KR20080062130A - 이온성 액체를 함유한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물 - Google Patents

이온성 액체를 함유한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 도전성을 갖는 전자파 차폐용 코팅재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 수지 내에 도전성 금속 필러를 첨가하여 도전성을 갖게한 전자파 차폐용 코팅재에 있어서 이온성 액체를 첨가함으로써 도전성 금속 필러의 함량을 줄이고서도 더욱 우수한 도전 특성을 확보할 수 있는 전자파 차폐용 코팅재 조성물에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 전자파 차폐용 코팅재 조성물은, 바인더 수지에 도전성 금속 필러를 첨가하여 도전성을 갖게 한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 있어서, (a) 바인더 수지; (b) 금속 파우더; (c) 유기 용제; 및, (d) 이온성 액체;를 포함하여 조성된 것을 그 기본적인 구성상의 특징으로 한다.
전도성, 도전성, 전자파, 차폐, EMI, 코팅, 도료, 이온성 액체

Description

이온성 액체를 함유한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물 {EMI SHIELDING COATING PAINT CONTAINING IONIC LIQUID}
본 발명은 전기 도전성을 갖는 전자파 차폐용 코팅재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 수지 내에 도전성 금속 필러를 첨가하여 도전성을 갖게한 전자파 차폐용 코팅재에 있어서 이온성 액체를 첨가함으로써 도전성 금속 필러의 함량을 줄이고서도 더욱 우수한 도전 특성을 확보할 수 있는 전자파 차폐용 코팅재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터, 사무기기 등 각종 전자기기의 내부 소자로부터 발생되는 전자파는 두통, 시력저하, 뇌종양, 백혈병, 순환계 이상, 생식기능 저하, VDT 증후군 유발 등 각종 질병에 직,간접적으로 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과들이 계속해서 보고되고 있어 전자파의 신체 유해성에 대한 논란이 가중되고 있다. 또한, 전자제품의 고기능화, 경량화 추세에 따라 소자의 집적도가 증가하면서 구성소자로부터 발생하는 불요 전자파가 주변 소자 또는 주변 정밀기기의 오작동을 일으켜 기기 장해의 원인이 되기도 한다.
따라서, 최근에는 컴퓨터, 무선 전화기, 자동차, 의료기기, 멀티미디어 플레이어 등 각종 가정용, 사무용, 산업용 전자제품으로부터 발생되는 전자파에 대한 차폐 규격의 강화와 더불어 EMI(Electromagnetic Interference) 및, RFI(Ra야Frequency Interference)에 대한 규제도 강화되고 있어 각종 전자기기 및 부품의 전자파 차폐 대책이 중요한 과제로 부각되고 있다.
특히, 최근 들어 정보화 산업이 급성장하고 무선 통신 기술이 발전함에 따라 통신 방식에 있어 기존에 주류였던 유선 시스템으로부터 무선통신 방식으로 옮겨 가면서 휴대폰 및 PDA, 위성통신, 무선 LAN 등과 같이 무선 전파를 이용한 각종 기기들의 사용이 급증하고 있으며, 이에 따라 각종 유해전파로부터 기기 및 신체를 보호할 필요성으로부터 각종 EMC(Electromagnetic Compatibility) 규격에 대응할 수 있는 차폐 재료의 필요성이 절실한 실정이다.
상기와 같은 전자파의 차폐를 위해 현재 일반적으로 사용하고 있는 방식으로는 (무전해)도금, 진공 증착, 도전성 도료에 의한 코팅 방법 등을 대표적으로 들 수 있다. 이들 중 도금 방식의 경우 오래전부터 사용되어 온 방식이지만 제조 원가가 높고 생산 공정이 복잡하며 환경 오염을 유발하는 등의 문제가 있어 이에 대한 보완이 요구되고 있으며, 진공 증착에 의한 방식 역시 비용이 많이 들고 장기적인 신뢰성의 면에서 문제가 되어 극히 제한된 경우에만 사용되고 있다.
이에 비해 도전성 도료에 의한 코팅 방식은 점착성 고분자 수지에 도전성 금속 분말을 혼입하여 된 EMI 차폐 도료를 기재 위에 도포하거나 스프레이식으로 코 팅하는 방식으로서, 특히 최근 급성장하고 있는 휴대 전화 시장은 이러한 EMI 차폐 도료가 가장 적극적으로 활용되고 있는 분야라 할 수 있다.
현재 EMI 차폐 도료에 사용되는 도전성 금속 필러(filler)로는 은 분말을 단독으로 사용한 제품이 주류를 이루고 있으나, 귀금속인 은의 고 단가로 인하여 비교적 가격이 저렴한 저가형으로서 은을 코팅한 구리(Ag Coated Cu) 또는 은 분말과 은-코팅 구리 분말을 혼합한 형태의 것도 근래에 많이 사용되고 있다. 하지만, 이들 모두는 도전성 필러로 고(高)단가의 은이나 구리 등 금속 재료를 사용한 것으로 필러의 함량이 높아질수록 제조원가가 상승하는 단점이 있으며, 아울러 금속 재료의 특성상 고비중이어서 차폐 코팅으로 인해 제품 중량이 증가하는 문제점이 있었는바 현재 단소경박화 되어가는 전자제품의 시장 진행의 흐름을 저해하는 요인 중의 하나로 지적되고 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 EMI 차폐 도료에 있어서의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 구체적으로 본 발명은 고분자 수지 내에 도전성 필러로서 금속 분말을 충진한 전자파 차폐용 도전성 코팅재에 이온성 액체를 첨가함으로써 고중량, 고단가의 도전성 금속 재료의 함량을 줄이면서도 금속 필러를 단독으로 사용할 때보다 더욱 우수한 도전 특성을 확보할 수 있으므로 제품 중량을 줄일 수 있고 경제적으로도 유리하며, 아울러 뛰어난 차폐 효과를 기대할 수 있는 새로운 전자파 차폐용 코팅재 조성물을 제공하는 것을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한 다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 하기와 같은 조성을 갖는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물을 제공하며, 구체적으로 이는 바인더 수지에 도전성 금속 필러를 첨가하여 도전성을 갖게 한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 있어서, (a) 바인더 수지; (b) 금속 파우더; (c) 유기 용제; 및, (d) 이온성 액체;를 포함하여 조성된 것을 그 기본적인 구성상의 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 있어서, 상기 이온성 액체의 양이온은 탄소수 1 내지 15인 알킬기에 의하여 치환되거나 비치환된 이미다졸륨, 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 포스포늄, 암모니움, 피롤리디늄 및 트리아졸륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 이온성 액체의 음이온은 BF4-, PF6-, CF3SO3-, N(CF3SO2)2-, N(C2F5SO2)2-, C(CF2SO2)3-, AsF6-, SbF6-, AlCl4-, NbF6-, HSO4-, ClO4- , CH3SO3- 및, CF3CO2-로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기한 바로부터 알 수 있는 것과 같이, 본 발명에서 제공하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물은 도료에 도전성을 부여하기 위한 전도성 필러로서 금속 파우더를 단독으로 사용하였던 기존의 전자파 차폐용 도료들과 비교할 때 이온성 액체(ionic liquid)를 더욱 포함하여 조성되어 있다는 점에 그 주요한 기술적 특징이 있다. 즉, 본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물은 이온성 액체를 첨가함으로써 전도성 금속 파우더의 일부를 대체할 수 있도록 한 것으로서, 이러한 본 발명에 따르면, 고중량·고단가의 금속 파우더의 함량을 줄일 수 있어 제품 중량 및 제조원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같이 첨가된 이온성 액체의 효과로 인해 금속 파우더를 단독으로 사용했을 때보다 높은 전기전도도(낮은 비저항)을 획득할 수 있어 우수한 차폐 효과를 기대할 수 있게 되는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 대하여 각 성분별로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서 제공하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에서 금속 파우더(powder)는 본 발명의 코팅재 조성물에 도전성을 부여하기 위한 전도성 필러(filler)로서 사용되는 것으로서, 본 발명에 있어 상기 금속 파우더는 미립화된 은 분말, 은-코팅 구리 분말, 동(銅) 분말 등을 단독으로 사용하거나 혹은 상기 금속 분말들을 혼합하여 사용할 수 있다.
이때, 본 발명에서 사용 가능한 금속 파우더로는 편(片) 형상, 구형상, 플레이크(flake) 형상 및 부정형상 등 특별한 제한 없이 어느 형상이라도 가능하다. 또한, 상기 금속 파우더의 입자 크기로는 평균 입경 50㎛이하, 바람직하게로는 2 ~ 20㎛ 범위인 것이 좋은데, 이는 입경을 2㎛ 이하로 하게 되면 단가가 급격히 상승하고 동(銅) 분말의 경우에는 산화되기 쉽다는 문제가 있으며, 20㎛를 넘을 경우 수지와의 배합성이 저하되고 코팅된 도전막의 표면이 거칠어질 수 있기 때문이다.
이러한 금속 파우더는 도전성 코팅재 조성물 전체에 대하여 그 함량이 30 내지 70 중량%인 것이 바람직하다. 그 이유는 30 중량% 미만인 경우에는 원하는 차폐 효율을 얻기에 함량이 부족하고, 70 중량% 이상인 경우에는 점도 및 분산성이 떨어져 혼합이 쉽지 않으며 기판(substrate)과의 밀착성이 나빠지기 때문이다.
다음으로, 본 발명에서 제공하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에서 사용되는 바인더 수지는 코팅재의 기제(基劑)로서 도막 형성시 점착성을 제공함과 동시에 상기한 도전성 필러로서의 금속 파우더를 결속하는 역할을 하는 고분자 바인더(binder) 수지에 해당한다. 이때, 본 발명에서 사용할 수 있는 고분자 수지로는 (수분산성) 우레탄 수지, 아크릴 수지, 아크릴 에멀젼, 에스테르 수지, 에스테르-아크릴 수지, 실리콘-아크릴 중합체 등을 들 수 있으며, 특히 혼합의 용이성 및 기판과의 밀착성 등을 고려할 때 수분산성 우레탄 수지 또는 실리콘-아크릴 수지 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 사용되는 바인더 수지의 함량은, 도전성 코팅재 전체 조성물에 대하여 10 내지 25 중량%인 것이 바람직한데, 이는 25 중량%를 초과하는 경우 도전성 필러의 상대적인 함량비가 낮아져 차폐 성능이 떨어지는 단점이 있고, 10 중량% 밑으로 사용하는 경우에는 점성 저하에 따른 작업성 및 분산성의 문제가 있으며 코팅시 기판과의 밀착성이 떨어지는 점을 고려한 것이다.
본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에서는 상기 고분자 바인더 수지를 용해시키기 위한 유기 용제로서 에틸알콜, 에틸아세테이트, 아세톤, 메틸알콜, 에틸렌 글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸셀로솔브), 디메틸포름아마이드, 메틸에틸케톤, 톨루엔 등 기존에 알려진 유기 용제들 중에서 1종 또는 2종 이상을 함께 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 그리고, 상기 유기 용제는 고분자 수지를 용해시키고 상기한 금속 파우더를 분산시키는 기능을 하는 것으로서 이러한 유기 용제는 상기에서 열거한 것 외에도 동일한 기능을 할 수 있는 다른 종류의 것을 사용할 수 있으며, 이는 당업자가 고분자 수지의 종류 및 구체적인 공정을 고려하여 용이하게 취사 선택할 수 있을 것이다.
상기 유기 용제의 사용량은 본 발명에서 사용되는 수지의 종류, 요구되는 점착도 등 여러 조건에 따라 변할 수 있지만 일반적인 경우라면 본 발명의 코팅재 조성물 전체에 대하여 20 내지 60 중량%로 사용하는 것이 적당하다. 이는 유기 용제의 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 바인더 수지의 용해가 어렵고 조성물의 점도 과다로 도포 작업이 어려워지는 문제가 있으며, 60 중량% 이상일 경우에는 너무 낮은 점도로 인하여 고형분의 분산도 제어가 어렵고 그에 따른 특성 감소 및 작업성 저하를 동반할 수 있기 때문이다.
본 발명은 전술한 바와 같이 금속 파우더를 바인더 수지 내에 충진시킨 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 있어서 이온성 액체를 더욱 포함하여 구성되어 있으며, 이러한 점에 본 발명에 따른 도전성 코팅재 조성물의 주요한 기술적 특징 중의 하나가 있다.
주지하는 바와 같이 이온성 액체(ionic liquid; IL)란 통상 800℃ 이상의 고온에서 녹아 액체상태로 되는 소금과 같은 물질과는 달리, 소금처럼 금속 양이온과 비금속 음이온으로 이루어져 있지만 100℃ 이하의 온도에서 액체로 존재하는 이온성 염을 말하는 것으로, 특히 25℃ 부근의 상온에서 액체로 존재하는 이온성 액체를 상온 이온성 액체(Room Temperature Ionic Liquid - RTIL)라고 부른다.
본 발명에서는 이와 같은 이온성 액체를 첨가함으로써 이온성 액체의 이온 전도도를 이용하여 금속 파우더의 수지 내 분산성을 향상시킴과 동시에, 도전 통로의 규칙성 및 배향성을 향상시켜 금속 파우더의 함량을 낮추면서도 전기 전도도가 높아 차폐성이 우수하고 원가 절감의 면에서도 유리한 전자파 차폐용 코팅재를 제공할 수 있게 되었다.
이와 같이 차폐성능 향상과 경제성 등을 동시에 구현할 수 있도록 본 발명에 첨가되는 이온성 액체로는 상업적으로 시판되는 물질을 구입하여 사용할 수도 있고 혹은 이 분야의 통상적인 기술에 의해 합성 제조하여 사용할 수도 있다. 이러한 이온성 액체의 구체적인 예로서, 이온성 액체의 양이온은 탄소수 1 내지 15인 알킬기에 의하여 치환되거나 비치환된 이미다졸륨, 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 포스포늄, 암모니움, 피롤리디늄, 트리아졸륨 또는 이들의 혼합체 등이 있으며, 상기 이온성 액체의 음이온으로는 BF4-, PF6-, CF3SO3-, N(CF3SO2)2-, N(C2F5SO2)2-, C(CF2SO2)3-, AsF6-, SbF6-, AlCl4-, NbF6-, HSO4-, ClO4- , CH3SO3- 및, CF3CO2- 등을 들 수 있다.
이때, 본 발명의 도전성 코팅재 조성물에 있어서 상기 이온성 액체의 함량은 전체 코팅재 조성물에 대하여 0.3 내지 5 중량%로 포함됨이 바람직하다. 그 이유는 0.3 중량% 보다 적은 함량으로 포함될 경우 이온성 액체의 추가로 인한 전기 전도도의 향상 및 금속 파우더의 분산성 향상 등의 효과가 미비하고, 5 중량%를 초과하여 사용하는 경우 첨가량에 비해 차폐 성능 등의 향상이 상대적으로 크지 않으며 바인더 수지와의 상 분리 현상이 발생하여 전도도, 접착력 등의 물성 저하를 초래할 수 있기 때문이다.
한편, 상기와 같은 이온성 액체를 첨가함에 있어, 이온성 액체의 코팅재 조성물 내에서의 분산성을 향상시키기 위하여 계면활성제를 더욱 첨가할 수 있다. 이때, 상기 계면활성제는 카르복실산염, 설폰산염 등의 음이온성 계면활성제와 폴리옥시에틸렌 또는 폴리올 그룹의 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.
이하에서는 상기에서 설명한 것과 같은 본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 바인더 수지와 유기 용제를 각각 칭량(稱量)한 후 이중 자켓으로 25℃ 이하로 유지되는 베셀에 넣고 터빈형 또는 디졸버형 임펠러로 된 교반기로 교반하여 유기 바인더 용액을 제조한다. 다음으로, 이온성 액체를 칭량하여 상기에서 제 조된 유기 바인더 용액에 투입한 후 25℃ 이중 자켓 탱크에서 충분히 고속 교반(약 1000rpm)한다. 이때, 이온성 액체의 분산성을 높이기 위해 계면활성제를 함께 투입하는 것이 바람직하다.
다음으로는, 상기와 같이 제조된 용액에 금속 파우더를 투입하는데, 금속 파우더는 비중이 높아 투입시 뭉침이 발생할 수 있으므로 이를 방지할 수 있도록 상기 용액을 교반하면서 금속 파우더를 일정 속도로 투입한다.
상기와 같은 공정을 거쳐 제조된 액은 외관과 저장성, 전기적 특성 등을 일정하기 유지하기 위해 밀링 공정을 거쳐 금속 파우더와 바인더 수지가 고르게 분산될 수 있도록 한다. 이때 사용되는 밀링 방법은 3-roll mill, 2-roll mill, Attrition mill, ball mill, bead mill, basket mill 등이 사용될 수 있다.
상기와 같이 제조된 밀링액을 교반기에 넣어 천천히 교반하면서 증점제를 투입한다. 즉, 본 발명에서 제공하는 도전성 코팅재의 경우 금속 파우더의 함량이 높으므로 증점제로 저장성을 최대한 유지시키는데, 이때 사용 가능한 증점제는 폴리아크릴레이트 중합체, 셀룰로오즈, 우레탄 아크릴 에멀젼 타입 및 벤토나이트를 포함하며, 특히 셀룰로오즈와 폴리아크릴레이트를 혼합 사용하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 것과 같은 본 발명의 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물은 노트북, 컴퓨터 본체, LCD모터, 휴대 전화, PCS, MP3, 지상파DMB, PDP 및 의료기기 등과 같이 방사성 유해 전자파 노이즈가 발생되는 전자기기의 케이스에 도포하여 그 효과를 나타낸다. 재질로는 폴리카보네이트(PC), ABS 등 플라스틱 케이스 에 적합하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 제공하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재는 brushing, rolling 등의 방법으로 도포하여 사용이 가능하며, 부피비 1:1로 희석하여 점도를 낮춰 스프레이 코팅이나, 스핀코팅 방법으로도 전자파 차폐 코팅이 가능하다.
이하에서는, 본 발명에 대한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 이를 통해 본 발명의 내용 및 유리한 효과 등이 더욱 구체적으로 이해될 수 있을 것이다. 다만, 이는 본 발명의 기술 사상을 더욱 명확히 하고자 단지 설명의 목적으로 제공되는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
메틸알콜 5g, 에틸알콜 23.5g, 에틸렌글리콜 2g, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 2g으로 혼합된 유기 용제와, 바인더 수지로서 수분산 우레탄 20g(Noveon사 Sancure 12954, 미국)을 25도로 유지되는 이중베셀에 넣고 디졸버형 임펠라를 이용하여 300rpm으로 교반하였으며, 그 후 금속 파우더로서 Ag flake 파우더 42g(Ferro사 70A)과 이온성 용액 1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluroborate [Aldrich사,미국] 2g을 계면활성제 Triton X-100 0.5g와 함께 천천히 투입한 뒤, 투입이 끝나면 교반 속도를 1000rpm으로 하여 2시간 동안 교반하였다.
상기와 같이 제조된 액을 Attritor (유니온 프로세스사 01-HDDM모델)에 이트 륨으로 안정화된 지르코니아볼 (지름 1mm) 1k과 함께 넣고 1000rpm으로 1시간 교반한 다음, 상기 액을 볼과 분리하여 300rpm으로 교반하였으며, 다시 증점제인 하이드록시 에틸 셀룰로오즈 2g을 넣고 1시간 더 교반하여 마무리하였다.
[비교예 1-1]
실시예 1에서 유기 용제 중 에틸알콜을 26.5g으로 하고, 이온성 액체를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성 및 동일한 제조 방법으로 코팅재를 제조하였다.
[비교예 1-2]
실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조하되, 조성중 Ag flake 파우더를 45g으로 포함하고, 이온성 액체를 첨가하지 않고 제조하였으며, 그외 조성은 모두 동일한 함량으로 제조하였다.
[실시예 2]
톨루엔 20.5g, 디메틸포름아마이드 5g, 메틸에틸케톤 5g, 에틸렌글리콜 2g으로 혼합된 유기 용제와, 바인더 수지로서 유성 우레탄계 수지 20g [Development Associate Inc사 Z-8210] 을 25도로 유지되는 이중베셀에 넣고 디졸버형 임펠라를 이용하여 300rpm으로 교반하였다.
그 후 금속 파우더로서 플레이크(flake) 타입의 은-코팅 구리(Ag coated Cu) 파우더 48g(Ferro사 250CI)과 이온성 용액 1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluroborate [Aldrich사,미국] 2g을 계면활성제 Triton X-100 0.5g와 함께 천천히 투입한 뒤, 투입이 끝나면 교반속도를 1000rpm으로 하여 2시간 동안 교반하였다. 이와 같이 하여 제조된 액을 3 roll-mill로 4회 pass하여 분산 공정을 거친 다음, 그 액을 300rpm으로 교반하였으며, 다시 증점제인 하이드록시 에틸 셀룰로오즈 2g을 넣고 1시간 더 교반하여 마무리하였다.
[비교예 2-1]
실시예 2에서 유기 용제 중 톨루엔을 23.5g으로 하고, 이온성 액체를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조성 및 동일한 제조 방법으로 코팅재를 제조하였다.
[비교예 2-2]
실시예 2에서와 동일한 방법으로 제조하되, 조성중 은-코팅 구리 파우더를 50g으로 포함하고, 이온성 액체를 첨가하지 않고 제조하였으며, 그외 조성은 모두 동일한 함량으로 제조하였다.
상기와 같은 조성으로 제조된 코팅재 조성물의 물성 평가는 PET sheet에 어플리케이터(sheen사)로 도포하여 60도 온도 오븐에서 경화시킨 뒤 그 물성을 측정하였다. 저항은 MIL-G-83528규격에 맞게 멀티메타를 사용하여 단위면적당 표면저항 으로 평가하였으며, 그 결과는 아래 표에 나타내었다.
[표 1] 금속 파우더로서 은 분말을 사용한 경우
금속파우더 (g) 이온성액체 (g) 바인더수지 (g) 도막두께 (㎛) 표면저항 (mΩ) 비저항 (mΩ-cm)
실시예 1 42 2 20 7 50 3.5
비교예 1-1 42 - 20 8 62 5.0
비교예 1-2 45 - 20 8 50 4.0
[표 2] 금속 파우더로서 은-코팅 구리 분말을 사용한 경우
금속파우더(g) 이온성액체 (g) 바인더수지 (g) 도막두께 (㎛) 표면저항 (mΩ) 비저항 (mΩ-cm)
실시예 2 48 2 20 24 0.18 4.3
비교예 2-1 48 - 20 25 0.33 8.2
비교예 2-2 50 - 20 25 0.23 5.7
실시예 1을 비교예 1-1과 비교하면, 표1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우 이온성 액체를 포함하고 있음으로써 동일한 금속 파우더의 함량을 갖는 비교예 1-1에 비해 표면 저항과 비저항의 면에서 모두 월등히 우수한 결과를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 이로써 이온성 액체의 첨가로 인한 차폐 성능 향상의 효과를 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 금속 파우더로서 은-코팅 구리 분말을 사용한 실시예2와 비교예 2-1의 비교 결과로부터도 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1과 비교예 1-2를 비교하면, 표1에 나타난 바와 같이 은 분말의 함량을 45%에서 42%로 낮추고 이온성 액체를 2% 함유하는 조성물(실시예 1)의 비저항이 45%함량의 조성(비교예 1-1)보다 더 낮은 비저항을 나타내고 있음을 알 수 있다. 또한, 표2에 나타난 실시예 2와 비교예 2-2의 시험 결과로부터 알 수 있듯이 실시예 2의 경우 비교예 2-2에 비해 금속 파우더의 함량을 50%에서 48%로 낮추고 있음에도 불구하고 표면 저항과 비저항의 면에서 모두 우수한 결과를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
이상과 같은 시험 결과로부터 볼 때, 본 발명에 의하면, 이온성 액체를 포함함으로써 도전성 금속 파우더를 단독으로 사용할 때에 비해 차폐 성능이 향상됨을 알 수 있으며, 이는 도전성 금속 파우더의 네트워크에 의한 electronic conduction과 이온성 액체의 ionic conduction의 시너지 효과로 인한 비저항 감소로 설명될 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
상기에서 상세하게 설명한 본 발명에 의하면, 전자파 차폐용 코팅재를 제조함에 있어 이온성 액체를 첨가함으로써 고중량, 고단가의 도전성 금속 재료의 함량 을 저감시키면서도 금속 필러를 단독으로 사용할 때보다 더욱 우수한 도전 특성을 확보할 수 있으므로 제품 중량 및 제조 원가를 줄일 수 있으며 아울러 뛰어난 차폐 효과를 얻을 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 코팅재를 이용하여 휴대폰, 컴퓨터 등 주요 전자 제품들의 전자파 차폐 처리를 하게 되면 금속 파우더의 함량을 줄임으로써 경량화, 단소화되는 최근 전자 제품의 경향에 적극적으로 부합할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (6)

  1. 바인더 수지에 도전성 금속 필러를 첨가하여 도전성을 갖게 한 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물에 있어서,
    (a) 바인더 수지;
    (b) 금속 파우더;
    (c) 유기 용제; 및,
    (d) 이온성 액체;
    를 포함하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이온성 액체의 양이온은 탄소수 1 내지 15인 알킬기에 의하여 치환되거나 비치환된 이미다졸륨, 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨, 포스포늄, 암모니움, 피롤리디늄 및 트리아졸륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온성 액체의 음이온은 BF4-, PF6-, CF3SO3-, N(CF3SO2)2-, N(C2F5SO2)2-, C(CF2SO2)3-, AsF6-, SbF6-, AlCl4-, NbF6-, HSO4-, ClO4- , CH3SO3- 및, CF3CO2-로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이온성 액체의 첨가량은 0.3 ~ 5 중량%의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 계면활성제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (a) 바인더 수지는 10 ~ 25 중량%로 포함되고, 상기 (b) 금속 파우더는 30 ~ 70 중량%로 포함되고, 상기 (c) 유기 용제는 20 ~ 60 중량%로 포함되며, 상기 (d) 이온성 액체는 0.3 ~ 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성 코팅재 조성물.
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