KR20090123037A

KR20090123037A - 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한친환경 기능성 도전성 섬유

Info

Publication number: KR20090123037A
Application number: KR1020080048912A
Authority: KR
Inventors: 여종보
Original assignee: 여종보
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-02

Abstract

본 발명은 높은 내열성 및 난연성을 가지고 있는 아라미드(Aramid) 단섬유(staple fiber) 및 장섬유(filament fiber)로 직조된 기재 섬유체에 금속 도금층을 형성하여, 도전특성을 부여한 제품으로 폴리에스테르(Polyester) 도전섬유가 가지고 있는 유연성, 도전성, 후가공성을 그대로 가지면서 높은 내열성, 난연특성, 친환경성을 부여된 다기능성 도전섬유로서 친환경 도전성 난연 테이프, 친환경 전자파 차폐 가스켓, 표면실장기술(SMT) 공정중 리플로우 솔더링 공정의 사용에 적합한 표면실장형 전기접촉단자 등에 적용할 수 있는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 친환경 기능성 도전성 섬유를 제공하는 데 있다.

도전성, 고내열성, 난연성, 친환경, 기능성, 섬유, 아라미드, 도전성 난연테이프, 전자파 차폐 가스켓, 표면실장형 전기접촉단자

Description

고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유{High heat-resistant and Flameproof for environment function that use aramid fiber that have special quality}

본 발명은 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 친환경 기능성 도전성 섬유에 관한 것으로 더욱 상세하게는 높은 내열성 및 난연성을 가지고 있는 아라미드 섬유를 이용하여 직조한 기재 섬유체에 금속 도금층을 형성한 도전섬유로서 이 제품을 사용하여 도전성 난연 테이프, 전자파 차폐 가스켓, 표면실장기술(SMT) 공정중 리플로우 솔더링 공정의 사용에 적합한 표면실장형 전기접촉단자 등에 사용하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 친환경 기능성 도전성 섬유에 관한 것이다.

일반적으로 21세기에 들어서 전기, 전자제품들이 디지털화, 슬림화로 인하여 점점더 전자파에 대한 문제점을 인식하게 되었고, 그 대책으로 도전성 섬유를 이용한 전자파 차폐 가스켓, 도전성 테이프 등을 전자파 차폐 및 ESD 접지용 등으로 일반화 되어 사용되고 있다.

또한, 내열성 소재는 오늘날 전자제품들의 소형, 경량화, 다기능화, 고 신뢰성을 요구하는 시장요구에 따라 부품의 소형화, 회로의 고밀도 실장화, 기기의 신 뢰성 향상, 생산성 향상을 추구하는 표면실장기술(SMT)은 날로 발전하여 휴대폰, 디지털 TV, PC 등 전자제품에 확산되어 주 생산 방식으로 자리를 굳혀 나가고 있다.

또한, SMT (Surface Mount Technology , 표면실장기술) 부품의 리드(부품의 밖으로 나와있는 핀)를 PCB(기판)의 구멍에 삽입하지 않고 땜납재 등으로 표면에 부착시키는 실장법을 말하며, 형태를 이같은 방법에 적합하도록 성형시킨 부품을 표면실장부품(SMD)이라고 부른다.

여기서, 표면실장기술 공정중 리플로우 솔더링공정중 솔더링을 하기 위해서 우수한 전기 전도도, 탄성 및 높은 내열특성(단기 260℃)을 요구 하고있다.

또한, 지구환경문제는 21세기 인류생존 최대 현안과제로 대두되고 있어 유럽의 환경규제(RoHs) 실행부터 각 나라가 환경규제를 하고 있으며, 현재 국가별 환경 규제에 맞추어 전기, 전자제품에 사용되는 모든 부품, 자재들에 대해 자체 환경 규제에 속한 물질을 사용금지하고 있고 추가로 규제하려는 물질들이 많아지고 있다.

아울러, 일반적으로 폴리에스테르 직물에 니켈 및 구리를 극소피막의 전기도전층으로 형성하여 통상적인 직물지의 특성을 상실하지 않으면서도 전기도전성을 부여하는 방법을 통상적으로 제조하고 있으며, 그리고, 폴리에스테르 기재섬유에 선택적으로 통상적 금속층에 니켈, 동, 금, 은, 카본, 코발트 등의 층을 형성하여 전자파 차폐, 흡수, 금속광택 등의 특성을 모두 구비한 도전성 직물지의 제조방법을 사용하고 있으며, 이 모든 도전성 섬유는 도전성 파우더(니켈, 실버, 기타)와 브롬계 난연제가 혼합된 아크릴계 점착제를 도전성 섬유에 단면, 양면 점착층을 형 성하여 도전성, 점착성, 난연특성을 가진 도전성 단면 또는 양면 난연테이프 및 브롬계 난연제가 혼합된 아크릴계 열접착제를 도전성 섬유의 한 측면에 코팅하여 난연 폴리우레탄폼에 감싸며 열금형을 통과하여 접착을 시킨 후 하측면에 도전성 난연 양면테이프(브롬계 난연제)를 부착하는 제품이며, 다양한 형상 및 크기, 탄성, 도전성, 난연성을 가지는 전자파 차폐 가스켓의 원재료로 사용되고 있다.

위의 모든 도전성 섬유는 기재섬유로 폴리에스테르를 사용한 것으로 폴리에스테르는 자체 발화력이(LOI:20.6) 높아 현재까지 브롬계 난연제를 코팅 및 점착제, 접착제에 혼합하여 난연기능을 하였으나 2009년부터 모든 브롬계 난연제의 사용금지 되는데 이를 대체할 수 있는 정도의 난연특성을 가진 난연제가 없어 향후 기존과 동일한 난연특성을 가지지 못하는 단점이 있다.

그리고, 기존의 제품을 설명하면 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 내열도, 쿠션이 좋은 실리콘 폼(silicone foam)(10)에 도전성 실리콘(silicone)(20)을 감싸고 PCB 접합부는 구리 포일(copper foil)(30)을 부착시켜는 압출방식이 있다.

이것은, 전기 비전도성 탄성고무의 외부면에 액상의 탄성고무에 금속 파우더를 혼합한 재료를 코팅하면서 그 중 어느 한면에 동박을 길이방향으로 공급하면서 경화를 하여 표면실장형 전기접촉단자를 제작하는 것으로, 전기 전도성 코팅층의 전기전도도가 금속, 도전성 섬유에 비하여 나쁘다는 단점이 있고, 전기 전도도를 부여하기 위해서는 은(Ag)와 같은고가의 금속 파우더를 많이 사용해야 하는데 전도층의 경도가 높아지며 제조원가가 높아지는 단점이 있다.

또한, 도전성 섬유에 비하여 부식성이 빠르고 실리콘 탄성 발포체의 경도가 높으며, 탄성고무로만 제조되어 정밀한 치수를 제공하는데 어렵다는 단점이 있다.

그리고, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 PI 필름(50) 단면에 구리(copper), 니켈(nickel) 및 주석(Sn)을 도금한 원단(40)을 내열도 및 쿠션이 좋은 실리콘 폼(silicone foam)(10)에 포장한 표면실장용 가스켓이 있다.

이것은, 실리콘 폼(silicone foam)(10)과 도전성 PI 필름(50)을 포장기(wrapping)를 통과하여 생산하는 압출방식으로, 유연성이 떨어지면서 접합부가 평탄하지 않는 문제점이 있다.

전기 비전도성 탄성고무를 내열 폴리머 필름의 이면에 금속층이 형성되어 있는 연성회로기판(FPCB)으로 감싸 압출공정과 경화공정에 의해 제작되어 표면층에 직접 솔더링이 가능하지만 성형(압출, 경화공정)시 박막의 연성회로기판이 감싸지는 비전도성 탄성고무의 크기의 오차범위가 넓으면 연성회로기판과 비전도성 탄성고무와의 미부착 또는 연성회로기판의 스크라치 및 파손이 발생될 수 있다는 단점이 있다.

그리고, 성형공정 이후 길이 컷팅 공정시 전기접촉단자에 강한 압력을 가해 주게되는데 이때 양측면에 주름이 발생되며, 이는 연성회로기판(필름형태)의 강직성으로 복원이 되지않아 주름 및 형상 일그러짐이 그대로 남아 있으며, 제품의 정밀한 형상 및 치수를 제공하는데 어렵다는 단점이 있다.

가공공정시, 이동 및 운반시 연성회로기판에 충격이 가해졌을 경우 찍힘 및 주름에 의한 단차 발생 가능성이 높고, 연성회로기판 역시 고가의 원재료로서 원가적인 절감이 크지않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 고내열성, 자체 난연성, 친환경성의 특성을 가진 아라미드 섬유를 직조 후 금속층을 형성하여 기존 도전성 섬유의 특성(우수한 도전성, 유연성, 후가공성)을 그대로 유지하며 내열성, 난연성, 친환경성을 부여한 기능성 도전섬유를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 아라미드 섬유로 구성한 기능성 도전섬유를 이용하여 환경규제를 만족하고 난연특성 및 도전성, 점착특성이 우수한 친환경 도전성 난연 테이프를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 아라미드 섬유로 구성한 기능성 도전섬유를 이용하여 환경규제를 만족하고 난연특성 및 탄성이 우수한 친환경 난연 가스켓을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 아라미드 섬유로 구성한 기능성 도전섬유를 사용하여 표면실장기술(SMT)공정중 탄성이 우수하고 리플로우 솔더링이 가능한 표면실장형 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

또한, 표면실장 작업이 가능하도록 대상물과 접촉하는 표면이 매끄럽고 유연하며 탄성이 우수한 리플로우 솔더링이 가능한 표면실장형 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

또한, 기존의 표면실장형 전기접촉단자에 비하여 저가격대의 전기 전도도가 우수하고, 정밀한 형상 및 치수를 제공하는 표면실장형 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 아라미드 섬유를 직조한 기재 섬유체에 무전해 도금 또는 스퍼터링(Sputtering) 방법으로 단층 또는 다층의 도금층이 형성된 도전섬유 특성을 가지는 것이다.

또한 금속층 물질로는 니켈, 구리, 금, 은, 아연, 주석등의 금속으로 선택적으로 가공하여 사용할 수 있다.

이러한, 상기 아라미드 섬유가 직조되어 무전해 도금 또는 스퍼터링(증착)방법으로 도금층이 형성된 도전섬유의 두께는 50 ~ 300㎛ 인 것이다.

상기 아라미드 섬유를 직포, 초직포, 매쉬, 부직포 중 어느 하나의 형태로 직조한 기재 섬유체로 가공할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 아라미드 섬유를 장섬유로 직조되는 기재 섬유체는 내열성과 난연성을 가지는 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아크릴레이트, 테플론, 탄소, 세라믹 소재섬유에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

아울러, 상기 아라미드 섬유를 이용하여 직조된 기재 섬유체에 무전해 도금 및 스퍼터(증착)방법으로 도금층이 형성된 기능성 도전섬유는 도전성 난연 테이프와 친환경 전자파 차폐 도전성 난연 가스켓과 표면실장기술(SMT) 공정중 리플로우 솔더링 공정의 사용에 적합한 표면실장형 전기접촉단자에 사용될 수 있는 것이다.

이같은, 전자파 차폐, 흡수, 도전 특성 및 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성이 부여된 아라미드 섬유로 구성한 기능성 도전섬유의 한측면 또는 양측면에 도전성 난연 폴리머 점착제를 코팅하게 되면 시트형상으로 구성된 환경규제에 이상 없는 친환경 도전성 난연 테이프가 제조될 수 있는 것이다.

또한, 상기 아라미드 섬유를 포함한 도전섬유의 한 측면에 난연 열접착 층을 코팅하여 난연 발포 탄성체를 감싸주고, 친환경 도전성 난연 양면테이프를 어느 한 측면에 붙일 때 전자파 차폐, 접지 역할을 할 수 있는 친환경 도전성 난연 가스켓이 제조될 수 있는 것이다.

또한, 상기 아라미드 섬유를 포함한 도전섬유의 한 측면에 비도전 액상 실리콘 접착제로 여러가지 형태의 전기 비전도성 발포 탄성고무를 감싸며, 성형공정 및 경화공정을 통과하여 접착제가 경화되고, 상기 도전섬유의 외측 한측면에 리플로우 솔더링이 가능하도록 금속박을 부착시키는 표면실장형 전기접촉단자가 제조될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 아라미드(Aramide) 및 기타 내열/난연성 소재를 직조하여, 직조된 기재섬유 유체에 동이나 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석 등을 도금하여 전도성을 부여한 전, 자계파 차폐 또는 흡수를 위한 전도성 섬유로서 우수한 도전성, 유연성, 후가공성, 높은 내열성, 난연성, 친환경특성등이 부여된 다기능성 도전섬유의 생산이 가능하다.

상기 아라미드(Aramide) 및 기타 내열/난연성 소재를 직조하여 구성된 기능성 도전섬유는 기존 폴리에스터 기재로 하여 제조된 도전성 섬유의 특성을 유지하며, 수직저항(0.02Ω, sq inch/ 1kg),수평저항(0.05Ω, sq inch/500g)의 우수한 도전특성과 높은 전자파 차폐율(평균 65dB이상)을 가지는 효과가 있다.

그리고, 알루미늄, 동, 니켈박 등과 내열폴리머 필름의 이면에 금속층을 일체화한 필름과 비교하여 기능성 도전섬유는 섬유자체의 우수한 유연성, 인장강도, 인장강도, 마찰강도의 특성을 가지고 있어 후가공성이 매우 우수하다.

또한, 단기 300℃이하, 장기:200℃ 이하의 높은 내열특성으로 고온으로 사용되는 전자레인지, 오븐 및 전자제품 및 산업기기에 내열성 전자파 차폐, 접지용 테이프 및 가스켓으로 적용 하였을때 기존 도전섬유와 달리 전기적, 기구적 특성 변화없이 사용 가능한 효과가 있다.

아울러, 한계 산소 지수(LOT) 27이상의 아라미드 및 내열/난연성 소재로 직조하고, 도금층을 형성시킨 제품으로 보통 실온 공기 환경에서 화염에 노출되는 경우, 섬유 자체의 화학구조에 난연성이 있어 연소가 멈추게 된다.

또한, 발화된 섬유(400℃)는 녹아 떨어지지 않고 탄화되어 단단한 재로 변하여 주위의 발화 가능물질에 화염이 전파되지 않는 우수한 난연 특성이 있으며, 또한 탄소, 산소, 질소, 수소로 구성된 유기 고분자 고체로 이루어진 다기능성 도전섬유의 기재는 자체 난연성을 가지고 있으며 국제, 국내, 기업 환경기준을 모두 만족시킬 수 있고 연소시 나무, 양모, 면, 폴리에스터, 아크릴 수지등의 연소때와 비슷한 정도의 이산화탄소, 일산화탄소가 발생하는 친환경 도전섬유이다.

또한, 기능성 도전섬유의 우수한 도전성, 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성의 섬유를 기재로 하여 도전성 아크릴계 점착제에 인계 및 무기계 난연제를 첨가하여 전자파 차폐 및 접지에 사용되는 도전성 난연 단면/양면 테이프 제조시 난연특성이 뛰어난 친환경 도전 난연테이프를 생산할 수 있다.

그리고, 기능성 도전섬유의 우수한 도전성, 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성의 섬유를 기재로 하여 전자파 차폐 가스켓에 인계 및 무기계 난연제가 첨가된 열접착 및 우레탄 쿠션제을 함께 적용시 난연성이 뛰어난 친환경 전자파 차폐가스켓을 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기능성 도전섬유의 우수한 도전성, 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성의 섬유를 기재로 한 표면실장형 전기접촉단자는 전기 전도도가 뛰어나며, 섬유의 유연성과 실리콘 발포 탄성체로 인하여 탄성이 매우 우수하며 제품의 신뢰성이 향상된다.

또한, 동박 층이 이루어져 리플로우 솔더링이 가능하고, 동박이 없이도 기능성 도전 섬유에 직접 솔더링도 가능하다.

이와 같이, 우수한 유연성 인하여 상대물과 접촉되는 부위가 연성회로기판(FPCB)를 사용한 제품보다 평탄하고 접촉면적이 넓게 밀착되어 더욱 더 상하 통전을 윤활하게 하며 , 우수한 인장강도 및 마찰강도로 인해 가공시 정밀한 형상 및 치수의 성형이 가능하다.

상기 아라미드(Aramide) 및 기타 내열/난연성 소재를 직조하여 구성된 기능성 도전섬유는 기존 표면실장형 전기접촉단자에 비하여 기능성 도전섬유를 사용할 경우 제조원가를 줄일 수 있는 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기재섬유로 아라미드 섬유를 단섬유와 장섬유로 직조한 기재 섬유체에 무전해 도금과 스퍼터링(증착)으로 금속도금층(130)이 단층 또는 다층구조로 형성되어 도전섬유를 제공함으로써 달성하였다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 아라미드 도전섬유를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 기재섬유인 폴리에스터에 니켈 및 구리로 이루어지는 무전해 도금층으로 형성되어 제조된 도전성 섬유가 아닌 본 발명에 따른 기재섬유로 아라미드 섬유(100)를 단섬유와 장섬유로 직조한 기재 섬유체(120)에 무전해 도금 및 스퍼터링(증착) 방법으로 금속 도금층(130)을 단층 또는 다층구조로 형성되어 도전성 특성을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 상기 고 내열성, 난연성을 가진 아라미드 섬유(100)를 직조하여 기존 도전성 섬유의 특성(우수한 도전성, 유연성, 후가공성)을 그대로 유지하면서 내열성, 난연성, 친환경성을 부여한 기능성 도전섬유(200)를 제공하는데 있는 것이다.

아울러, 상기 기재섬유로 아라미드 섬유(100)를 이용하여 직조한 기재 섬유체(120)에 니켈, 동, 금, 은, 코발트, 주석, 아연 등의 금속이 단층 또는 다층으로 금속도금층(120)을 형성하며 상기 기재 섬유체(120) 상에 무전해 도금 및 스퍼터링(증착)으로 도전성 도금되는 것을 포함하게 된다.

이러한, 본 발명은 내열/난연성 및 친환경 기재섬유인 아라미드(Aramid) 섬유(100)를 사용하여, 동, 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석 등과 같은 금속도금층(130)로 도금하여 전자파 차폐, 접지, 흡수, 유연성, 고 내열성, 난연성, 친환경성의 특성을 나타낼 수 있도록 한 기능성 도전섬유(200)인 것이다.

여기서, 상기 내열 및 난연특성이 있는 아라미드(Meta, para aramid)(100)를 직포, 초직포, 매쉬, 부직포 중 어느 하나의 형태로 직조하여 기재 섬유체(130)로 가공할 수 있으며, 또한 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리페닐렌설파이드(PPS, Polyphenylene sulfide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 테플론, 탄소 세라믹섬유 등의 기재 섬유를 선택적으로 적용할 수 있다.

아울러, 상기 아라미드 섬유(100)를 직조시 용도에 따라 상기 나열된 기재 섬유체(130)의 조직(밀도) 및 두께를 달리하여 선택적으로 적용할 수 있으며, 캐린더링 공정을 거쳐 두께를 조절하여 선택적으로 적용할 수 있다.

이와 같이, 상기 아라미드 섬유(100)로 직조된 기재 섬유체(130)에 전,자계파의 차폐, 접지, 흡수기능을 부여하기 위해 동, 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석등과 같은 금속도금층(130)을 무전해 도금, 스퍼터링 방법을 사용하여 전기 전도도가 우수한 도전 금속층을 형성시킨다.

이때, 상기 기재 섬유체(130)에 도금되는 금속도금층(130)의 도금층은 내부에서 외부측으로 순서인 니켈, 동, 니켈 순이며 용도에 따라 표면의 니켈층에 금, 은, 코발트층 또는 표면 니켈층 대신 아연, 주석층을 형성하며 선택에 따라 적용할 수 있다.

상기 방법으로 구성된 아라미드 섬유(100)가 직조되고 도금된 도전섬유(200)는 전자파 차폐, 접지, 흡수 특성 및 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성이 부여된 기능성 도전섬유(200)가 개시된다.

상기 아라미드 섬유(100)가 직조되어 금속도금층(130)으로 무전해 도금된 도전섬유(200)의 두께는 50 ~ 300㎛ 로 형성된다.

이와 같이, 상기 아라미드 섬유(100)가 직조되는 기재 섬유체(120)는 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아크릴레이트, 테플론, 탄소, 세라믹 소재에서 에서 어느 하나 선택되어 도전성 섬유로 제조될 수 있다.

이러한, 상기 아라미드 섬유(100)를 이용하여 직조된 기재 섬유체(120)에 금 속도금층(130)으로 무전해 도금된 도전섬유(200)는 도전성 난연 테이프와 친환경 전자파 차폐 가스켓과 표면실장기술(SMT) 공정중 리플로우 솔더링 공정의 사용에 적합한 표면실장형 접촉단자에 사용된다.

이것은, 전자파 차폐, 접지, 흡수 특성 및 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성이 부여된 아라미드 섬유(100)를 구성한 기능성 도전섬유(200)의 한측면 또는 양측면에 도전성 난연 폴리머 점착제(142)를 코팅하게 되면 시트형상으로 구성된 환경규제에 이상없는 도전성 난연 테이프(140)가 개시된다.

이때, 상기 기능성 도전섬유(200)의 표면에 형성되어있는 금속도금층(130)은 구리, 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석 중에 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.

아울러, 위에서의 도전성 난연 테이프(140)는 도전성 파우더와 난연제가 점착수지에 균일하게 분산되어 구성되며, 점착수지는 아크릴, 실리콘, 우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드 이다.

그리고, 도전성 폴리머 점착 수지에 분산되는 도전성 파우더는 카본, 구리, 니켈, 은, 또는 금 중 어느 하나이거나 조합으로 이루어지게 된다.

상기 도전성 폴리머 점착 수지에 분산되는 난연제는 인계, 무기계 난연제 또는 기타 환경규제 이외의 난연제이거나 조합으로 이루어진다.

아울러, 도 3은 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 난연 테이프를 나타낸 도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 자체 난연성이 있는 기능성 도전섬유(200)에 도전성 폴리머 점착 수지에 인계, 무기계 난연제가 포함된 점착제를 어느 한측면 또는 양측면에 점착코팅을 거치면 우수한 수직, 수평의 도전성을 가지는 도전 난연 테이프(140)가 된다.

도전점착제의 난연특성은 기존 할로겐계 난연제(Br,Cl등)에 비해서는 자체 난연특성이 적지만 난연특성을 가진 기능성 도전섬유(200)와 도전성 난연 폴리머 점착제(142)와 결합되어 우수한 난연특성을 발휘하고 유연성과 후 가공성이 좋은 친환경 도전성 도전 난연 테이프(140)이라는 특징이 있다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 난연 가스켓을 나타낸 도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기능성 도전섬유(200)는 난연 열접착 층(154)을 코팅하여 난연 발포 탄성체(152)를 감싸주고 위의 친환경 도전성 도전 난연 양면테이프(144)를 어느 한 측면에 붙일 때 전자파 차폐, 접지 역할을 할 수 있는 내열성, 난연성, 친환경특성의 도전성 차폐 난연 가스켓(150)이 개시된다.

상기 기능성 도전섬유(200)의 표면에 형성되어있는 금속층은 구리, 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석 중에 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.

그리고, 난연 열접착 층(154)은 아크릴, 실리콘, 우레탄, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리이미드 이다.

상기 난연 열접착 층(154)에 분산되는 난연제는 인계, 무기계 난연제이거나 조합으로 이루어질 수 있으며, 난연 발포 탄성체(152)는 인계, 무기계 난연제를 사용한 우레탄, 실리콘등의 발포체로 이루어지게 된다.

아울러, 난연성이 좋은 기능성 도전섬유(200)의 한면에 난연 발포 탄성체(152)와 열접착을 위하여 난연 열접착 코팅을 한다.

이와 같이, 코팅된 기능성 도전섬유(200)의 크게에 맞추어 재단한 난연 발포 탄성체(152)가 감싸도록 열금형과 냉각금형을 통과하면서 접착이 이루어지고, 성형된 형상의 어느 한측면에 인계, 무기계 난연제를 사용한 도전성 난연 양면 테이프(144)를 부착한다.

또한, 도 5는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 표면실장형 전기접촉단자를 나타낸 도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기능성 도전섬유(200)에 비도전 액상 실리콘 접착제(162)로 사각형 및 여러가지 형태의 전기 비전도성 발포 탄성체(164) 고무를 감싸고 성형공정 및 경화공정을 통과하여 액상 실리콘 접착제(162)가 경화되고 기능성 도전섬유(200)의 외측 한측면에 리플로우 솔더링이 가능하도록 금속박(166)을 부착시키는 표면실장형 전기접촉단자(160)가 개시된다.

여기서, 표면에 도전층은 전기전도도가 좋고 내열특성이 우수한 (단기 300℃이하, 장기:200℃ 이하)기능성 도전섬유이다.

위에서의 발포 탄성체(164) 고무로는 내열성이 강한 실리콘 고무 및 실리콘 발포고무 또는 기타 내열성 절연 발포고무로 제작이 가능하다.

그리고, 비발포 액상 실리콘 접착제(162)는 액상의 실리콘 고무가 경화공정을 거쳐 경화되며 실리콘 고무 또는 실리콘 발포 탄성체(164) 고무와 기능성 도전 섬유(200)를 접착시키는 역할을 한다.

또한, 다기능 섬유의 공기 투과성을 비발포 액상 실리콘 접착제(162)인 고무 접착 코팅층이 막아주어 표면 실장 시 진공으로 픽업할 수 있도록 해주는 역할을 한다.

현재 내열성이 높은 탄성고무는 압출방식으로 생산되어 크기의 오차가 상당히 큰 특성이 있다. 실리콘 발포 탄성체(164) 고무의 크기가 크더라도 성형공정시 일정한 금형에서 강한 열, 압력을 받게 되는데 이때 표면층을 형성하는 기능성 도전섬유(200)의 높은 내열성, 유연성, 인장강도, 마찰강도의 특성에 의해 스크레치, 주름, 끈어짐 불량이 없이 성형이 가능하며 성형공정중 비발포 액상 실리콘 접착제(162)인 고무 접착 코팅층이 실리콘 발포 탄성체(164) 고무가 금형의 압력을 받은 그 형상, 치수 그대로 경화되어 실리콘 발포 탄성체(164) 고무의 압착된 형상을 그대로 유지하여 요구하는 정밀한 형상 및 치수가 생산될 수 있다.

또한, 리플로우 솔더링공정에서 솔더링을 위해 실리콘 발포 탄성체(164) 고무를 감싸준 기능성 도전섬유(200)의 외측 한부분에 부착되는 금속박(166)은 전해동박, 압연동박으로 적용될 수 있으며 선택에 따라 동박이 없는 기능성 도전섬유(200)의 한측면을 그대로 적용 할 수 있다.

상기 기능성 도전섬유(200)와 금속박(166)을 부착시키는 도전성 액상 실리콘 접착제(162) 층은 액상 실리콘 고무에 용도에 따라 카본, 니켈, 구리, 은 등의 도전성 파우더를 균일하게 혼합하여 동박의 한측면에 코팅을 한 후 적정한 폭으로 절단하여 탄성고무에 기능성 도전섬유(200)로 감싸준 기능성 도전섬유(200)의 외측 한면에 경화공정을 통하여 경화되어 부착되어 리플로우 솔더링을 위한 동박의 역할을 한다.

이와 같이, 아라미드(Aramide)(100) 및 기타 내열/난연성 소재를 직조하여, 직조된 기재섬유 유체에 동이나 니켈, 금, 은, 코발트, 아연, 주석 등의 금속도금층(130) 도금하여 전도성을 부여한 전, 자계파 차폐 또는 흡수를 위한 전도성 도전섬유(200)로서 우수한 도전성, 유연성, 후가공성, 높은 내열성, 난연성, 친환경특성등이 부여된 다기능성 도전섬유(200)의 생산이 가능하게 된다.

이러한, 본 발명으로 기능성 도전섬유(200)를 이용하여 환경규제를 만족하고 난연특성이 우수한 친환경 도전성 난연 테이프(140)가 제공되며, 기능성 도전섬유(200)를 사용하여 전자파 차폐 및 접지용으로 사용되고 있는 전자파 차폐 가스켓을 환경규제를 만족하고 난연특성 및 탄성이 우수한 친환경 도전성 차폐 난연 가스켓(150)이 제공되고, 표면실장기술(SMT)공정중 탄성이 우수하고 리플로우 솔더링이 가능한 표면실장형 전기접촉단자(160)와 표면실장 작업이 가능하도록 대상물과 접촉하는 표면이 매끄럽고 유연하며 탄성이 우수한 리플로우 솔더링이 가능한 표면실장형 도전쿠션(160)을 제공하게 된다.

또한, 저가격대의 전기 전도도가 우수하고, 정밀한 형상 및 치수를 제공하는 표면실장형 전기접촉단자(160)를 제공하게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 종례의 표면실장형 전기접촉단자를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 아라미드 도전섬유를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 난연 테이프를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 난연 가스켓을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유의 표면실장형 전기접촉단자를 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:아라미드 섬유 120:기재 섬유체

130:금속도금층 140:도전성 난연 테이프

142:도전성 난연 폴리머 점착제 144:도전성 난연 양면테이프

150:도전성 차폐 난연 가스켓 152:난연 발포 탄성체

154:열접착 층 160:표면실장형 전기접촉단자

162:액상 실리콘 접착제 164:발포 탄성체

166:금속박 200:도전섬유

Claims

기재섬유인 폴리에스테르에 니켈, 구리, 금, 은, 코발트, 주석, 아연으로 다층구조의 도금층으로 형성되어 제조된 도전성 섬유에 있어서,

상기 기재섬유로 아라미드 섬유(100)를 단섬유와 장섬유로 직조한 기재 섬유체(120)에 무전해 도금과 스퍼터링(증착)으로 금속도금층(130)이 다층구조로 형성되어 도전섬유(200)의 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제1항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)는 메타(Meta), 파라(Para) 아라미드 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제1항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)가 직조된 기재섬유체(120)에 무전해 도금을 내부에서부터 니켈, 동, 니켈층 순으로 금속도금층(130)을 연속적으로 형성하여 상기 기재섬유체(120) 상에 무전해 도금과 스퍼터링(증착)으로 도전섬유(200)가 제조되는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제3항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)가 직조되어 금속도금층(130)으로 무전해 도금된 도전섬유(200)의 두께는 50 ~ 300㎛ 인 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제1항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)를 직포, 초직포, 매쉬, 부직포 중 어느 하나의 형태로 직조한 기재 섬유체(120)로 가공할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제1항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)가 직조되는 기재 섬유체(120)는 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아크릴레이트, 테플론, 탄소, 세라믹 소재에서 선택된 어느 하나인 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제1항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)를 이용하여 직조된 기재 섬유체(120)에 금속도금층(130)으로 무전해 도금된 기능성 도전섬유(200)는 도전성 난연 테이프(140)와 친환경 전자파 도전성 차폐 난연 가스켓(150), 표면실장기술(SMT) 공정중 리플로우 솔더링 공정의 사용에 적합한 표면실장형 전기접촉단자(160)에 사용되는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제7항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)에 전자파 차폐, 접지, 흡수 특성 및 유연성, 내열성, 난연성, 친환경 특성이 부여된 아라미드 섬유(100)를 구성한 기능성 도전섬유(200)의 한측면 또는 양측면에 도전성 난연 폴리머 점착제(142)를 코팅하게 되면 시트형상으로 구성된 환경규제에 이상없는 도전성 난연 테이프(140)가 제조되는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제7항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)를 포함한 도전섬유(200)는 난연 열접착 층(154)을 코팅하여 난연 발포 탄성체(152)를 감싸주고, 친환경 도전성 도전 난연 양면테이프(144)를 어느 한 측면에 붙일 때 전자파 차폐, 접지 역할을 할 수 있는 내열성, 난연성, 친환경특성의 도전성 차폐 난연 가스켓(150)이 제조되는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.
제7항에 있어서, 상기 아라미드 섬유(100)를 포함한 도전섬유(200)에 비도전 액상 실리콘 접착제(162)로 전기 비전도성 발포 탄성체(164) 고무를 감싸며, 성형공정 및 경화공정을 통과하여 접착제가 경화되고, 상기 도전섬유(200)의 외측 한측면에 리플로우 솔더링이 가능하도록 금속박(166)을 부착시키는 표면실장형 전기접촉단자(160)가 제조되는 것을 포함함을 특징으로 하는 고내열성 및 난연성을 특성을 갖는 아라미드 섬유를 이용한 친환경 기능성 도전성 섬유.