KR20040009844A - 전자파 차폐용 도료 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

전자파 차폐용 도료(EMI PAINT)의 유기바인더(Organic binder) 조성물및 그의 제조방법에 관한 것으로, 도전성 금속분말, 전도성고분자, 유기 바인더(Binder)로 이루어진 도료로써, 상기 유기바인더는 아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester), 아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether), 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol), 아세톤(Acetone), 디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate), 포스페이트에스테르(Phosphate esther), 에틸셀룰로즈(Ethylcellulose)등이 적합하다.
유기바인더는 위에 열거한 아세틱엑시드에틸에테르등의 혼합물 일정량을 제조탱크에 넣고 터빈형(turbine type)의 임펠러(Impeler)로 된 교반기(Mixer)에서 고분자 성분을 완전 용해시켜 제조하고, 이와 같이 제조된 유기바인더와 금속분말(혹은 전도성 고분자)을 Water jacket에 의해 저온상태로 유지되는 제조탱크에 넣고 앵커형(Anchor type)의 임펠러(Impeler)로 된 믹서로 혼합(Mixing)하여 금속분말을 고르게 분산시켜줌으로서, 본발명에 따른 전자파 차폐용 도료 조성물을 제조할 수 있는 것이다.

Description

전자파 차폐용 도료 조성물 및 그의 제조방법{EMI paint and the method for making it}
본 발명은 전자파(Electromagnetic wave)를 효과적으로 차단하는 전자파 차폐용 도료(EMI PAINT) 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 은, 동 등의 금속분말 (혹은 전도성 고분자)과 유기 바인더를 혼합 사용함으로써 전자파를 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 전자파 차폐용 도료 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 과학문명의 발달은 인류의 생활에 많은 편의를 제공하고 있다. 특히 전기, 전자 및 통신관련기기의 발달은 우리생활을 보다 더 편리하고 윤택하게 해주는데 일익을 담당하고 있다. 이렇게 인간에게 편리함을 제공하고 있는 과학문명도 어떻게 어디에 사용하느냐에 따라 좋을 수도 있고 나쁠 수도 있는 양면성을 가지고 있다.
최신 과학문물중 인간에게 해를 주는 것 중의 하나가 전자기파이다. 전력의 생산과 송전, 라디오와 TV, 전화등의 각종 통신, 전자레인지와 오븐, 비행기 또는 선박의 항해 우주탐사에 이르기까지 그 어느것 하나 전자기파가 아니면 상상할 수 없는 것들이다. 기술이 발달할수록 전자제품은 쏟아지고 그만큼 전자기파도 늘어날 것이다.
지금도 전자기파는 우리가 호흡하는 공기와 같이 무색무취의 상태로 우리 주변을 떠돌고 있다. 그러나 인간들에게 없어서는 안될 이들 전자기파도 전파방해(EMI: Electro Magnetic Interference)라 하여 다른 전자기파를 교란시켜 각종기계의 오작동 원인이 되어 산업재해를 일으키기도 하고 인체에 직·간접적으로 작용, 치명적인 영향을 주기도 한다.
또한 자동차 고전압 발생장치에 의한 내부 전자제품의 효율 저하 및 수명단축, 전자장비들 사이의 상호교란, 인체의 마이크로파에 대한 장기노출의 경우 야기될 수 있는 녹내장, 생식능력의 저하 등을 예로 들수 있다. 현대인들이 사는 공간은 전자기파로부터 더 이상 안전지대가 아니며 과학문명이 발달할수록 그 심각성은 더해갈 것이다.
인체에는 미세한 전자 신호체계가 있어 감정의 조절, 기억, 행동의 메카니즘이 가능하게 한다. 인간사에 있어 임신과 출산, 질병, 스트레스 등은 전자파와 절대 무관하지 않다면 충격적이겠으나 그것은 사실이다. 이런 현실에서 미국, 일본,러시아등 과학 선진국에서는 전자파의 안전노출 기준을 마련해 외부노출을 강력하게 규제하고 있으며 전자파의 유해성에 대한 연구를 꾸준히 진행하고 있다.
특히 21세기 고도의 정보통신시대를 앞두고 급증하는 정보통신량에 비례해 파생되어지는 전자파 장해(EMI)에 대한 대책과 고질의 정보량을 유지시키며 인체에 대한 영향을 최소화시키기 위하여 선진 각국에서는 이미 20여전부터 EMI를 규제해왔으며, 최근에는 전자파 내성유지를 강제화 하여 전자파 환경보호에 매우 적극적으로 대처하고 있다.
통상적으로 기존의 EMI 소재중 금속을 기재로 하고 있는 경우에 주로 고분자 재료를 바인더 개념으로 사용하고 있는데 실리콘 고무나 클로리네이티드 폴리에틸렌 클로로 술폰화 폴리에틸렌 에틸렌 프로필렌 디엔의 삼원 공중합체 에틸렌 프로필렌 코폴리머 등의 고무계를 사용하여 비가교 타입 또는 가교 타입으로 사용하고 있으나, EMI 소재는 금속의 함량이 70wt%이상인 경우가 많아서 단순히 기계적으로 믹싱 또는 브렌딩 되어 있는 복합체의 경우(특히 열가소성의 경우)거의 물성이 없고(신장율 100%∼0%) 내열성 또한 매우 떨어지는 현상을 보여주고 있다.
가교 타입의 경우에도 내열성은 개선이 되지만 근본적으로 금속과 고분자가 기계적으로 믹싱되어 있는 상태이기 때문에 소재의 물성이 좋지 못하여 전자파를 차폐하는 기본 물성을 지속적으로 유지시키지 못하고 경화되거나 분해되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 분산성 및 Spray coating 특성이 우수하고, 전기적 특성 및 도막강도, 화학적 반응성, 피착체와의 접착성이 우수한 전자파차폐용 도료의 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
뿐만 아니라 본 발명에 의한 유기바인더 조성물은 슬러리의 적절한 유동성 및 물리화학적, 열적특성을 갖게하여 Sprayer 및 Spin-coating에 의한 도장(塗裝)시 양호한 도막을 형성하게 하고, Casting에 의한 금속시트 혹은 필름 제조시 Sheet 및 Film의 양호한 유연성(Flexibility), 인장강도 특성, Carrier film으로부터의 박리(Stripping)특성을 갖게 함으로써 가전제품, 계측기기, 통신용기기등에 대해 널리 적용할 수 있도록 한다.
본 발명은 전자파 차폐용 도료(EMI PAINT)의 조성물 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 유기바인더의 조성변화와 각 성분의 함량비 및 금속분말의 종류, 물리화학적 특성, 함량비에 따라 전기·전자제품 case 및 이동통신 case 등에 전자파 차폐용도로 코팅 사용할 경우, 내열성 및 접착성이 기존 도료에 비해 크게 우수하므로 기본물성을 지속적으로 유지할 수 있는 것이다.
본 발명의 바인더 조성 및 본 발명에 사용된 금속분말의 규격, 유기바인더와 금속분말과의 배합비에 의해 제조된 전자파 차폐용 도료는 코팅된 도막(塗幕)특성과 전기적 특성이 특히 우수하다.
전자파 차폐용 도료는 일반적으로 상온 휘발성이 강한 유기용매와 피착체와의 결합력을 부여해 주기 위해 첨가하는 유기고분자수지(Polymer resin), 전기전도도를 부여하며 전자파 차폐효율을 결정하는 도전성 금속 분말(혹은 전도성 고분자)을 주성분으로 하여 제조한다.
전자파차폐 도료는 현재 거의 대부분을 수입에 의존하고 있는 실정이며 따라서 국내의 기술력 또한 매우 취약한 실정이다.
전자파차폐용 도료는 유기바인더의 분산성 및 물리화학적 특성에 의해 피착체와의 접착성, 내구성 및 경시변화 특성에 많은 차이를 보이며, 금속분말 종류 및 Spec, 물성에 따라 전자파차폐 도료의 전기적 특성 및 전자파차폐 효과에 미치는 영향이 크다.
본 발명에 따른 전자파차폐용 도료는 1.0-80%의 도전성금속분말(혹은 전도성 고분자)과 20.0-99.0%의 유기 바인더(Binder)로 구성된 Slurry type의 도료(Paint)를 Spray법으로 피착체 표면에 분사시켜 코팅하여 도막(塗幕)을 형성하고, 또는 닥터블레이드법(Doctor blade method)으로 캐스팅(Casting)하여 Film 및 Sheet type으로 제조되기도 하며, Spin-coating법에 의해 피착체 표면에 코팅하여 금속피막을 형성하기도 한다.
상기 유기 바인더는 도료의 유동성 및 건조성을 결정하며, 도전성 금속분말의 분산성 및 금속박막시트 혹은 필름의 특성을 좌우한다.
금속분말의 분산성이 나쁜 경우에는 슬러리의 유동성이 불량하여 spray 및 캐스팅(Casting)에 적절치 않고 슬러리의 점도가 적절치 않은 경우에는 Casting시 박막시트 및 필름두께의 편차, 시트의 핀홀(Pinhole) 및 줄무늬 발생등의 문제가 생긴다.
또한 Spray시에도 분사에 의한 균일한 금속피막이 형성되지 못한다. 이와 같이 적절치 못한 바인더 특성으로 인해 전자파차폐용 도료의 기본물성이 불량해 지므로 양호한 유기바인더의 선택이 중요하고, 도전성 금속분말이 전기적 특성에 의해 궁극적으로 전자파차폐 효율을 결정하므로 금속분말의 선정 및 규격 또한 매우 중요한 인자이다.
본 발명에 따른 유기바인더는 슬러리가 적절한 유동성 및 물리화학적, 열적특성을 갖게하여 Sprayer 및 Spin-coating에 의한 도장(塗裝)시 양호한 도막을 형성하게 하고, Casting에 의한 금속시트 혹은 필름 제조시 Sheet 및 Film의 양호한 유연성(Flexibility), 인장강도 특성, Carrier film으로부터의 박리(Stripping)특성을 만족하게 한다
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전자파 도료 조성물은 도전성 금속분말(혹은 전도성 고분자) 1.0-80.0%와 유기바인더 20.0-99.0%의 비율로 구성된다.
도전성 금속분말로는 은분말(Silver powder)와 동분말(Copper powder) 및 은이 코팅된 동분말(Silver coated copper powder)를 사용하되 제반 전기적 특성이 우수한 특성을 갖도록 판상형(Flake type)의 금속분말을 사용하며 이 금속분말 들은 이 분야에서 널리 알려진 통상의 공침법(Coprecipitation method)으로 제조되고, 은 분말은 탭밀도(Tapdensity)가 2.0-4.0g/cc이며, 비표면적은 0.7-2.5m2/g, 동(Cu) 분말의 탭밀도(Tapdensity)는 1.5-3.0g/cc이며, 비표면적은 0.5-1.5m2/g, 은이 코팅된 동분말(Silver coated copper powder)은 탭밀도(Tapdensity)가 1.0-2.5g/cc이며, 비표면적은 0.5-1.5m2/g인 것이 사용된다.
본 발명에 따른 유기 바인더는 다음과 같은 조성을 갖는다.
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 20.0-79.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 5.0-20.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 5.0-20.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 5.0-20.0%
아세톤(Acetone) : 5.0-20.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.2-5.0%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.2-1.0%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 0.6-20.0
한편, 유기바인더 조성중 고분자 수지로는 니트로셀룰로즈(Nitrocellulose), 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral), 메틸셀룰로즈(Methylcellulose)를 포함하고, 가소제로서 디옥틸프탈레이트(Dioctyl phthalate), 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 부틸벤질프탈레이트(Butylbenzyl phthalate), 트리크레실포스페이트(Tricresil phosphate)를 포함하며, 분산제로는 트리올레인(Triolein)을 포함함으로써, 본 발명에 따른 전자파 차폐용 도료 조성물을 제조할 수 있었다.제조공정에 대해 설명하자면 다음과 같다.
먼저 상기 조성을 갖는 유기 바인더의 각각의 성분을 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 유기바인더 제조탱크에 넣고 터빈형(turbine type)의 임펠러(Impeler)로 된 교반기(Mixer)로 교반하면서 Polymer 성분을 완전히 용해시켜 유기바인더를 제조한다.
다음 상기와 같이 제조된 유기바인더 20.0-99.0%와 공침법으로 제조된 도전성 금속분말(Ag, Cu, Ag coated Cu) 혹은 전도성 고분자(폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3,4-에틸렌 디옥시싸이오펜))을 1.0-80.0%의 조성비율로 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 슬러리 제조탱크에 넣고 앵커형(Anchor type)의 임펠러(Impeler)로 된 Mixer에 의해 1-100rpm의 속도로 0.5-5시간동안 믹싱(Mixing)하여 금속분말을 고르게 분산시킨다.
믹싱이 끝나면 자동 Packing 장치에 의해 도료 보관 용기에 도료를 채운 후 밀봉하여 최종제품을 제조한다. 제조된 도료를 Sprayer 및 Spin coater로 피착체 표면에 금속 피막을 형성하며, Doctor blade 법으로 원하는 두께의 박막시트 및 필름을 성형함으로써 본 발명의 유기바인더 조성물에 의해 코팅처리된 금속피막 및 시트(Sheet) 혹은 필름(Film)을 얻는다.
본 발명에 이용된 금속분말과 이로부터 제조된 Slurry type의 전자파차폐용 도료 특성을 표1에 나타내었다.
표 1
전자파차폐 도료용 금속분말 PAINT 조성물
조 성 Ag Cu Agcoated Cu 고상도(%) 1.0∼60.0±1.0
표면적(m2/g) 0.7∼2.5 0.5∼1.5 0.5∼1.5 점 도(RVT,#3,RPM20,cps) 1000∼3000±300
탭밀도(g/cc) 2.0∼4.0 1.5∼3.0 1.0∼2.5 액비중(g/cc) > 2.0
이와 같이 제조된 전자파차폐용도료는, 노트북, 컴퓨터 CASE, LCD Monitor Case, VCR Case, CRT Monitor Case등의 전기·전자제품 Case, PCS 단말기 등의 이동 통신용 CASE, 방사성 유해 전자파 노이즈가 발생되는 가전제품, 계측기기, 통신용기기에 노이즈대책용도로 적용되며,
상기 Case 재질은 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트 + ABS수지(PC+ABS), 폴리비닐크로라이드(PVC)로서 이와 같은 플라스틱 케이스(Case)에 적용되어진다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예와 함께 비교예를 기재한다.
실시예 1
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 30.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 20.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 10.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 19.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
상기 유기바인더의 각각의 성분을 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 유기바인더 제조탱크에 넣고 터빈형(turbine type)의 임펠러(Impeler)로 된 교반기(Mixer)로 교반하면서 Polymer 성분을 완전히 용해시켜 유기바인더를 제조한다.
다음 상기와 같이 제조된 유기바인더 70.0%와 공침법으로 제조된 도전성 금속분말(Ag, Cu, Ag coated Cu)을 30.0%의 조성비율로 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 도료(Slurry type) 제조탱크에 넣고 앵커형(Anchor type)의 임펠러(Impeler)로 된 Mixer에 의해 1-100rpm의 속도로 0.5-5시간동안 믹싱(Mixing)하여 금속분말을 고르게 분산시켜 도료 조성물을 얻는다. 제조된 도료는 자동 Packing 장치에 의해 도료 보관 용기에 도료를 유입시킨 후 밀봉하여 최종제품을 제조한다. 제조된 도료를 Sprayer 및 Spincoater로 피착체 표면에 금속피막을 형성하며, Doctor blade 법으로 원하는 두께의 박막시트 및 필름을 성형함으로써 본 발명의 유기바인더 조성물에 의해 코팅처리된 금속피막 및 시트(Sheet) 혹은 필름(Film)형태의 금속박막 전자파 차폐재를 얻는다.
유기바인더로 제조된 도료를 폴리카보네이트(Polycarbonate polymer) 수지로된 플라스틱 평판에 Spray coating 하여 실온에서 건조 한 후 전기저항을 측정하여 전기적 특성을 검사하였으며, 금속도막강도 및 피착체와의 접착력, NaCl 용액에 의한 화학적인 반응성을 검사하였고, 바인더의 분산성(Dispersion)은 Doctor blade 법으로 금속박막시트를 제조하여 건조한 후 광학현미경을 사용하여 측광에 의한 시트표면 조도상태로 검사하였다.
실시예 2.
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 40.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 15.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 10.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 14.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
실시예 1과 동일하나 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 금속피막형성 및 금속박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
실시예 3.
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 40.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 15.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 10.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 14.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
실시예 1과 동일하나 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 금속피막형성 및 금속박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
실시예 4.
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 50.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 10.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 10.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 9.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
실시예 1과 동일하나 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 금속피막형성 및 금속박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
비교예 1
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 15.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 5.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 5.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 54.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
실시예 1과 동일하나 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 금속피막형성 및 금속박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
비교예 2
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 10.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 5.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 5.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 59.0%
< 금속분말 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 70.0%
도전성 금속분말 30.0%
b. 금속분말 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
실시예 1과 동일하나 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 금속피막형성 및 금속박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
표 2
실험 분산성 전기저항특성 화학반응특성 코팅도막강도 프라스틱과접착성 판정
실시예1234 0000 0000 0000 0000 0/1000/1000/1000/100 0000
비교예12 xx xx xx xx 0/1000/100 xx
(0:양호, x: 불량)
실시예 5
a. 조성(%)
<유기 바인더 조성>
아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester) : 30.0%
아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester) : 20.0%
디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether): 10.0%
이소프로필알콜(Isopropyl alcohol) : 10.0%
아세톤(Acetone) : 10.0%
디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) : 0.5%
포스페이트에스테르(Phosphate esther) : 0.5%
에틸셀룰로즈(Ethylcellulose) : 19.0%
< 전도성고분자 도료(Paint) 조성>
상기 유기바인더 40.0%
전도성고분자 폴리아닐린 염(염산으로 도핑) 60.0%
b. 전도성고분자 도료(Paint)의 제조 및 그 응용
폴리아닐린 분말의 제조방법은 단량체인 아닐린과 산화제인 암모늄설페이트를 1 : 4몰을 기준으로 하여 1몰 염산 수용액 상태에서 2시간 반응하고 필터 하여 건조 하였다.
상기 유기바인더의 각각의 성분을 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 유기바인더 제조탱크에 넣고 터빈형(turbine type)의 임펠러(Impeler)로 된 교반기(Mixer)로 교반하면서 Polymer 성분을 완전히 용해시켜 유기바인더를 제조한다.
다음 상기와 같이 제조된 유기바인더 40.0%와 전도성고분자인 폴리아닐린 염 분말 60.0%을 조성비율로 칭량하여 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 도료(Slurry type) 제조탱크에 넣고 앵커형(Anchor type)의 임펠러(Impeler)로 된 Mixer에 의해 1-100rpm의 속도로 0.5-5시간동안 믹싱(Mixing)하여 폴리아닐린분말을 고르게 분산시켜 도료 조성물을 얻는다. 제조된 도료는 자동 Packing 장치에 의해 도료 보관 용기에 도료를 유입시킨 후 밀봉하여 최종제품을 제조한다.
제조된 도료를 Sprayer 및 Spincoater로 피착체 표면에 전도성고분자 피막을 형성하며, Doctor blade 법으로 원하는 두께의 박막시트 및 필름을 성형함으로써 본 발명의 유기바인더 조성물에 의해 코팅처리된 전도성고분자 피막 및 시트(Sheet) 혹은 필름(Film)형태의 전자파 차폐재를 얻는다.
유기바인더로 제조된 도료를 폴리카보네이트(Polycarbonate polymer) 수지로된 플라스틱 평판에 Spray coating 하여 실온에서 건조 한 후 전기저항을 측정하여 전기적 특성을 검사하였으며, 강도 및 피착체와의 접착력, NaCl 용액에 의한 화학적인 반응성을 검사하였고, 바인더의 분산성(Dispersion)은 Doctor blade 법으로 전도성고분자 시트를 제조하여 건조 한 후 광학현미경을 사용하여 측광에 의한 시트표면 조도상태로 검사하였다.
실시예 6
실시예 5와 동일하나 전도성고분자 중 폴리아닐린 분말 대신 폴리피롤 분말을 상기 조성비율에 따라 제조하였으며, Spray coating에 의한 전도성고분자피막형성 및 전도성고분자 박막시트 제조방법 역시 동일하며, 검사방법 또한 동일하다.
폴리피롤 분말의 제조방법은 단량체인 피롤과 도판트인 나프탈렌설폰닉산,산화제인 염화철을 1 : 0.5 : 3몰을 기준으로 하여 수용액 상태에서 2시간 반응하고 필터하여 건조하였다.
표 2
실험 분산성 전기저항특성 화학반응특성 코팅도막강도 프라스틱과접착성 판정
실시예 56 00 00 00 00 0/1000/100 00
(0:양호, x: 불량)
본 발명에 따른 전자파 차폐용 도료는 분산성 및 Spray coating 특성이 우수할 뿐 아니라 제조원가가 저렴하고 유동성 및 분산성이 양호한 유기바인더와 그에 따른 시트의 유연성 및 인장강도, 또한, 도막강도, 화학적 반응성, 피착체와의 접착성도 우수하여 노트북, 컴퓨터 CASE, PCS 단말기 CASE, LCD Monitor Case, VCR Case, CRT Monitor Case 및 방사성 유해 전자파 노이즈가 발생되는 가전제품, 계측기기, 통신용기기에 노이즈대책용으로 적용이 가능하다.

Claims (13)

  1. 전자파 차폐용 도료는 금속분말(혹은 전도성 고분자) 1.0-80.0%와 유기 바인더 20.0-99.0%로 구성되며, 상기 유기바인더는 아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester), 아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether), 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol), 아세톤(Acetone), 디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate),포스페이트에스테르(Phosphate esther), 에틸셀룰로즈(Ethylcellulose)중에서 어느 한가지 이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    아세틱엑시드에틸에스테르(Acetic acid ethyl ester)는 20.0-79.0%, 아세틱엑시드부틸에스테르(Acetic acid butyl ester)는 5.0-20.0%, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether)는 5.0-20.0%, 이소프로필알콜(Isopropyl alcohol)은 5.0-20.0%, 아세톤(Acetone)은 5.0-20.0%, 디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate)는 0.2-5.0%, 포스페이트에스테르(Phosphate esther)는 0.2-1.0%, 에틸셀룰로즈(Ethylcellulose)는 0.6-20.0%의 범위내에서 사용됨을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 금속분말은 판상형(Flake type)의 은분말, 동분말, 은이 코팅된 동분말, 니켈분말, 알루미늄분말, 주석분말, 아연분말중에서 어느 한 물질 또는 하나이상의 혼합물을 사용하되, 상기 은(Ag)분말은 탭밀도(Tapdensity)가 2.0∼4.0g/cc이며, 비표면적은 0.7∼2.5m2/g, 상기 동(Cu)분말의 탭밀도(Tapdensity)는 1.5∼3.0g/cc이며, 비표면적은 0.5∼1.5m2/g, 상기 은이 코팅된 동분말(Silver coated copper powder)은 탭밀도(Tapdensity)가 1.0∼2.5g/cc이며, 비표면적은 0.5∼1.5m2/g인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    유기바인더 조성 중 고분자수지는 니트로셀룰로즈(Nitrocellulose), 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral), 메틸셀룰로즈(Methylcellulose)를 포함하고, 가소제로서 디옥틸프탈레이트(Dioctyl phthalate), 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 부틸벤질프탈레이트(Butylbenzyl phthalate),트리크레실포스페이트(Tricresil phosphate)를 포함하며, 분산제로는 트리올레인(Triolein)을 포함한 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 전도성 고분자로는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3.4-에틸렌디옥시싸이오펜)중에서 어느 한개이상을 사용함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전도성 고분자로서 폴리아닐린을 사용할 경우 단량체인 아닐린과 산화제인 암모늄설페이트를 염산 수용액 상태에서 반응, 필터링하여 건조한 폴리아닐린 분말을 사용하고, 폴리피롤을 사용할 경우에는 단량체인 피롤, 도판트인 나프탈렌설폰닉산과, 산화제인 염화철을 수용액 상태에서 반응, 필터링하여 건조한 폴리피롤분말을 사용하는것을 특징으로하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 전자파 차폐용 도료 조성물은 1.0∼60.0±1.0%, 점도 1000∼3000±300cps, 액비중 2.0g/cc 이상이 됨을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    노트북, 컴퓨터 CASE, LCD Monitor Case, VCR Case, CRT Monitor Case등의 전기·전자제품 Case, PCS 단말기 등의 이동 통신용 CASE, 방사성 유해 전자파 노이즈가 발생되는 가전제품, 계측기기, 통신용기기에 노이즈대책용도로 적용됨을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 Case 재질은 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트 + ABS수지(PC+ABS) 또는 폴리비닐크로라이드(PVC)인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물.
  10. 금속분말을 고분자 재료인 유기바인더와 고르게 혼합하여 제조하는 전자파 차폐용 도료 조성물의 제조방법에 있어서,
    청구항 1에 의한 유기바인더 조성물을 Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 유기바인더 제조탱크에 넣고 터빈형(turbine type)의 임펠러(Impeler)로 된 교반기(Mixer)로 교반하면서 Polymer 성분을 완전히 용해시켜 유기바인더를 제조하고, 제조된 유기바인더 20.0-99.0%와 금속분말 (혹은, 전도성 고분자) 1.0-80.0%를Water jacket에 의해 25℃ 이하로 유지되는 도료 제조탱크에 넣고 앵커형(Anchor type)의 임펠러(Impeler)로 된 Mixer에 의해 1-100rpm의 속도로 0.5-5시간동안 믹싱(Mixing)하여 금속분말을 고르게 분산시킴으로써 제조함을 특징으로 하는 전자파차폐용 도료 조성물의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제조된 도료를 Spray coating 및 Spin coating, 닥터블레이드법에 의한 금속박막시트(Sheet) 및 필름(Film)을 제조함을 특징으로 하는 전자파차폐용 도료 조성물의 제조방법.
  12. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 금속분말은 판상형(Flake type)의 은분말, 동분말, 은이 코팅된 동분말, 니켈분말, 알루미늄분말, 주석분말, 아연분말중에서 어느 한 물질 또는 하나이상의 혼합물을 사용하되, 상기 은(Ag)분말은 탭밀도(Tapdensity)가 2.0∼4.0g/cc이며, 비표면적은 0.7∼2.5m2/g, 상기 동(Cu)분말의 탭밀도(Tapdensity)는 1.5∼3.0g/cc이며, 비표면적은 0.5∼1.5m2/g, 상기 은이 코팅된 동분말(Silver coated copper powder)은 탭밀도(Tapdensity)가 1.0∼2.5g/cc이며, 비표면적은 0.5∼1.5m2/g인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물의 제조방법.
  13. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 전도성 고분자로는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(3.4-에틸렌디옥시싸이오펜)중에서 어느 한개이상을 사용함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도료 조성물의 제조방법.
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