 nm)의 영역에 있다. 개별 튜브에 대해 수 마이크로미터 내지 밀리미터까지 및 튜브 번들에 대해 수 센티미터 까지의 범위에 있는 길이 인 것이 바람직하다.

상기 탄소나노튜브는 상기 톨루엔 100중량부에 대해 10~15중량부가 혼합되고, 10중량부 미만으로 혼합되는 경우 전자파 차폐기능이 좋지 못하고, 15중량부 초과로 혼합되는 경우 탄소나노튜브의 분산성 및 점착성이 저하되는 문제가 있다.

그리고 상기 톨루엔에 상기 탄소나노튜브를 투입하여 균일하게 분산시킨 상태에서 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 투입 및 용해시켜 상기 점착제 조성물을 얻는 것이 좋다. 상기 탄소나노튜브를 분산시키는 방법으로서는 초음파 분산법, 볼밀링법 등을 사용할 수 있다.

나아가 상기 점착제 조성물에 상기 탄소나노튜브가 균일하게 분산되도록 하기 위하여 폴리스티렌술폰산염을 더 혼합하는 것이 좋다.

상기 폴리스티렌술폰산염은 상기 톨루엔 100중량부에 0.2~20중량부를 혼합하는 것이 바람직하고, 20중량부 초과로 혼합하는 경우 탄소나노튜브의 분산성을 효과적으로 개선하지 못하고, 0.2중량부 미만으로 혼합하는 경우 전자파차폐 성능의 문제가 있다.

다음으로, 상기 점착층 형성단계는 상기 점착제 조성물을 상기 필름 상에 도포하여 점착제층을 형성하는 단계이다.

상기 필름은 그 재질이 크게 한정되는 것은 아니다. 상기 필름이 액정보호필름 등으로 사용될 경우 투명성을 가지는 플라스틱 필름이면 족하고, 그 이외의 스티커 등으로 사용될 경우 반투명 또는 불투명으로 이루어진 플라스틱 필름으로 이루어질 수 있다.

상기 필름의 재질로서는 예를 들면, 폴리에스테르계수지, 아세테이트계수지, 폴리에테르술폰계수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계수지, 폴리염화비닐계수지, 폴리염화비닐리덴계수지, 폴리스티렌계수지, 폴리비닐알코올계수지, 폴리아릴레이트계수지, 폴리페닐렌설파이드계수지 등을 사용할 수 있다.

상기 필름 층 상에 상기 점착제 조성물을 도포하는 방법으로는 스프레이, 딥코팅, 스핀코팅, 스크린코팅, 잉크젯프린팅, 패드프린팅, 나이프코팅, 키스코팅, 그라비아코팅 등의 방법으로 상기 필름 층 상에 상기 점착제 조성물을 도포하여 점착제층을 형성할 수 있다.

상기 점착제층의 두께는 0.1~0.2mm인 것이 바람직하다. 0.1mm 미만인 경우에는 전자파 차폐성능이 좋지 않고, 0.2mm 초과인 경우에는 두꺼워져서 부착성이 좋지 않다.

상기 점착제층의 방법으로는 0~110℃의 온도로 30초에서 60초간 압력을 가함으로써 경화된다.

마지막으로 상기 이형지 점착단계는 상기 점착제층 상에 이형지를 점착하여 상기 필름 상에 형성된 상기 점착제층을 보호하기 위한 단계이다.

이하, 본 발명의 전자파 차단기능을 가지는 필름의 제조방법을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

톨루엔 100중량부에 탄소나노튜브 0.2중량부를 투입한 후 초음파기를 이용하여 분산시켜 탄소나노튜브 분산용액을 얻었다. 상기 탄소나노튜브 분산용액에 고분자 바인더를 혼합하여 점착제 조성물을 완성하였다. 이때 상기 고분자 바인더는 톨루엔 100중량부에 0.2중량부를 사용하였고, 고분자 바인더로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용하였다.

폴리우레탄재질의 필름 상에 잉크젯 프린팅방법으로 상기 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하여, 실시예 1인 전자파 차단필름을 완성하였다.

[실시예 2]

톨루엔 100중량부에 탄소나노튜브 10중량부를 투입한 후 초음파기를 이용하여 분산시켜 탄소나노튜브 분산용액을 얻었다. 상기 탄소나노튜브 분산용액에 고분자 바인더를 혼합하여 점착제 조성물을 완성하였다. 이때 상기 고분자 바인더는 톨루엔 100중량부에 3.0중량부를 사용하였고, 고분자 바인더로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용하였다.

폴리우레탄재질의 필름 상에 잉크젯 프린팅방법으로 상기 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하여, 실시예 2인 전자파 차단필름을 완성하였다.

[실시예 3]

톨루엔 100중량부에 탄소나노튜브 15중량부를 투입한 후 초음파기를 이용하여 분산시켜 탄소나노튜브 분산용액을 얻었다. 상기 탄소나노튜브 분산용액에 고분자 바인더를 혼합하여 점착제 조성물을 완성하였다. 이때 상기 고분자 바인더는 톨루엔 100중량부에 7.0중량부를 사용하였고, 고분자 바인더로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용하였다.

폴리우레탄재질의 필름 상에 잉크젯 프린팅방법으로 상기 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하여, 실시예 3인 전자파 차단필름을 완성하였다.

[실시예 4]

톨루엔 100중량부에 탄소나노튜브 0.2중량부와, 분산제인 폴리스티렌술폰산염 0.5 중량부를 투입한 후 초음파기를 이용하여 분산시켜 탄소나노튜브 분산용액을 얻었다. 상기 탄소나노튜브 분산용액에 고분자 바인더를 혼합하여 점착제 조성물을 완성하였다. 이때 상기 고분자 바인더는 톨루엔 100중량부에 0.2중량부를 사용하였고, 고분자 바인더로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용하였다.

폴리우레탄재질의 필름 상에 잉크젯 프린팅방법으로 상기 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하여, 실시예 4인 전자파 차단필름을 완성하였다.

[초기점착강도 측정]

JIS Z0237(1991)에 따라 측정하였다. 단, 스테인리스 스틸 SUS304의 표면 마무리는 JIS G 4305에 규정된 BA상태 그대로 연마지에 의한 연마를 생략하고, 180˚ 박리법으로 측정하였다.

구체적으로는 필름 시편(25mm×200mm)를 프리즘필름 하면에 2kg 롤(roll)로 왕복 2회 주행시켜서 라미네이팅하여 점착시킨 뒤 만능시험기(Instron 4303, Instron사)를 이용하여 300mm/분의 속도로 180˚ 필테스트하여 필름과 피착제와의 박리력으로서 점착력(g/25mm)를 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
초기점착강도 (g/25mm)	1.8	2.3	3.0	2.1

표 1과 같이 실시예 1 내지 4의 전자파 차단필름의 경우 초기점착강도가 1.8~3.0g/25mm로서, 양호한 초기점착강도를 나타냈다.

[전자파 차폐성 측정]

실시예 1 내지 4의 전자파 차단필름에 대해 전자파 차폐효율 측정기(EMI)를 이용하여 평가하였고, 이때 전자파 차단필름의 주파수별 차폐효율을 알아보기 위해 30~1500MHz의 영역에서 측정을 하였다. 측정결과 실시예 1은 10db, 실시예 2는 12db, 실시예 3은 14db, 실시예 4는 11db 등의 우수한 전자파 차폐효율을 나타냈다.

Claims (8)

1. 톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 탄소나노튜브 10~15중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 얻는 단계와;
   상기 점착제 조성물을 필름 상에 도포하여 점착제층을 형성하는 단계와;
   상기 점착제층에 이형지를 부착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 차단필름의 제조방법.
   
2. 필름과, 상기 필름 상에 형성되는 점착제층과, 상기 점착제층에 부착되는 이형지를 포함하여 이루어지고,
   상기 점착제층은 톨루엔 100중량부에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 3~7중량부, 10~15중량부가 포함된 점착제 조성물을 상기 필름 상에 코팅하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자파 차단필름.
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