KR102119857B1 - 전자파 차폐용 조성물 및 전자파 차폐용 조성물을 이용한 피도장물의 도장방법 - Google Patents

전자파 차폐용 조성물 및 전자파 차폐용 조성물을 이용한 피도장물의 도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐용 조성물 및 이를 이용한 도장방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에서는 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하여 전도성 차폐 성능 및 난연 성능이 우수한 전도성 차폐용 조성물 및 이를 이용한 피도장물의 도장방법을 제공한다.

Description

전자파 차폐용 조성물 및 전자파 차폐용 조성물을 이용한 피도장물의 도장방법{COMPOSITION FOR SHIELDING ELECTROMAGNETIC WAVE AND METHOD FOR COATING USING THEREOF}
본 발명은 전자파 차폐용 조성물 및 이를 이용한 피도장물의 도장방법에 관한 것이다.
전자파가 암을 비롯한 다양한 질병을 유발할 수 있다는 연구 결과가 보고되고 있으며, UN 산하 국제암연구기구는 전자파를 발암인자로 분류하여 발암가능성이 있는 물질로 규정하고 있는 등, 전자파의 유해성에 대한 인식이 증가되고 있다. 또한, 전자파는 인접한 다른 전자기기에도 영향을 미쳐 전자파 간섭, 노이즈에 따른 전자기기의 오작동과 신호품질 저하 등의 문제가 있어, 전자파 차폐 기능의 중요성이 증대되고 있다.
즉, TV, 컴퓨터, 전자레인지, 전기장판, 배전선로, 케이블, 실드케이블, 자동차 부품, 케이블 트레이 등 전자 제품 또는 각종 산업 자재에 전반적으로 전자파 차폐 기능이 요구되고 있다. 그 중에서도, 케이블 트레이는 고전압의 전류가 흐르는 케이블을 보호하기 위한 것으로서, 일반적인 케이블 트레이에 의하면 내부 배전선 또는 통신선에서 방출되는 전자파가 건축물 사용자들에게 그대로 전달되어 악영향을 끼칠 수 있다. 특히, 케이블 트레이는 건축물의 주요 통로에 위치하며 사용자와 근접한 거리에 설치되기 때문에 이러한 전자파의 영향을 장시간 동안 지속적으로 받게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 전자 제품 또는 각종 산업 자재에 전자파 차폐용 조성물을 도포 내지 코팅하는 방법이 실시되고 있다. 일례로, 대한민국 공개특허 제10-2000-0054932호에서는 도전성 카본 블랙 15 ~ 20 중량%, 니켈입자 2 ~ 5 중량%, 아연입자 1.5 ~ 3 중량%, 산화철 5 ~ 10 중량%, 세라믹 1 ~ 2 중량% 및 잔량의 접착제로 구성되는 전자파를 차단 및 흡수하는 조성물에 대해 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1307378호에서는 (A)열가소성 수지 50 내지 99 중량%; 및 (B) 절두된 원뿔형의 그래핀이 다수 적층된 섬유상 탄소에 금속이 연속적으로 코팅되어 형성된 탄소 섬유상 금속 복합체 1 내지 50 중량%;를 포함하는 전자파 차폐 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물에 대해 개시하고 있다.
한편, 상기된 바와 같은, 전자 제품 또는 각종 산업 자재는 지진 또는 화재 등의 재해가 발생되었을 때, 그 자체가 파괴되어 폭발, 화재 등의 2차 피해를 발생시키는 문제가 있었으나, 상기 특허에 개시된 바와 같이, 종래의 조성물은 전자파를 차폐하는 데에 주요 목적이 있을 뿐, 전자파 차폐와 동시에 난연성을 확보하는 것에 대해서는 고려하고 있지 않았다.
즉, 전자파 차폐 성능과 동시에 불에 쉽게 타지 않는 난연 성능을 가진 조성물에 대한 개발이 요구되고 있으나, 현재로서 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 모두 우수한 조성물에 대한 개발은 미흡한 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2000-0054932호 대한민국 등록특허 제10-1307378호
본 발명의 첫 번째 목적은 전자파 차폐 성능 및 난연성이 우수하면서도 정전 스프레이 도장이 가능하여 사용이 편리한, 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 정전 스프레이 도장법으로 피도장물의 도장을 실시함에 따라, 간단한 공정으로 단 시간 내에 우수한 전자파 차폐 성능 및 난연성을 가지는 도막을 형성할 수 있는, 도장방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수 있다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물에 있어서, 상기 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하는, 전자파 차폐용 조성물을 제공한다.
상기 베이스 고분자는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 전도성 흑연분말은 상기 제1 전도성 흑연분말 및 상기 제2 전도성 흑연분말을 1 : 2 ~ 10 의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 전도성 흑연분말은 함수율이 30 ~ 35 % 인 것일 수 있다.
상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene Lauryl ether) 및　올레인산나트륨(Sodium oleate)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더는 에틸렌비닐아세테이트(EVA : Ethylene Vinyl Acetate) 및 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 전자파 차폐용 조성물은 케이블 트레이의 전자파 차폐용 조성물일 수 있다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물로 피도장물의 표면을 도장하는 방법에 관한 것으로, 피도장물의 표면을 수세 및 탈지하는 전처리단계; 상기 전처리된 피도장물의 표면을 건조하는 건조단계; 및 상기 건조된 피도장물의 표면에 상기 전자파 차폐용 조성물을 코팅하는 코팅단계; 를 포함하고, 상기 코팅단계에서는 정전 스프레이 도장을 실시하되, 상기 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하는, 전자파 차폐용 조성물을 이용한 도장 방법을 제공한다.
본 발명의 전자파 차폐용 조성물은 전자파를 차폐함과 동시에 난연성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 전자파 차폐용 조성물은 정전 스프레이 도장에 적용이 가능하여, 사용이 용이할 수 있다.
또한, 본 발명의 도장방법에 따르면, 정전 스프레이 도장을 실시함에 따라, 간단한 공정으로 단 시간 내에, 우수한 전자파 차폐 성능 및 난연 성능을 가지는 도막을 형성할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
이하에서 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 전자파 차폐용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물로서, 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하는 전자파 차폐용 조성물을 제공한다.
본 실시예에 따르는 전자파 차폐용 조성물은 전자파를 차폐함과 동시에, 난연성을 구현할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따르는 전자파 차폐용 조성물은 정전 스프레이 도장법에 적용이 가능하여, 사용이 편리할 수 있다.
베이스 고분자는 전자파 차폐 성능과 난연성을 저하시키지 않으면서도 정전 스프레이 도장법이 가능한 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 본 실시예의 베이스 고분자는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전도성 흑연분말은 본 실시예에 따르는 전자파 차폐용 조성물의 전자파 차폐 성능과 난연 성능을 구현하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 전도성 흑연분말은 탄소 함량이 96 ~ 99 % 인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;을 1 : 2 ~ 10 의 중량비로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 전도성 흑연분말이 제1 전도성 흑연분말과 제2 전도성 흑연분말을 1 : 2 ~ 10 의 중량비로 포함할 경우에는, 제1 전도성 흑연분말과 제2 전도성 흑연분말을 1 : 2 ~ 10 의 중량비로 포함하지 않는 경우 보다, 더 우수한 전자파 차폐 성능 및 난연 성능을 구현할 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예의 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;을 1 : 5 ~ 7 의 중량비로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 전도성 흑연분말이 제1 전도성 흑연분말과 제2 전도성 흑연분말을 1 : 5 ~ 7 의 중량비로 포함할 경우에는, 제1 전도성 흑연분말과 제2 전도성 흑연분말을 1 : 5 ~ 7 의 중량비로 포함하지 않는 경우 보다, 현저히 우수한 전자파 차폐 성능 및 난연 성능을 구현할 수 있다.
본 실시예의 전도성 흑연분말은 함수율이 30 ~ 35 %, 더 구체적으로는 35 %일 수 있다.
만약, 본 실시예의 전도성 흑연분말의 함수율이 30 % 미만인 경우에는, 전도성 흑연분말의 함수율이 30 ~ 35 % 인 경우 보다, 전자파 차폐 성능 및 난연 성능이 저하될 수 있으며, 정전 스프레이 도장에 적용이 어려울 수 있다. 반면, 본 실시예의 전도성 흑연분말의 함수율이 35 % 초과인 경우에는, 전도성 흑연분말의 함수율이 30 ~ 35 % 인 경우 보다, 전자파 차폐 성능 및 난연 성능이 저하될 수 있으며, 정전 스프레이 도장에 적용이 어려울 수 있다.
본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말을 0.1 ~ 3 중량부, 구체적으로는 0.5 ~ 2 중량부, 더 구체적으로는 0.8 ~ 1.2 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말을 0.1 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 현저히 저하되는 문제가 있을 수 있다. 반면, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말을 3 중량부 초과로 포함할 경우에는, 오히려 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 저하될 뿐 아니라, 정전 스프레이 도장에 적용이 어려운 문제가 있을 수 있다.
계면활성제는 베이스 고분자와 전도성 흑연분말의 상용성을 향상시키며, 전도성 흑연분말의 분산성을 향상시키는 역할을 할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다.
바람직하게, 본 실시예의 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene Lauryl ether) 및　올레인산나트륨(Sodium oleate)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및　올레인산나트륨을 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및　올레인산나트륨을 모두 포함하는 경우, 상기 세 성분을 모두 포함하지 않는 경우 보다, 전자파 차폐 성능 및 난연 성능은 더욱 향상될 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예의 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및　올레인산나트륨을 1 : 0.1 ~ 1 : 0.5 ~ 2의 중량비로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 계면활성제가 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및　올레인산나트륨을 1 : 0.1 ~ 1 : 0.5 ~ 2의 중량비로 포함하는 경우에는, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및　올레인산나트륨을 1 : 0.1 ~ 1 : 0.5 ~ 2의 중량비로 포함하지 않는 경우 보다, 전자파 차폐 성능 및 난연 성능이 현저히 향상될 수 있다.
본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 계면활성제를 1 ~ 5 중량부, 구체적으로는 2 ~ 4 중량부, 더 구체적으로는 2 ~ 3 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 계면활성제를 1 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 현저히 저하될 뿐 아니라, 정전 스프레이 도장에 적용이 어려운 문제가 있을 수 있다. 반면, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 계면활성제를 5 중량부 초과로 포함할 경우에는, 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
바인더는 베이스 고분자, 전도성 흑연분말 및 계면활성제의 상용성을 향상시키면서도, 피도장물에 대한 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물의 부착성 및 접착성을 향상시키기 위한 것이다.
본 실시예의 바인더로는 전자파 차폐 성능과 난연 성능을 저하시키지 않으면서도 정전 스프레이 도장이 가능한 것이라면, 특별히 제한되지 않는다.
구체적으로, 본 실시예의 바인더는 에틸렌비닐아세테이트(EVA : Ethylene Vinyl Acetate) 및 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 본 실시예의 바인더는 염소화 폴리에틸렌일 수 있으며, 바인더로서 염소화 폴리에틸렌을 포함할 때, 다른 종류의 바인더를 사용한 경우 보다, 더 우수한 전자파 차폐 성능과 난연 성능의 구현이 가능할 수 있다.
본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 바인더를 3 ~ 7 중량부, 구체적으로는 4 ~ 6 중량부, 더 구체적으로는 4 ~ 5 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 바인더를 3 중량부 미만으로 포함할 경우에는, 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 현저히 저하되는 문제가 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 정전 스프레이 도장을 실시할 때, 본 실시예에 따르는 전자파 차폐용 조성물의 피도장물에 대한 부착성이 현저히 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 바인더를 7 중량부 초과로 포함할 경우에는, 전자파 차폐 성능과 난연 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 정전 스프레이 도장이 용이하지 못한 문제가 있을 수 있다.
본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더 이외에, 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 무기 필러, 탄소계 필러 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 무기 필러는 내열성과 내화성을 부여하기 위한 것으로서, 일반적으로 내열성과 내화성을 갖는 무기 필러라면, 특별히 제한되지 않고, 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 필러는 페라이트(Ferrite), 샌더스트(Sendust), 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화 지르코니움(ZrO2) 및 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 탄소계 필러는 탄소나노튜브(CNT)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 분산제는 베이스 고분자 내에 전도성 흑연분말, 계면활성제, 바인더, 첨가제 등이 균일하게 분산될 수 있도록 하는 것이라면, 특별히 제한되지 않고, 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 분산제는 실레인계열, 실록세인계열 등의 성분을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에서는 전자파 차폐용 조성물을 이용한 피도장물의 표면을 도장하는 도장방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물로 피도장물의 표면을 도장하는 방법에 관한 것으로, 피도장물의 표면을 수세 및 탈지하는 전처리단계; 상기 전처리된 피도장물의 표면을 건조하는 건조단계; 및 상기 건조된 피도장물의 표면에 상기 전자파 차폐용 조성물을 코팅하는 코팅단계; 를 포함하고, 상기 코팅단계에서는 정전 스프레이 도장을 실시하되, 상기 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하는, 전자파 차폐용 조성물을 이용한 도장 방법을 제공한다.
본 실시예의 도장방법에 따르면, 정전 스프레이 도장을 실시함에 따라, 간단한 공정으로 단 시간 내에, 우수한 전자파 차폐 성능 및 난연 성능을 가지는 도막을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 도막은 본 실시예에 따르는 전자파 차페용 조성물을 코팅 및 경화하여 형성된 것을 의미할 수 있다.
(1)피도장물의 표면을 수세 및 탈지하는 전처리단계;
본 실시예의 전처리단계에서는 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물을 적용하고자 하는 피도장물의 표면을 수세하고 탈지한다.
상기 수세는 상기 피도장물의 표면의 이물질을 제거할 수 있는 방법이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 수세는 피도장물의 표면에 고압수를 분사함으로써, 실시될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 탈지는 상기 피도장물의 표면의 기름기를 제거할 수 있는 방법이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 탈지는 상기 피도장물의 표면을 유분의 용제를 적신 천으로 닦아냄으로써, 실시될 수 있으나, 이제 제한되지 않는다.
(2)상기 전처리된 피도장물의 표면을 건조하는 건조단계; 및
본 실시예의 건조단계에서는 상기 전처리단계에서 수세 및 탈지된 피도장물의 표면을 건조시킨다. 구체적으로, 본 실시예의 건조단계에서는 자연 건조를 통해 상기 피도장물 표면의 수분을 제거할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 실시예의 건조단계를 실시한 후에, 피도장물의 표면을 매끄럽게 정리하는 용도, 피도장물의 표면과 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물 간의 부착성을 향상시키는 용도 등을 위해, 프라이머를 코팅하는 공정이 추가로 실시될 수 있다. 상기 프라이머는 피도장물의 표면을 매끄럽게 정리할 수 있는 것, 또는, 피도장물의 표면과 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물 간의 부착성을 향상시킬 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않으며, 공지된 모든 프라이머가 적용될 수 있다.
(3)상기 건조된 피도장물의 표면에 상기 전자파 차폐용 조성물을 코팅하는 코팅단계;
본 실시예의 코팅단계에서는 상기 건조단계에 따라 건조된 피도장물의 표면에 전자파 차폐용 조성물을 코팅한다. 구체적으로, 본 실시예의 코팅단계에서는 상기 건조단계에 따라 건조된 피도장물의 표면에 정전 스프레이 도장법으로 전자파 차폐용 조성물을 코팅하여, 상기 피도장물의 표면에 전자파 차폐용 조성물로 형성된 도막을 형성할 수 있다.
상기 정전 스프레이 도장은 분체 도장의 한 종류로서, 정전기를 이용하여 도료를 도포 내지 칠하는 방법을 의미하며, 본 실시예의 코팅단계에서는 공지된 정전 스프레이 도장 방법을 따른다.
구체적으로, 상기 정전 스프레이 도장은 피도장물엔 양극을 걸고, 조성물 분무 장치에는 음극을 걸어, 정전력에 의해 피도장물에 조성물이 부착되도록 한 후, 180 ~ 220 ℃ 의 온도 조건에서 일정 시간 동안 가열 용융하여, 도막을 형성하는 방법을 의미한다.
본 발명의 전자파 차폐용 조성물로 피도장물의 표면을 도장하는 방법은 상기 본 발명의 전자파 차폐용 조성물의 내용을 모두 포함한다.
상기된 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 TV, 컴퓨터, 전자레인지, 전기장판 등을 포함하는 전자 제품 또는 전자 기기; 배전선로, 케이블, 실드케이블, 자동차 부품, 케이블 트레이 등 각종 산업 자재; 등의 전자파를 차폐함과 동시에 난연 성능을 구현하는 용도로 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 전자파 차폐용 조성물은 케이블 트레이에 적용되어, 전자파를 차폐함과 동시에 난연 성능을 구현하는 용도일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하 실시예, 비교예, 및 실험예를 통하여 본 발명의 전자파 차폐용 조성물 및 전자파 차폐용 조성물로 피도장물의 표면을 도장하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 6
(1)전자파 차폐용 조성물의 제조
표 1[단위 : 중량부]에 따라, 에폭시 수지, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 염소화 폴리에틸렌을 혼합하여, 전자파 차폐용 조성물을 제조하였다. 상기 혼합은 볼밀 교반기(Ball mill mixer)를 이용하여 약 48 시간 동안 실시되었다.
상기 전도성 흑연분말은 표 2[단위 : 중량비]에 따라 제1 전도성 흑연분말과 제2 전도성 흑연분말이 혼합된 것을 사용하였으며, 최종 전도성 흑연분말의 함수율은 30 ~ 35 %이 되도록 하였으며, 상기 함수율은 적외선 수분측정기[모델명 : MAC 50 Series]로 측정하였다. 이 때, 제1 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 것을 의미한다. 또한, 제2 전도성 흑연분말은 체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 것을 의미한다.
상기 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및 올레인산나트륨을 1 : 0.5 : 1.5 의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다.
실시예 1 내지 6
에폭시 수지 100
전도성 흑연분말 1
계면활성제 3
염소화 폴리에틸렌 5
*전도성 흑연분말 : 표 2
*계면활성제 : 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및 올레인산나트륨을 1 : 0.5 : 1.5 의 중량비로 혼합한 것을 사용
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
제1 전도성 흑연분말 1 1 1 1 1 1
제2 전도성 흑연분말 1 2 5 7 10 12
(2)피도장물의 도장
케이블 트레이의 표면에 고압수를 분사하여 세척한 후, 탈지하였다. 이어서, 상기 케이블 트레이의 표면을 건조시켜 수분을 완전히 제거하였다.
이 후, 상기 실시예에 따라 제조된 전자파 차폐용 조성물을 정전 스프레이 도장법으로 코팅함으로써, 도막을 형성하였다.
구체적으로, 상기 정전 스프레이 도장은 피도장물엔 양극을 걸고, 전자파 차폐용 조성물을 분무하는 정전도장기에는 음극을 걸어, 정전력에 의해 피도장물에 조성물이 부착되도록 한 후, 180 ~ 220 ℃ 의 온도 조건에서 약 10 ~ 20 분 동안 가열 용융함으로써, 실시되었다.
이 때, 상기 실시예 1 내지 6의 전자파 차폐용 조성물을 코팅함에 있어서, 정전 스프레이 도장에는 모두 동량의 전자파 차폐용 조성물이 적용되었다.
실시예 7 내지 8
폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및 올레인산나트륨을 표 3[단위 : 중량비]에 따라 혼합한 계면활성제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
실시예3 실시예7 실시예8
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 1 1 1
폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 0.5 2 0.5
올레인산나트륨 1.5 1.5 0.1
[ 비교예 ]
비교예 1 내지 6
표 4[단위 : 중량부]에 따르는 조성으로 제조된 전도성 차폐용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
에폭시 수지 100 100 100 100 100 100
전도성 흑연분말 0.01 8 1 1 1 1
계면활성제 3 3 0.1 10 3 3
염소화 폴리에틸렌 5 5 5 5 1 12
비교예 7
함수율이 25 % 인 전도성 흑연분말을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 8
함수율이 40 % 인 전도성 흑연분말을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 9
전도성 흑연분말로 제1 전도성 흑연분말만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 10
전도성 흑연분말로 제2 전도성 흑연분말만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[ 실험예 ]
실험예 1 : 정전 스프레이 도장 가능 여부 평가
실시예 및 비교예의 전자파 차폐용 조성물을 이용하여 상기에 따라 정전 스프레이 도장을 실시할 때, 정전 스프레이 도장이 가능한 경우 '○'로 평가하였으며, 정전 스프레이 도장이 불가한 경우 'X'로 평가하여, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 이 때, 상기에 따라 제조된 실시예 및 비교예에 따라 제조된 전자파 차폐용 조성물을 모두 동량 사용하여, 정전 스프레이 도장을 실시하였다.
상기 정전 스프레이 도장이 가능하다는 것은 조성물이 분사되어 피도장물에 부착되는 것을 의미하며, 상기 정전 스프레이 도장이 불가하다는 것은 조성물이 분사되나 피도장물에 부착되지 않는 것을 의미한다.
도장여부 도장여부
실시예1 ○ 비교예1 ○
실시예2 ○ 비교예2 X
실시예3 ○ 비교예3 X
실시예4 ○ 비교예4 X
실시예5 ○ 비교예5 X
실시예6 ○ 비교예6 X
실시예7 ○ 비교예7 ○
실시예8 ○ 비교예8 X
비교예9 ○
비교예10 ○
표 5를 보면, 본 실시예에 따를 경우에는 정전 스프레이 도장이 용이함을 알 수 있다.
실험예 2 : 전자파 차폐 성능 평가
ASTM D 4935-10 : 2010의 규격에 따라, 실시예 및 비교예에 따르는 전자파 차폐용 조성물의 전자파 차폐 효과(최대 차폐효과)를 측정하여, 그 결과를 표 6[단위 : dB]에 나타내었다.
구체적으로, 전자파 차폐 효과는 ASTM D 4935-10 : 2010 방법에 준하여, 하기 조건에 따라 측정하였다.
- 온도 : (21.0 ± 1.0) ℃
- 습도 : (45.0 ± 5.0) % R.H
- 대기압력 : 101 kPa
- 측정 주파수 범위 : 30 MHz ~ 1.5 GHz
- 인가 장 : 평면 파
- 측정 장비(장비명/모델명/제조 번호/제조사)
1) Network Analyzer / E5071B / MY42302144 /Agilent
2) Far Field Test Fixture / B-01-N / - / W.E. Measurement
3) Attenuator / 6810.17.B / 1001080477A / Huber + Suhner
4) Attenuator / 6810.17.B / 1001080477B / Huber + Suhner
전자파 차폐효과(dB) 전자파 차폐효과(dB)
실시예1 82.10 비교예1 12.01
실시예2 94.70 비교예2 58.36
실시예3 110.06 비교예3 54.31
실시예4 109.8 비교예4 25.96
실시예5 95.21 비교예5 59.04
실시예6 83.64 비교예6 27.74
실시예7 84.16 비교예7 65.56
실시예8 82.77 비교예8 60.71
비교예9 70.44
비교예10 72.01
표 6을 보면, 본 실시예에 따를 경우 우수한 전자파 차폐효과를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
실험예 3 : 난연 성능
실시예 및 비교예에 따르는 전자파 차폐용 조성물의 난연성을 평가하여 그 결과를 표 7에 나타내었다.
이 때, 상기 난연성은 [UL-94 난연도 판정 시험 방법]에 따라 1/16 인지 두께에 대해서 시험하여 판정하였다.
난연성 난연성
실시예1 V-0 비교예1 V-2
실시예2 V-0 비교예2 v-0
실시예3 V-0 비교예3 V-1
실시예4 V-0 비교예4 V-2
실시예5 V-0 비교예5 V-1
실시예6 V-0 비교예6 V-2
실시예7 V-0 비교예7 V-1
실시예8 V-0 비교예8 V-1
비교예9 V-0
비교예10 V-0
표 7을 보면, 본 실시예에 따를 경우, UL-94 난연도 판정에 따라, V-0의 기준을 만족하는 바, 난연성이 우수함을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물에 있어서,
    상기 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하고,
    상기 전도성 흑연분말은
    체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및
    체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 고분자는
    에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 흑연분말은
    상기 제1 전도성 흑연분말 및 상기 제2 전도성 흑연분말을 1 : 2 ~ 10 의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 흑연분말은
    함수율이 30 ~ 35 % 인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계면활성제는
    폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate), 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르(Polyoxyethylene Lauryl ether) 및　올레인산나트륨(Sodium oleate)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 바인더는
    에틸렌비닐아세테이트(EVA : Ethylene Vinyl Acetate) 및 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자파 차폐용 조성물은
    케이블 트레이의 전자파 차폐용 조성물인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물.
  9. 베이스 고분자, 전도성 흑연분말, 계면활성제 및 바인더를 포함하는 전자파 차폐용 조성물로 피도장물의 표면을 도장하는 방법에 관한 것으로,
    피도장물의 표면을 수세 및 탈지하는 전처리단계;
    상기 전처리된 피도장물의 표면을 건조하는 건조단계; 및
    상기 건조된 피도장물의 표면에 상기 전자파 차폐용 조성물을 코팅하는 코팅단계; 를 포함하고,
    상기 코팅단계에서는 정전 스프레이 도장을 실시하되,
    상기 전자파 차폐용 조성물은 상기 베이스 고분자 100 중량부에 대해 상기 전도성 흑연분말 0.1 ~ 3 중량부, 상기 계면활성제 1 ~ 5 중량부 및 상기 바인더 3 ~ 7 중량부를 포함하고,
    상기 전도성 흑연분말은
    체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 4.5 ~ 6.5 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 10 ~ 13 마이크로미터인 제1 전도성 흑연분말; 및
    체적 누적이 50% 인 입경(D50)이 16 ~ 21 마이크로미터이며, 체적 누적이 90% 인 입경(D90)이 45 ~ 50 마이크로미터인 제2 전도성 흑연분말;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 조성물을 이용한 도장 방법.
KR1020190146656A 2019-02-21 2019-11-15 전자파 차폐용 조성물 및 전자파 차폐용 조성물을 이용한 피도장물의 도장방법 KR102119857B1 (ko)

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