KR20090061366A - 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합쿠션재 및 그 제조 방법 - Google Patents

상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합쿠션재 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (i) 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층, (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층, (iii) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층, (iv) 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링(sputtering)되거나 전해 또는 무전해 도금된 층, (v) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층 및 (vi) 도전성 폴리우레탄 시트 층이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 타공되어 있으며, 상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 상기 도전성 폴리우레탄 시트 층은 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층을 매개로 라미네이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재[상기 쿠션재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층을 포함하지 않을 수도 있다]에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재는 표면 상태가 양호하고, 전기전도도가 균일하며, 전자파 차폐 효율이 우수할 뿐만 아니라, 쿠션성 및 피착체와의 밀착성이 양호하다.
또한, 본 발명은 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법으로서, (a) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층 상에 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 적층시키는 단계, (b) 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하는 단계, (c) 타공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계, (d) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및 (e) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하거나; 또는 (a) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하는 단계, (b) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계, (c) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및 (d) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법은 도전성 고분자 페이스트의 소요량이 적기 때문에 쿠션재의 생산 원가를 낮 춰 가격경쟁력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 쿠션재 표면의 크랙(crack)이나 스크래치(scratch)의 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
다층 탄성 복합 쿠션재, 전자파 차폐, 상하통전, 균일한 전기전도도, 피착체와의 밀착성, 쿠션성, 도전성 고분자 페이스트, 수분산성 및 도전성 고분자 페이스트, 도전성 스폰지 탄성체, 도전성 폴리우레탄 시트, 타공, 진공증착, 스퍼터링 (sputtering), 라미네이팅.

Description

상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재 및 그 제조 방법{A MULTI-LAYER ELASTIC COMPOSITE CUSHION WITH GOOD VERTICAL ELECTRIC CURRENT-APPLYING PERFORMANCE FOR SHIELDING ELECTROMAGNETIC WAVE, AND A METHOD FOR PRODUCTION OF THE SAME}
본 발명은 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
각종 전자 및 통신 기기의 내부에 설치된 회로에서 발생하는 유해 전자파나 전자기파는 기기의 오작동이나 전파 장애를 야기시키고, 결과적으로 제품 성능을 저하시키고 제품 수명을 단축시킨다. 따라서, 전자 및 통신 기기의 외부 충격과 내부 진동 등을 흡수하여 보호함과 동시에 기기의 상하부, 이음새 및 접속부에서의 전자파의 누설이나 침입을 방지할 수 있는 전자파 차폐용 스폰지 쿠션재(특히, 구리, 니켈 등과 같은 전기전도성이 우수한 금속이 도금된 다공성 스폰지 쿠션재)가 널리 이용되어 왔다.
종래의 도금된 스폰지 쿠션재는 절단 가공시 도금된 금속 분말의 박리로 인하여 차폐 효율이 저하되고, 기기 내부의 인쇄회로기판(PCB)에 형성된 도전 패턴이 나 전자 부품의 전기적 단락을 발생시키는 문제점이 있으며, 다공성을 갖는 스폰지의 특성 때문에 피착체와의 밀착성에 큰 문제가 있다.
또한, 종래에는 다공성 스폰지를 전기전도성 고분자 수지액에 단순히 함침시켜 짜낸 후 건조하는 방식으로 전자파 차폐용 스폰지 쿠션재를 제조하기도 하였는데, 이 경우에는 쿠션재 표면의 기공들을 커버할 수 없을 뿐만 아니라 쿠션재 자체가 단단해져 탄성(쿠션성)이 저하되는 단점이 있다. 또한, 상하통전을 위해 고밀도의 발포 스폰지를 일정한 모양으로 타공한 후 타공된 홀(hole) 및 표면에 도전성 재료(예컨대, 도전성 카본블랙, 그래파이트, 금, 은, 구리, 니켈 또는 알루미늄 미세분말)를 충진 및 코팅하는 경우(한국 공개특허공보 제2003-0069247 등 참조)에는 공정이 많아지고 제품 단가가 높아지는 문제점이 있다. 특히, 종래의 도전성 쿠션재의 경우, 고밀도의 발포 탄성체에 상하통전을 위해 홀 및 표면에 도전성 페이스트를 충진 및 코팅하거나 금속을 도금하여 제조되는데, 도전성 페이스트의 함침시 쿠션성이 떨어지고 도전성 페이스트의 소요량이 많아 생산 원가가 높아져 가격 경쟁력을 갖춘 제품의 실현이 어려워지며, 금속 도금시 쿠션재의 표면에 크랙(crack) 현상 발생 및 피착체와의 밀착성이 떨어진다.
한편, 종래의 전자파 차폐용 박막 제조 방법으로는 습식 도금법과 전도성 페이스트 코팅법 등을 들 수 있는데, 습식 도금법의 경우에는 부분 코팅이 매우 어렵고 생산 단가가 높으며 환경 오염 문제 등의 발생 우려가 있고, 전도성 페이스트 코팅법은 시설비가 적게 들고 작업 과정이 비교적 간편한 반면에 전도성 페이스트의 소요량이 많고 얇고 균일하게 코팅하기 어렵다.
이에 본 발명자들은 예의 연구한 끝에, 고밀도 발포성 스폰지 탄성체를 타공하거나, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 그 위에 적층된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하고, 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층 상에 전기전도성이 우수한 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하고, 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층의 하면 또는 타공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하고, 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로, 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시킴으로써, 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재를 창안해 내었다.
본 발명은 표면 상태가 양호하고, 전기전도도가 균일하며, 전자파 차폐 효율이 우수하고, 쿠션성 및 피착체와의 밀착성이 양호하며, 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 도전성 고분자 페이스트의 소요량이 적기 때문에 쿠션재의 생산 원가를 낮춰 가격경쟁력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 쿠션재 표면의 크랙 (crack)이나 스크래치(scratch)의 발생을 방지할 수 있으며, 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 실시태양은 (i) 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층, (ii) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층, (iii) 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링(sputtering)되거나 전해 또는 무전해 도금된 층, (iv) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층 및 (v) 도전성 폴리우레탄 시트 층이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 타공되어 있으며, 상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 상기 도전성 폴리우레탄 시트 층은 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층을 매개로 라미네이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 상 하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재를 제공한다.
본 발명의 제 2 실시태양은 (i) 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층, (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층, (iii) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층, (iv) 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링(sputtering)되거나 전해 또는 무전해 도금된 층, (v) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층 및 (vi) 도전성 폴리우레탄 시트 층이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 타공되어 있으며, 상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 상기 도전성 폴리우레탄 시트 층은 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층을 매개로 라미네이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재를 제공한다.
도전성 점착제가 도포된 금속박층은 전기 전도 기능을 한다. 도전성 점착제의 예로는 아크릴계, 우레탄계, 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리비닐계, 폴리비닐아세테이트계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 점착제 등을 들 수 있지만, 당업계에 공지된 것이라면 어느 것이든 무방하다. 한편, 도전성 점착제 테이프의 일면에는 이형지 또는 이형 필름이 부착될 수 있다. 금속박은 알루미늄박, 동박, 니켈-동 도금박 또는 주석-동 도금박인 것이 바람직하다.
폴리우레탄 테레프탈레이트(PET) 필름 층에 적층된 고밀도 발포성 스폰지 탄 성체 층은 쿠션 기능과 전기 전도 기능을 한다. 고밀도 발포성 탄성체의 재료는 폴리우레탄, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 비롯한 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 네오프렌 고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 실시태양에 있어서의 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층과 상기 제 2 실시태양에 있어서의 폴리우레탄 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 일정한 간격으로 타공되어 있기 때문에 진공증착 및 스퍼터링(sputtering)이나 전해 또는 무전해 도금을 통해 상하통전 기능을 부여할 수 있다.
구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속은 진공증착 및 스퍼터링 방식에 의해 도금되기 때문에 그 두께를 나노미터 규모(예컨대, 3∼200 nm)로 정밀하게 조절할 수 있으며, 간단한 마스크를 사용하여 부분 코팅을 매우 용이하게 할 수 있다. 진공증착 및 스퍼터링 층은 다층 탄성 복합 쿠션재의 상하통전 역할을 한다. 한편, 전기전도성이 우수한 금속은 진공증착 및 스퍼터링 대신에 전해 또는 무전해 도금될 수 있다.
도전성 폴리우레탄 시트 층은 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 라미네이팅되어 있다. 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 폴리우레탄, 변성 폴리우레탄, 변성 아 크릴, 우레탄 아크릴 공중합체, 변성 우레탄 아크릴 공중합체, 폴리비닐알콜, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 고분자 수지 5∼30 중량%, 아크릴계 수지 5∼20 중량%, 평균 입도가 20 ㎛ 이하이고 탭 밀도(tap density)가 1.5∼3.5 g/㎤인 전도성 필러 20∼50 중량%, 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산과 폴리글리콜의 혼합물 0.1∼0.5 중량%, 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액 0.1∼0.3 중량%, 습윤 분산제로서의 아크릴계 공중합체의 암모늄염 용액 0.3∼0.5 중량%, 및 이소프로판올과 에탄올과 N-메틸피롤리돈(NMP)이 10∼25 중량%:5∼10 중량%:2∼5 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매로 구성되어 있다. 상기 전도성 필러는 수지상 타입이거나 플레이크 타입이거나, 미립자 타입이거나 또는 무정형이고, 은, 구리, 니켈, 주석, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 은이 코팅된 주석, 은이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 글라스비드, 니켈이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 세라믹, 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산과 폴리글리콜의 혼합물(예: BYK-028)은 수계 도료용 실리콘계 소포제로 친유체 및 기포를 파괴하며, 수계 시스템용 표준 소포/탈포제로서 PVC가 0∼25인 폴리우레탄 및 아크릴레이트/폴리우레탄계 에멀젼에 적합하다. 상기 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액(예: BYK-307)은 표면장력 저하 효과가 강한 실리콘 첨가제로서 무용제형이므로 무용제 도료나 특수 용제만 사용할 수 있는 도료에도 적합하다. 상기 습윤 분산제로서의 아크릴계 공중합체의 암모늄염 용액(예: BYK-154)는 수계 에멀젼 도료의 분산제로 사용되고, 광택을 증가시키며, 점도를 저하시키고, 도료의 저장 안정성을 좋게 해준다. 전술한 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 10∼100㎛의 두께로 코팅되어 진공증착 및 스퍼터링 층과 도전성 폴리우레탄 시트 층의 라미네이팅을 매개하는 역할을 한다. 한편, 상기 도전성 폴리우레탄 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 이형면에 도전성 폴리우레탄이 합지된 형태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법으로서, (a) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하는 단계, (b) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계, (c) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및 (d) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 실시태양에 따른 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법으로서, (a) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층 상에 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 적층시키는 단계, (b) 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하 는 단계, (c) 타공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계, (d) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및 (e) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 폴리우레탄, 변성 폴리우레탄, 변성 아크릴, 우레탄 아크릴 공중합체, 변성 우레탄 아크릴 공중합체, 폴리비닐알콜, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 고분자 수지 5∼30 중량%와 아크릴계 수지 5∼20 중량%를 투입하고, 평균 입도가 20 ㎛ 이하이고 탭 밀도(tap density)가 1.5∼3.5 g/㎤인 전도성 필러 20∼50 중량%를 첨가하고, 이어서 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산과 폴리글리콜의 혼합물 0.1∼0.5 중량%, 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액 0.1∼0.3 중량%, 및 습윤 분산제로서의 아크릴계 공중합체의 암모늄염 용액 0.3∼0.5 중량%를 첨가하고, 이소프로판올과 에탄올과 N-메틸피롤리돈(NMP)이 10∼25 중량%:5∼10 중량%:2∼5 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매를 첨가한 후, 반응물을 교반 및 분산하고 필터링함으로써 제조된다.
상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 롤 코팅, 그라비아 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅, 스크린 프린팅, 스프레이 또는 닥터 블레이드 방식으로 3∼15 m/분의 속도로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 도전성 폴리우레탄 시트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 이형면에 도전성 폴리우레탄 페이스트를 3∼15 m/분의 속도로 코팅한 후 50∼120℃에서 건조시킴으로써 최종 두께가 30∼300㎛가 되도록 제조되는 것이 바람직하다. 도전성 고분자 페이스트는 폴리우레탄 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지, 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 고분자 수지 5∼30 중량%를 투입하고, 평균 입도가 20 ㎛ 이하이고 탭 밀도(tap density)가 1.5∼3.5 g/㎤인 전도성 필러 20∼50 중량%를 첨가하고, 이어서 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산 용액 0.1∼0.5 중량%, 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액 0.1∼0.5 중량%, 및 습윤 분산제로서의 아크릴레이트계 공중합체의 암모늄염 용액 0.3∼0.5 중량%를 첨가하고, 톨루엔과 에틸아세테이트가 10∼30 중량%:5∼15 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매를 첨가한 후, 반응물을 교반 및 분산하고 필터링함으로써 제조된다.
수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 10∼100㎛의 두께로 코팅함으로써 이 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층과 도전성 폴리우레탄 시트 층이 라미네이팅되도록 한 후 50∼120℃에서 건조시키는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 고분자 스폰지 탄성체의 재료는 폴리우레탄, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 비롯한 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테 이트(EVA), 네오프렌 고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 도전성 점착제는 아크릴계, 우레탄계, 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리비닐계, 폴리비닐아세테이트계, 폴리아미드계 또는 폴리에틸렌계 점착제이고; 상기 금속박은 알루미늄박, 동박, 니켈-동 도금박 또는 주석-동 도금박이며; 상기 도전성 필러는 수지상 타입이거나 플레이크 타입이거나, 미립자 타입이거나 또는 무정형이고, 은, 구리, 니켈, 주석, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 은이 코팅된 주석, 은이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 글라스비드, 니켈이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 세라믹, 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재는 표면 상태가 양호하고, 전기전도도가 균일하며, 전자파 차폐 효율이 우수할 뿐만 아니라, 쿠션성 및 피착체와의 밀착성이 양호하다.
또한, 본 발명에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법은 도전성 고분자 페이스트의 소요량이 적기 때문에 쿠션재의 생산 원가를 낮춰 가격경쟁력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 쿠션재 표면의 크랙(crack)이나 스크래치(scratch)의 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하 기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 범주가 하기 실시예에 국한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이른바 "당업자" 또는 "평균적 기술자")는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항으로부터 도출되는 기술적 사상의 범위 내에서 하기 실시예의 다양한 변형, 수정 및 응용이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
실시예
폴리우레탄 수지 15 중량%를 투입하고, 이어서 평균 입도가 13 ㎛이고 탭 밀도(tap density)가 2.5 g/㎤인 수지상 타입의 은이 코팅된 구리 분말 30 중량%를 첨가하고, 이어서 실리콘계 소포/탈포제(BYK-066N) 0.3 중량%, 레벨링제(BYK-306) 0.2 중량% 및 습윤 분산제(BYK-170) 0.4 중량%를 첨가하고, 이어서 톨루엔과 에틸아세테이트가 35 중량%:20 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매를 첨가한 후, 반응물을 교반 및 분산하고 필터링함으로써 도전성 폴리우레탄 페이스트를 조제하였다. 한편, 수분산성인 변성 폴리우레탄 10 중량%와 아크릴계 수지 5 중량%를 투입하고, 평균 입도가 13 ㎛이고 탭 밀도(tap density)가 2.5 g/㎤인 수지상 타입의 은이 코팅된 구리 분말 30 중량%를 첨가하고, 이어서 실리콘계 소포/탈포제(BYK-028) 0.3 중량%, 레벨링제(BYK-307) 0.2 중량%, 및 습윤 분산제(BYK-154) 0.4 중량%를 첨가하고, 이소프로판올과 에탄올과 N-메틸피롤리돈(NMP)이 10∼25 중량%:5∼10 중량% :2∼5 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매를 첨가한 후, 반응물을 교반 및 분산하고 필터링함으로써 수분산성의 도전성 변성 폴리우레탄 페이스트를 제조하였다. 한편, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 이형면에 상기 도전성 폴리우레탄 페 이스트를 8 m/분의 속도로 롤 코팅한 후 80℃에서 건조시킴으로써 최종 두께가 약 120㎛인 도전성 폴리우레탄 시트를 제조하였다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 층 상에 고밀도 발포성 폴리우레탄 스폰지 탄성체 층을 적층시켰다. 이어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 층과 상기 고밀도 발포성 폴리우레탄 스폰지 탄성체 층을 일정한 간격으로 타공하였다. 이어서, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 알루미늄박 또는 니켈동 합금박과 합지하였다. 이어서, 상기 타공된 고밀도 발포성 폴리우레탄 스폰지 탄성체 층 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속을 진공증착 및 스퍼터링하였다. 상기 진공증착 및 스퍼터링 층의 두께는 약 7 nm이었다. 이어서, 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 상에 상기 수분산성의 도전성 변성 폴리우레탄 페이스트를 30 ㎛의 두께로 코팅함으로써 이 수분산성의 도전성 변성 폴리우레탄 페이스트를 매개로 진공증착 및 스퍼터링 층 상과 도전성 폴리우레탄 시트가 라미네이팅되도록 한 후 80℃에서 건조시켜, 최종 제품(상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재)을 생성시켰다.
본 발명에 따른 상하통전이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재에 대하여 전자파 차폐율, 표면 저항, 상하(수직) 저항, 접착력, 복원률 등의 물성을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법 물성치
전자파 차폐율 ASTM D4935 > 80 dB
표면 저항 ASTM D991 < 40 mΩ
상하(수직) 저항 ASTM D991 < 10 mΩ
접착력 ASTM D903-98 < 1,000 gf/25mm
복원률 ASTM D395 > 90%
도 1은 본 발명의 제 1 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조를 위한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시태양에 따른 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조를 위한 공정도이다.
도 5는 수분산성의 도전성 고분자 페이스트의 제조를 위한 공정도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층
20: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층
30: 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층
40: 진공증착 및 스퍼터링 층, 또는 전해 또는 무전해 도금 층
50: 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층
60: 도전성 폴리우레탄 시트 층
70: 타공 틈새

Claims (17)

  1. (i) 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층,
    (ii) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층,
    (iii) 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링(sputtering)되거나 전해 또는 무전해 도금된 층,
    (iv) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층 및
    (v) 도전성 폴리우레탄 시트 층이 순차적으로 적층되어 있고,
    상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 타공되어 있으며, 상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 상기 도전성 폴리우레탄 시트 층은 상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층을 매개로 라미네이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  2. (i) 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박 층,
    (ii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층,
    (iii) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층,
    (iv) 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터 링(sputtering)되거나 전해 또는 무전해 도금된 층,
    (v) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층 및
    (vi) 도전성 폴리우레탄 시트 층이 순차적으로 적층되어 있고,
    상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층은 타공되어 있으며, 상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 상기 도전성 폴리우레탄 시트 층은 상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트 층을 매개로 라미네이팅되어 있는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 점착제는 아크릴계, 우레탄계, 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리비닐계, 폴리비닐아세테이트계, 폴리아미드계 또는 폴리에틸렌계 점착제인 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속박은 알루미늄박, 동박, 니켈-동 도금박 또는 주석-동 도금박인 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체의 재료는 폴리우레탄, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 비롯한 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 네오프렌 고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층의 두께는 3∼200 nm인 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 폴리우레탄 시트 층의 두께는 30∼300㎛인 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 폴리우레탄, 변성 폴리우레탄, 변성 아크릴, 우레탄 아크릴 공중합체, 변성 우레탄 아크릴 공중합체, 폴리비닐알콜, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 고분자 수지 5∼30 중량%, 아크릴계 수지 5∼20 중량%, 평균 입도가 20 ㎛ 이하이고 탭 밀도(tap density)가 1.5∼3.5 g/㎤인 전도성 필러 20∼50 중량%, 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산과 폴리글리콜의 혼합물 0.1∼0.5 중량%, 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액 0.1∼0.3 중량%, 습윤 분산제로서의 아크릴계 공중합체의 암모늄염 용액 0.3∼0.5 중량%, 및 이소프로판올과 에탄올과 N-메틸피롤리돈(NMP)이 10∼25 중량%:5∼10 중량%:N-메틸피롤리돈(NMP) 2∼5 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다층 탄성 복합 쿠션재는 ASTM D4935법에 따라 측정된 전자파 차폐율이 80 dB를 초과하고, ASTM D991법에 따라 측정된 표면 저항이 40 mΩ 미만이며, ASTM D991법에 따라 측정된 상하(수직) 저항이 40 mΩ 미만이고, ASTM D903-98법에 따라 측정된 접착력이 1,000 gf/25mm 미만이며, ASTM D395법에 따라 측정된 복원율이 90%를 초과하는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전도성 필러는 수지상 타입이거나 플레이크 타입이거나, 미립자 타입이거나 또는 무정형이고, 은, 구리, 니켈, 주석, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니 켈, 은이 코팅된 알루미늄, 은이 코팅된 주석, 은이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 글라스비드, 니켈이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 세라믹, 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재.
  11. 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법으로서,
    (a) 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하는 단계,
    (b) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계,
    (c) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및
    (d) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 상하통전 성능이 우수한 전자파 차폐용 다층 탄성 복합 쿠션재의 제조 방법으로서,
    (a) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층 상에 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 적층시키는 단계,
    (b) 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층과 상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 층을 타공하는 단계,
    (c) 타공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 부직포, 직물 또는 메쉬 층의 하면을 일면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 금속박과 합지하는 단계,
    (d) 타공된 고밀도 발포성 스폰지 탄성체 상에 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 알루미늄, 서스(sus) 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 전기전도성이 우수한 금속을 진공증착 및 스퍼터링하거나 전해 또는 무전해 도금하는 단계, 및
    (e) 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로 상기 진공증착 및 스퍼터링 층 또는 전해 또는 무전해 도금 층 상에 도전성 폴리우레탄 시트를 라미네이팅한 후 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 폴리우레탄, 변성 폴리우레탄, 변성 아크릴, 우레탄 아크릴 공중합체, 변성 우레탄 아크릴 공중합체, 폴리비닐알콜, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 이들의 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 고분자 수지 5∼30 중량%와 아크릴계 수지 5∼20 중량%를 투입하고, 평균 입도가 20 ㎛ 이하이고 탭 밀도(tap density)가 1.5∼3.5 g/㎤인 전도 성 필러 20∼50 중량%를 첨가하고, 이어서 실리콘계 소포/탈포제로서의 폴리실록산과 폴리글리콜의 혼합물 0.1∼0.5 중량%, 레벨링제로서의 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산 용액 0.1∼0.3 중량%, 및 습윤 분산제로서의 아크릴계 공중합체의 암모늄염 용액 0.3∼0.5 중량%를 첨가하고, 이소프로판올과 에탄올과 N-메틸피롤리돈(NMP)이 10∼25 중량%:5∼10 중량%:2∼5 중량%의 중량비로 혼합된 혼합 용매를 첨가한 후, 반응물을 교반 및 분산하고 필터링함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 수분산성의 도전성 고분자 페이스트는 롤 코팅, 그라비아 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅, 스크린 프린팅, 스프레이 또는 닥터 블레이드 방식으로 3∼15 m/분의 속도로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 고밀도 발포성 스폰지 탄성체의 재료는 폴리우레탄, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 비롯한 열가소성 엘라스토머, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 네오프렌 고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 비롯한 폴리올레핀으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 도전성 점착제는 아크릴계, 우레탄계, 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리비닐계, 폴리비닐아세테이트계, 폴리아미드계 또는 폴리에틸렌계 점착 제이며; 상기 금속박은 알루미늄박, 동박, 니켈-동 도금박 또는 주석-동 도금박인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 10∼100㎛의 두께로 코팅함으로써 이 수분산성의 도전성 고분자 페이스트를 매개로, 전기전도성이 우수한 금속이 진공증착 및 스퍼터링되거나 전해 또는 무전해 도금된 층과 도전성 폴리우레탄 시트 층이 라미네이팅되도록 한 후 50∼120℃에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 도전성 필러는 수지상 타입이거나 플레이크 타입이거나, 미립자 타입이거나 또는 무정형이고, 은, 구리, 니켈, 주석, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 은이 코팅된 주석, 은이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 글라스비드, 니켈이 코팅된 흑연, 은이 코팅된 세라믹, 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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