KR20110092134A - 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 쿠션 시트의 제조시 치수 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 품질의 안정성을 높일 수 있도록, 발포 고분자 수지로 표면에 관통구가 간격을 두고 형성된 고분자 시트와 상기 고분자 시트에 부착되는 지지체를 포함하는 복합 시트, 상기 복합 시트의 표면에 도금되어 형성되는 도전성 금속막을 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트를 제공한다.
Description
본 발명은 전자파 차폐용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 접지성과 쿠션성 및 실링기능을 향상시킬 수 있도록 된 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 휴대전화 장치나 PDP, LCD 및 네이게이션 등 전자제품은 휴대성이 강조되면서 소형화 및 경량화 되고 다기능화되어 구조가 복잡해지고 있다. 이에 따라, 제한된 공간 안에 다양한 부품이 배치되면서 외부 진동이나 충격으로 인한 손상 못지 않게 부품간의 전기적 영향에 의한 오작동이 늘어나게 되었다.
따라서 LCD 모듈과 같은 전자제품의 핵심 부품은 내부에 먼지 또는 습기가 침입하는 것을 차단하고 운송 중 충돌이나 충격으로 인해 모듈이 손상되는 것을 방지함과 동시에 전자파 등으로 인한 전기적 손상을 방지하기 위하여 전도성 쿠션 시트를 부착한다. 전도성 쿠션 시트는 충격흡수를 위한 탄성력과 함께 전자파 차폐 및 접지기능을 수행하기 위해 전기전도성을 가져야 한다.
종래의 전도성 쿠션 시트는 탄성력이 있는 고분자 시트에 도전성을 갖도록 도금 물질을 도금하여 제조하였다. 이렇게 만들어진 쿠션 시트는 외부 충격으로 인한 진동을 흡수하면서 전자파 등으로 인한 부품의 손상을 방지하는 일종의 가스켓 역할을 하게 된다.
그런데, 종래에는 발포수지로 이루어진 고분자 시트에 박막의 금속층을 형성하고, 지지층의 재료를 별도로 도금을 하여 접합하는 구조로, 제조 공정이 복잡하고 품질이 저하되는 문제점이 있다.
즉, 종래의 구조는 고분자 시트에 금속층을 형성하는 과정에서 발포수지의 낮은 인장강도 및 높은 연신율에 의해 치수 안정성이 떨어지게 된다. 이러한 문제점으로 인해 종래의 시트는 체적저항 및 수직저항이 상승하는 등의 품질적인 안정성이 저하되는 문제가 발생된다.
또한, 도금 공정이 이중으로 수행 될 수밖에 없어서 전도성 쿠션 시트의 제조 공정이 복잡해지게 된다. 이에 제조비용에서 높은 비중을 차지하는 도금 공정을 중복 수행함에 따라 발생하는 제조 공정상 로스(loss) 발생율 증가 및 제조비용이 크게 증가하는 문제점이 발생된다.
이에 제조 공정을 단순화시킬 수 있도록 된 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법를 제공한다.
또한, 쿠션 시트의 제조시 치수 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 된 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법를 제공한다.
또한, 품질의 안정성을 높일 수 있도록 된 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법를 제공한다.
이를 위해 본 쿠션 시트는 발포 고분자 수지로 표면에 관통구가 간격을 두고 형성된 고분자 시트와 상기 고분자 시트에 부착되는 지지체를 포함하는 복합 시트, 상기 복합 시트의 표면에 도금되어 형성되는 도전성 금속막을 포함할 수 있다.
본 쿠션 시트는 지지체의 외측면에 도포되는 점착층을 더 포함할 수 있다.
상기 관통구는 초음파 장치 및 톰슨 프레스(tomson press)에 의해 천공되어 관통된 구조일 수 있다.
본 고분자 시트는 수직 발포 또는 염욕(Salt bath) 발포에 의한 가교 폴리올레핀 또는 폴리 에틸렌을 포함하는 열가소성 수지에서 선택될 수 있다.
본 금속막은 구리, 니켈 및 니켈-인 합금 중 선택된 적어도 어느 하나가 단계적으로 적층된 형태로 이루어 질 수 있다.
상기 도금층은 니켈, 구리, 니켈을 차례로 도금한 구조일 수 있다.
한편, 본 쿠션 시트의 제조 방법은 발포 고분자 시트 표면에 관통구를 형성하는 단계와, 관통구가 형성된 고분자 시트 일면에 지지체를 부착하여 복합 시트를 제조하는 단계, 복합 시트 표면에 금속 박막을 도금하는 단계를 포함할 수 있다.
본 제조 방법은 지지체의 외측면에 점착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 박막 도금 단계는 복합 시트의 표면 전하 조정 및 표면을 개질하는 단계, 상기 복합 시트를 금속화 시키기 위한 촉매 핵 생성 단계, 전도성을 부여하기 위한 금속 박막 형성 단계, 내식성 부여를 하기 위한 금속 코팅 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속 박막 도금 단계는 유기 코팅 단계를 더 포함 할 수 있다.
상기 고분자 시트와 지지체는 용제성 우레탄계, 요소계, 페놀계, 멜라민계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 초산비닐계, 폴리아미드계, 폴리비닐아세탈계, 폴리에틸렌계, 비닐계 중 선택되는 어느 하나에 의해 접착이 이루어질 수 있다.
상기 접착제에 의한 접착층은 5㎛ ~ 20㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 지지체는 제직공정을 거친 폴리에스터 섬유, 제직공정을 거치지 않은 폴리 에스터 섬유(부직포), 공극을 가진 직포 폴리에스터 섬유(메쉬)에서 선택될 수 있다.
이에 본 쿠션 시트는 발포 고분자 시트와 지지체가 적층되어 일체화를 이루며, 이를 한 번에 도금을 수행할 수 있게 된다. 따라서 적층된 각 시트의 양측 표면, 지지체 접합면 및 관통구 표면에 박막의 금속층이 형성되어 수평 및 수직방향으로 전도성을 갖게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 고분자 시트와 지지체를 중첩시켜 단일화시킨 후 도금공정을 행함으로써, 복잡한 제조 공정을 보다 간소화시킬 수 있고, 보다 저렴한 비용으로 효율적으로 공정을 수행하여 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.
또한, 쿠션 시트의 제조상 발생하는 치수 변형 등의 문제점을 개선할 수 있게 된다.
또한, 금속 박막층을 형성 한 후, 내식성 코팅층을 전해 도금을 수행함으로써, 무전해 도금 방식을 적용한 기술에 비해 폐수 발생이 적게 되어 이로 인한 환경적 문제점을 더욱 효과적으로 극복 할 수 있고, 폐수에 대한 환경 비용을 절감 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 금속 박막 형성 시, 균일하고 안정적인 금속막을 형성 할 수 있고, 관통부를 매끄럽게 하여 금속막을 도금하여 형성 한 후, 전기저항 또한 안정적인 장점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트의 제조 공정을 도시한 개략적인 순서도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트의 제조 공정을 도시한 개략적인 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 전자파 차단용 쿠션 시트를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이 본 쿠션 시트(100)는 발포 고분자 수지로 표면에 관통구(112)가 간격을 두고 형성된 고분자 시트(110)와 상기 고분자 시트(110)에 부착되는 지지체(120)를 포함하는 복합 시트(130), 상기 복합 시트(130)의 표면에 도금되어 형성되는 도전성 금속막(140)을 포함한다.
상기 고분자 시트(110)는 탄성이 있는 열가소성 발포 수지로서 충격흡수성과 진동 흡수성이 부여된 재질이면 제한 없이 사용 할 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 고분자 시트(110)는 수직 발포 또는 염욕(Salt bath) 발포에 의한 가교 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 고분자 합성수지 발포체로 이루어진다. 상기 고분자 시트(110)의 두께는 0.1mm ~ 3.0mm로 형성될 수 있다.
상기 관통구(112)는 본 쿠션 시트(100)의 그라운딩 역할을 위한 수직 통전을 수행하기 위한 것으로, 0.1mm ~ 1.0mm의 직경으로 형성될 수 있다. 상기 관통구(112)의 직경이 0.1mm 이하인 경우에는 도전성 금속막(140) 형성 공정 시 도금액이 관통구(112)로 완전히 침투하지 못하여 관통구(112) 내벽이 미도금되는 현상이 발생된다. 이에 완전한 수직 통전이 불가능하게 된다. 상기 관통구(112)의 직경이 1.0mm를 넘는 경우에는 고분자 시트(110)와 지지체(120)의 접착 시 관통구(112)를 통해 접착제가 나오게 되며, 이 접착제가 저항체로 작용함에 따라 원활한 수직 통전이 어려워 그라운딩 역할을 수행하기 어렵다. 또한, 관통구(112)의 직경이 커짐에 따라 고분자 시트(110)의 유효면적이 줄어들게 되어 인장력이 약화된다. 이에 지지체(120)와 접착과정에서 고분자 시트(110)가 늘어나 두께 변형, 주름 발생 등 표면 불량이 초래된다. 또한, 초소형 부품에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
상기 지지체(120)는 발포체인 고분자 시트(110)의 강성을 보강하기 위한 것으로, 제직공정을 거친 폴리에스터 섬유 또는 제직공정을 거치지 않은 폴리 에스터 섬유(부직포) 또는 공극을 가진 직포 폴리에스터 섬유(메쉬)로 이루어질 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상기 고분자 시트(110)와 상기 지지체(120)의 합지는 접착제를 이용하여 그라비아 코팅 방식에 의하여 타공된 고분자 시트(110)와 지지체(120)를 라미네이팅 하는 방식으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 접착제는 용제성 우레탄 접착제가 사용된다. 상기 접착제는 이에 한정되지 않으며 요소계, 페놀계, 멜라민계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 초산비닐계, 폴리아미드계, 폴리비닐아세탈계, 폴리에틸렌계, 비닐계에서 선택될 수 있다. 상기 접착제에 의한 접착층(122)은 5㎛ ~ 20㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 상기 접착층(122)의 두께가 5㎛ 이하가 되면 발포체인 고분자 시트(110)와 지지체(120)인 직포 또는 부직포의 계면에서의 접착력이 떨어져서 분리가 되는 문제가 발생된다. 상기 접착층(122)의 두께가 20㎛를 넘는 경우에는 이후 도전성 폼으로 만들어졌을 때, 접착제가 저항체로 작용함으로써, 수직 저항이 상승하게 되어 그라운딩의 기능을 저하시키는 문제를 초래하게 된다.
이와 같이 고분자 시트(110)와 지지체(120)가 적층된 복합 시트(130)는 그 자체로써 충격 흡수나 진동 흡수의 기능을 하게 되며, 표면에 도금되는 금속막(140)을 통해 전자파 차폐 또는 그라운딩 기능이 가능하게 된다.
상기 금속막(140)은 전기 전도성이 우수한 Cu, Ag, Au를 습식 도금 또는 건식 도금 코팅에 의한 방법으로 형성하게 된다.
건식도금에 의한 방법은 대량 생산이 불가능하여 제품의 코스트를 상승시키는 문제점이 있고, 코팅에 의한 방식은 차폐율 및 그라운드가 원활하지 않으며, 또한 메탈 드랍(metal drop)에 의한 전자회로 기판에서 쇼트나 전기적 불량 발생의 문제를 야기시킨다.
따라서 본 실시예에서는 습식 도금에 의하여 박막의 금속막(140)을 형성시키는 구조로 되어 있다.
본 실시예에서 금속막(140)은 3개의 도금층이 적층된 구조로 되어 있다. 상기 금속막(140)은 니켈도금층인 제1층(142)과 구리도금층인 제2층(144) 및 니켈도금층인 제3층(146)이 차례로 적층되어 도금된 구조로 되어 있다. 즉, 복합 시트(130)에 대해 니켈이 도금되어 니켈도금층을 이루고 그 외측에 구리가 도금되어 구리도금층을 이루며, 그 외측에 다시 니켈이 도금되어 니켈도금층을 이룬다.
상기 제1층(142)은 비 도전 물질의 표면에 도전성을 부여하고, 금속막(140)의 밀착력을 보완하게 된다. 제1층은 0.1㎛ ~ 0.3㎛의 두께로 형성된다. 제1층의 두께가 0.1㎛ 이하인 경우에는 표면에 충분한 통전 효과가 얻어지지 않고, 이후의 도금되는 제2층과 제3층이 도포된 후에 비 도전 표면과 전도성 금속막(140) 간의 밀착력이 떨어지게 되어 제품의 품질 불량을 초래하게 된다. 제1층의 두께가 0.3㎛를 넘게 되면 표면에 통전 효과는 더 이상 향상되지 않고, 이후 도금되는 제2층과의 전위차가 크게 나지 않아 적층 형성이 어려워 제2층의 코팅이 제대로 이루어지지 못하게 된다. 또한, 도금조에서의 침적시간도 길어져 제조공정상의 효율이 떨어지게 된다.
상기 제2층(144)은 상기 제1층 위에 도포되어 제1층의 표면 저항을 보완하고, 목적하는 물성을 확보하게 된다. 상기 제2층은 1.0㎛ ~ 3.0㎛의 두께로 형성된다. 제2층의 두께가 1.0㎛ 이하인 경우에는 목적하는 표면 저항을 만족하지 못하기 때문에, 전자파 차폐성, 그라운딩 효과 등의 전기적인 특성을 충분히 얻지 못하게 된다. 제2층의 두께가 3.0㎛를 넘게 되면 목적하는 표면 저항의 통전효과는 더 이상 향상되지 않고, 도전층의 두께가 두꺼워짐으로써 재료의 질감이 손상되거나 제품의 변형 시 재료 표면의 균열 및 유연성이 손상되어 품질 불량을 초래하게 된다.
상기 제3층(146)은 상기 제2층의 도전 효과를 유지하면서 제2층의 표면을 보호하게 된다. 상기 제3층은 0.5㎛ ~ 1.0㎛의 두께로 형성된다. 제3층의 두께가 0.5㎛ 이하인 경우에는 환경에 의한 표면 부식이 쉽게 일어나 제2층의 부식을 초래하여 표면을 보호하기 어렵게 된다. 이에 목적하는 전자파 차폐성 및 그라운딩 효과를 얻을 수 없게 된다. 상기 제3층의 두께가 1.0㎛를 넘게 되면 제3층의 내식 효과는 더 이상 향상되지 않고, 표면 저항값을 상승시키게 되어 목적하는 전자파 차폐성 및 그라운딩 효과를 얻을 수 없게 된다.
또한, 본 쿠션 시트(100)는 더 나은 내식성을 위하여 상기 금속막(140) 표면에 코팅되어 금속막(140)을 보호하는 수지 코팅층(150)을 더 포함한다. 상기 수지 코팅층(150)은 우레탄계, 아크릴계, 에스터계 고분자에서 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 단독 또는 혼합하여 형성할 수 있다.
상기와 같은 구조의 본 쿠션 시트는 양호한 전도성을 가지는 동도금 표면에 내식성을 가진 금속 피막을 형성하게 되고, 더 나아가 표면에 고분자 수지막이 코팅 형성되어, 쿠션 시트의 가공 및 사용 중에 도금 피막이 이탈되거나, 산화 또는 오염이 되는 것을 방지 할 수 있다.
또한, 본 쿠션 시트(100)는 상기 복합 시트(130)의 지지체(120) 외측면에 코팅되는 도전성 점착층(160)을 더 포함한다.
상기 도전성 점착층(160)은 상기한 구조의 쿠션 시트(100)를 보다 용이하게 사용하기 위한 것으로, 쿠션 시트의 일면 뿐 아니라 양면 또는 고객이 요구하는 특정 부위에만 코팅 형성될 수 있다.
상기 도전성 점착층(160)을 이루는 점착제는 니켈 파우더를 20 ~ 30 중량% 함유하여 도전성을 갖는 점착제이다. 상기 점착제는 콤마코터를 이용하여 이형지 상에 20 ~ 30㎛의 두께로 도포하여 건조한 후 도금 처리된 본 복합 시트(130)에 부착되어 점착층(160)을 이룬다. 예를 들어, 점착제가 도포된 이형지(162)와 상기 복합 시트(130)를 열 압착 롤러 사이로 통과시킴으로써 복합 시트(130)에 도전성 점착층(160)이 형성된 쿠션 시트를 제조할 수 있다.
이에 본 쿠션 시트(100)는 이형지(162)를 제거하고 필요한 위치에 도전성 점착층(160)을 매개로 쿠션 시트를 부착하는 것으로 간편하게 사용할 수 있게 된다.
한편, 도 3을 참조하여 본 전도성 쿠션시트를 제조하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 고분자 시트(110)를 천공하여 다수의 관통구(112)를 형성한다. 구체적으로는 다수의 천공용 핀을 상층 금형으로 장착된 톰슨 프레스를 이용하여 직경 0.1mm ~ 1.0 mm로 천공을 한다.
고분자 시트(110)에 관통구(112)가 형성되면, 지지체(120)를 이루는 부직포나 직포를 고분자 시트(110)에 부착하여 고분자 시트(110)와 지지체(120)가 일체화된 복합 시트(130)를 제조한다. 이를 위해 상기 지지체(120)에 용제성 우레탄 접착제를 그라비아 코팅 방식으로 5㎛ ~ 20㎛로 도포한 후 고분자 시트(110)와 지지체(120)를 열 압착 롤러 사이로 통과시켜 압착함으로써 적층 일체화시킨다.
다음으로, 고분자 시트(110)와 지지체(120)가 적층 일체화된 복합 시트(130)에 도금 공정을 수행하여 금속막(140)을 형성한다. 본 실시예에서 도금 공정은 연속 도금공정인 롤투롤 도금 방식에 의하여 이루어지며, 먼저 촉매 부여 공정 후 화학 도금 처리 과정을 거치게 된다.
상기 촉매 부여 공정은 염화주석용액에 의한 감수성화 후, 염화 팔라듐 용액에 의한 활성화를 행하는 공정이 사용될 수 있다. 상기 공정 외에 주석 팔라듐 콜로이드에 의한 일액성 촉매를 부여한 후, 콜로이드 표면층의 주석이온을 제거하여 촉매로서 유효한 팔라듐을 노출시키는 공정이 적용될 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.
보다 상세하게 상기 촉매 부여 공정은 복합 시트(130)를 계면활성제가 첨가된 용액 속에 통과시켜 표면에 친수성을 부여함으로써 도금 면적을 충분히 넓히고, Pd 촉매의 흡착을 원활하게 이루어지게 한다.
이를 위해 먼저 복합 시트를 비이온 또는 양이온 계면 활성제를 함유하는 알칼리 수용액에서 초음파 탈지하여 수세한다. 그리고 상기 복합 시트(130)를 75~100℃의 온도 범위에서 가성소다 60~150g/L 와 계면활성제 1~10ml/L가 혼합된 수용액에 통과시켜 표면을 개질한다. 그리고 복합 시트(130)에 잔류하는 가성소다 용액을 제거시키기 위하여 수세한 후, 36 중량%의 염산 100~300ml/L의 수용액 속에 중화 공정을 진행하여 가성소다 용액을 완전히 제거한다. 그리고 팔라듐 이온과 염화제일주석 및 염산이 혼합된 수용액으로 구성된 촉매조를 통해 팔라듐 이온과 염화 제일 주석을 복합 시트(130) 표면에 흡착시킨다. 그리고 수세조를 통해 흡착 후 복합 시트(130)에 남은 잔류물을 제거하고, 98중량%의 황산 60~120ml/L의 수용액에 통과시켜 Sn을 산화 및 제거하여 Pd 촉매 핵을 형성한다.
이후, 화학도금 처리 과정을 거쳐 금속막을 형성한다.
화학도금욕은 금속염, 환원제, 완충제, pH조정제 등으로 이루어진다. 도전성 금속으로서는 은, 동, 니켈, 코발트, 주석 등이 있다. 귀금속류는 전도성이 우수한 반면에 단가 경쟁력이 떨어지기 때문에 도전성 금속으로 동 및 니켈이 선택될 수 있다.
복합 시트에 피복되는 금속 도금층의 두께는 0.1㎛ ∼ 3㎛범위일 수 있다. 상기 도금층이 0.1㎛보다 작으면 충분한 표면 통전성이 얻어지지 않고, 3㎛를 넘게 되면 표면 통전 효과는 더 이상 향상되지 않고 도전성 재료의 질감이나 유연성이 손상될 수 있다.
여기서 금속 피복의 정도는 두께보다도 단위면적 당의 석출량이나 표면저항으로 표현하는 경우가 많다. 본 실시예의 경우, 금속 석출량은 0.5∼40g/㎡, 바람직하게는 10∼25g/㎡의 범위일 수 있고, 표면 저항치는 0.05∼0.5Ω/□, 바람직하게는 0.01∼0.05Ω/□의 범위일 수 있다.
보다 상세하게 본 화학 도금 공정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 황산니켈 20~30g/L, 차아인산소다 20~30g/L, 구연산소다 30~45g/L을 혼합한 무전해 니켈 도금조에 상기 복합 시트(130)를 3분간 침적하여 박막의 니켈층을 0.1㎛ ~ 0.3㎛의 두께로 형성한다.
다음으로, 니켈층이 형성된 복합 시트(130)를 황산구리 20~25g/L, 가성소다 13~18g/L, 포르말린 5~7g/L의 혼합액으로 되어 있는 무전해 구리 도금액 조에서 2~5분간 침적하여 구리층을 형성한다. 그리고 복합 시트(130)를 황산구리 100g/L, 황산 100g/L 가 혼합된 전해 구리 도금액 조에서 전류밀도 2.5A/dm2, 침적 시간 2~5분으로 전해 도금함으로써, 구리층을 약 1㎛ ~ 3㎛의 두께로 형성한다.
니켈층과 구리층이 차례로 도금되면, 복합 시트(130)를 황산니켈 20~30g/L, 구연산 소다 14~20g/L 차아인산소다 20~25g/L 가 혼합된 니켈 도금액에서 1.5A/dm2 로 0.5내지 2분 동안 전해 니켈 도금하여, 니켈 도금층을 약 0.5㎛ ~ 1.0㎛의 두께로 형성한다.
상기와 같이 도전성 금속이 차례로 도금되면, 복합 시트(130)를 수용성 폴리우레탄 코팅조에서 1분간 침적하여 우레탄 고분자 코팅을 한 다음 80℃ 건조로에서 제품을 건조하고 정렬 권취한다.
고분자 코팅을 위하여 사용되는 유기 고분자 수지로는 우레탄계, 아크릴계, 에스터계 고분자에서 선택되는 하나 이상의 고분자 수지를 단독 또는 혼합하여 사용 할 수 있다.
상기 방법으로 제조된 본 쿠션 시트는 양호한 전도성을 가지는 동도금 표면에 내식성을 가진 금속 피막을 형성하게 되고, 더 나아가 고분자 수지막이 형성되어, 쿠션 시트의 가공 및 사용 중에 도금 피막이 이탈되거나, 산화 또는 오염이 되는 것을 방지 할 수 있다.
상기와 같이 복합 시트(130)에 금속막(140)이 도금되면, 복합시트의 지지체(120) 외측면에 도전성 점착층(160)을 형성하여 본 쿠션 시트를 제조하게 된다. 상기 점착층(160)은 니켈 파우더를 20~30 중량% 함유하고 있는 도전성 점착제를 콤마코터를 이용하여 이형지상에 20~30㎛ 도포하여 건조한 후 상기 복합 시트(130)의 지지체(120) 외측면에 부착하여 형성한다. 도전성 점착제가 도포된 이형지와 상기 복합 시트(130)를 열 압착 롤러 사이로 통과시킴으로써 복합 시트(130)에 도전성 점착층(160)이 형성된 쿠션 시트를 제조하게 된다.
[실시예 1]
0.3mm두께의 발포 폴리올레핀 폼을 초음파 타공 장치를 이용하여 일정한 간격으로 타공한 후, 발포 고분자 시트의 일면에 용제성 우레탄 접착제를 그라비아 코팅으로 10㎛ 도포하고 55㎛의 부직포를 중첩 시켰다. 이후, 50℃씨의 열풍 건조로에서 48시간 숙성시켜 이종(異種)의 재질을 중첩시킨 적층 일체화 복합 시트를 완성하였다. 그 다음, 복합 시트 표면에 Pd 촉매 핵의 부착성을 높이기 위해 10ml/L의 계면활성제 용액에서 복합 시트를 3분간 침지하고 수세를 거친 다음, 팔라듐-주석 콜로이드 수용액에 침지 후, 주석 산화물을 제거하여 Pd촉매 핵을 형성 하였다. 그 다음, 황산 니켈 20~30g/L, 차아인산소다 20~30g/L 구연산소다 30~45g/L을 혼합한 무전해 니켈 도금조에 복합 시트를 3분간 침적하여 박막의 니켈층을 먼저 형성 하고, 황산동 20g/L , 포르말린 7g/L, 가성소다 13g/L, 착화제 및 안정제를 포함하는 45℃ 의 무전해 동도금액에 복합 시트를 5분간 침지 하여 무전해 동도금을 실시하여 도전성 표면을 형성하였다. 또한, 황산구리 100g/L, 황산 100g/L 가 혼합된 전해 구리 도금조에서 전류밀도 2.5A/dm2, 침적 시간 2~5분을 전해 도금으로 구리 층을 약 1~3㎛ 형성하여 우수한 도전 표면을 얻었다. 그 다음, 황산니켈 24g/L, 구연산소다 14g/L, 차아인산소다 20g/L 가 혼합된 니켈 도금액에서 1분간 전해 도금을 실시하여, 내식성 금속층을 형성 후, 우레탄 코팅조에 침적하여 유기 표면막을 형성시키고, 전도성 적층 일체화 복합시트 일면에 점착층을 형성하여 전도성 쿠션 시트를 완성하였다.
[실시예 2]
0.3mm 두께의 발포 고분자 시트를 초음파 타공 장치를 통과하여 관통구를 형성하고, 일면에 용제성 우레탄 접착제를 그라비아 코팅하고, 폴리에스터 50D 24F로 이루어진 290목(目) 의 직포로 이루어진 지지체를 중첩시킨 후, 50℃씨의 건조로에서 48시간동안 숙성하였다. 그리고 이를 초음파 타공 장치를 통과하여 관통구를 형성하였다. 나머지 공정은 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
[실시예 3]
0.3mm 두께의 발포 고분자 시트를 타공 장치를 통과하여 관통구를 형성하고, 일면에 용제성 우레탄 접착제를 그라비아 코팅하고, 135목의 폴리에스터 메쉬로 이루어진 지지체를 중첩시킨 후, 50℃씨의 건조로에서 48시간동안 숙성하였다. 그리고 이를 타공 장치를 통과하여 관통구를 형성하였다. 나머지 공정은 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
[비교예1]
발포 고분자 시트의 일면에 우레탄 접착제를 25㎛ 도포하여 부직포를 중첩시킨 것을 제외하고, 상기 실시예1과 동일하게 진행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
[비교예2]
발포 고분자 시트의 일면에 우레탄 접착제를 3㎛ 도포하여 부직포를 중첩시킨 것을 제외하고, 상기 비교예1과 동일하게 진행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
[비교예3]
발포 고분자 시트의 일면에 무경화성 우레탄 핫멜트를 이용하여 부직포를 중첩시킨 것을 제외하고, 상기 비교예1과 동일하게 진행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
[비교예4]
발포 고분자 시트의 일면에 이종(異種)의 시트를 중첩시키지 않고, 발포 고분자 시트 단일종(單一種)을 사용한 것을 제외하고, 상기의 비교예1과 동일하게 진행하여 전도성 고분자 시트를 제조하였다.
<물성 평가>
1. 두께 측정
시트의 두께는 Thickness gauge를 이용하여 계측기의 0점을 setting 한 후 측정 시료의 두께를 측정하였다.
2. 접착성
복합시트의 접착성을 알아보기 위해, 접착제 도포 후, 48시간 숙성하고 70℃의 온수에서 약 30초간 침적 후 접착성을 평가하였다. 평가 방법은 온수 침적 후, 자연 탈착 여부를 기준으로 각 시트의 일면을 당겼을 때, 탈착 유무 또는 탈착 정도를 측정하였다.
3. 표면 및 수직 저항 (Ω/sq)
HIOKI3540 mΩ-HiTESTER를 이용하여 MIL-G-83528 규격으로 표면 저항 및 수직 저항을 측정하였다. 평가 방법은 측정용 지그를 시료 위에 올려놓고 일정시간 대기 후 고정값을 측정하였다.
4. 밀착력
Nitto사의 #3305 PP 테이프를 부착하고 중량 2040±45g, 폭 25±1.5mm의 롤러를 이용하여 10회 롤링 후 150mm 박리시킨 결과를 비교하여 금속층의 탈착정도를 평가하였다.
5. 차폐율 측정[Shielding Effectiveness]
SPECTRUM ANALYZER를 사용하여 ASTM D 4935 방법으로 차폐 효과를 측정하였다.
6. 점착력 시험 (180˚ Peel Off) : KS A 1107
시료(테이프)를 폭 25mm 길이 300mm로 채취하여 SUS판에 부착한 후 원단면 2Kg 롤러를 이용하여 1회 왕복 압착, 30분 경과 후 점착력시험기에 300mm/min의 속도로 당겨 측정하였다.
7. 인장 강도 (gf/4mm)
도금 후, 4mm x 100mm 규격으로 UTM(Universal Test Machine)을 이용하여 300mm/min. 속도로 인장강도를 측정하였다.
8. 염수분무 시험(Ω/sq)
5% 염수를 1.0kg/㎠, 35℃조건으로 8시간 분무, 16시간 분무 중지를 1cycle로 2cycle(48시간) 시험 후, 표면 저항을 측정한다.
9. 열 수축율(%)
10mm x 10mm시료를 130℃의 열풍 건조로에서 5분간 방치 한 후, 길이를 측정한다.
상기 실시예 및 비교예에 대한 내용과 특성 평가는 아래 표 1 및 표 2와 같다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | |
| 폼 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 | 폴리 올레핀 |
| 지지체 | 55㎛ 부직포 | 60㎛ SCNK | 135 Mesh | 55㎛ 부직포 | 55㎛ 부직포 | 55㎛ 부직포 | - |
| 일체화 | 우레탄접착제10㎛도포 | 우레탄접착제10㎛도포 | 우레탄접착제10㎛도포 | 우레탄접착제25㎛도포 | 우레탄접착제3㎛도포 | 핫멜트 접착 | - |
| 도금 | 설명 참조 | 설명 참조 | 설명 참조 | 설명 참조 | 설명 참조 | 설명 참조 | 설명 참조 |
| 점착제 | 도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
도전성 아크릴 |
| 평가 항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| 접합 후 두께(mm) | 0.356 | 0.361 | 0.381 | 0.356 | 0.357 | 0.355 | - |
| 계면 접착성 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 약함 | 이종 분리 | - |
| 표면 저항(Ω) | 0.04 | 0.05 | 0.04 | 0.30 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| 수직 저항(Ω) | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.25 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 인장 강도(gf/4mm) | 1940 | 2283 | 1880 | 1840 | 1914 | 241 | 238 |
| 도금 밀착력 | 탈착 없음 | 탈착 없음 | 탈착 없음 | 탈착 없음 | 탈착 없음 | 탈착 없음 | 탈착 없음 |
| 점착 강도(kg/cm2) | 2178 | 2089 | 2095 | 2073 | 2106 | 2077 | 2084 |
| 차폐율(dB) | 74.3 | 75.4 | 71.9 | 72.8 | 70.6 | 73.6 | 69.1 |
| 염수분무시험(Ω) | 0.07 | 0.08 | 0.07 | 0.08 | 0.07 | 0.08 | 0.08 |
| 열 수축율(%) | 13 | 11 | 12 | 13 | 14 | 41 | 50 |
상기의 표 2에서 같이, 실시예1 내지 실시예3과 비교예4를 비교해 보면, 폴리우레탄 접착제를 도포하여 폼과 지지체을 접합한 적층 일체화 복합 시트 구조의 경우 그렇지 않은 비교예4의 구조에 비해 인장력이 월등히 향상되고, 열에 대한 저항성이 커짐을 확인할 수 있다. 이에 제조 공정상에 발생할 수 있는 문제점을 해소함과 동시에 전도성 쿠션 폼으로써의 적합한 특성을 나타내었다.
또한, 실시예 1과 비교예 1 내지 2를 비교해 보면, 폴리우레탄 접착제 양을 달리 한 것인데, 비교예 2와 같이 10㎛ 이하로 접착제를 도포 했을 때에는 폼 면과 지지체의 접착력이 다소 떨어져 계면의 분리되는 문제점이 발생 할 수 있다. 또한, 비교예 1과 같이 10㎛이상으로 접착제를 도포 했을 때에는 실시예 1에 비해 다소 표면 저항 및 수직 저항값이 상승한 것을 볼 수 있는데, 이는 접착제 성분이 도금 공정에서 저항체로 작용하여 도금성을 저하시키기 때문이다. 따라서 비교예 1과 비교예 2의 경우 표면 저항 및 수직 저항이 상승하는 등 제조 공정상의 불량을 초래 할 수 있다.
또한, 실시예1과 비교예3을 비교해 보면, 폼 면과 지지체을 적층하는 재료에 있어서 폴리우레탄계 접착제와 핫멜트 수지를 사용 한 것이다. 폴리올레핀 수지와 폴리 에스터계 수지를 접합하여 도금을 수행하는 재료로써, 비교예 3과 같이 핫멜트 수지를 사용하여 적층시킨 구조는 온수에 침적 시, 계면의 분리가 일어나 습식 도금 공정에 적합하지 않은 것을 알 수 있다. 반면에, 실시예 1과 같이 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 적층시킨 구조는 계면의 분리 없어 습식 도금 공정에 적합한 특성을 나타내었다.
이와같이 본 실시예의 경우 종래 전도성 발포 시트의 낮은 인장강도 및 낮은 치수 안정성으로 인하여 발생되는 제조 공정상의 문제점을 개선하면서, 완전한 전도성 쿠션 시트를 제조 할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 한 번에 도금을 수행하여 전체의 공정비용 면에서 차지하는 비중이 큰 도금 공정을 보다 간략하고 저렴한 공정비용으로 효과적으로 전도성 쿠션 시트를 제공 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
100 : 쿠션 시트 110 : 고분자 시트
112 : 관통구 120 : 지지체
122 : 접착층 130 : 복합 시트
140 : 금속막 150 : 수지 코팅층
160 : 점착층
112 : 관통구 120 : 지지체
122 : 접착층 130 : 복합 시트
140 : 금속막 150 : 수지 코팅층
160 : 점착층
Claims (12)
- 발포 고분자 시트에 홀 가공하여 관통구를 형성하는 단계와, 관통구가 형성된 고분자 시트에 지지층을 이루는 지지체를 접착하는 단계를 포함하여, 고분자 시트와 지지체가 일체화된 복합 시트를 제조하는 단계;
상기 복합 시트에 도전성 금속을 도금하여 금속막을 형성하는 단계;
를 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속막 형성 단계는
상기 복합 시트를 비이온 또는 양이온 계면 활성제를 함유하는 알칼리 수용액에서 초음파 탈지하여 수세하는 단계;
상기 복합 시트를 75~100℃의 온도 범위에서 가성소다 60~150g/L 와 계면활성제 1~10ml/L가 혼합된 수용액에 통과시켜 표면을 개질하는 단계;
상기 복합 시트를 염화 팔라듐 0.2~0.5g/L, 염화 제1주석 20~50g/L, 36% 염산 100~300 ml/L를 함유하는 수용액에서 1~3분간 침지 후 수세하고, 98% 황산 수용액 60~120 ml/L 를 함유하는 60℃의 수용액에 0.5~2분간 침지 후 수세하는 단계;
상기 복합 시트를 황산 니켈 20~30g/L, 차아인산 나트륨 20~30g/L, 구연산 나트륨 30~45g/L를 혼합한 무전해 니켈 도금 조에서 3분간 침지하여 니켈층을 0.1~0.3㎛ 두께로 형성하는 단계;
상기 복합 시트를 황산동 20~30g/L , 포르말린 7~10g/L, 가성소다 12~20g/L 착화제 및 안정제를 포함하는 45℃의 무전해 동 도금액에 2~5분간 침적하여 무전해 동 도금을 실시하여 도전성 표면을 형성하고, 황산 구리 80~130g/L, 황산 100~180g/L, 염소 40~50 mg/L 가 포함된 전해 구리 도금조에서 전류 밀도 1~2.5 A/dm2, 침지 시간 2~5분 전해 도금으로 구리층을 1.0~3.0㎛ 두께로 형성하는 단계;
상기 복합 시트를 황산 니켈 15~30g/L, 차아인산 나트륨 15~30g/L, 구연산 나트륨 30~45g/L 를 혼합한 전해 니켈 도금조에서 1분간 전해 도금을 실시하여 내식성 금속층을 0.5~1.0㎛ 두께로 형성하는 단계;
를 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 제 2 항에 있어서,
금속박이 형성된 복합 시트를 수용성 폴리 우레탄 40 부피% 코팅조에서 0.5~1분간 침적하여 우레탄 코팅을 한 다음 80℃ 건조로에서 건조하는 단계를 더 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법 - 제 2 항에 있어서,
상기 지지체는 제직공정을 거친 폴리에스터 섬유, 제직공정을 거치지 않은 폴리 에스터 섬유부직포, 공극을 가진 직포 폴리에스터 섬유메쉬에서 선택되는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체에 도전성 점착층 형성하는 단계를 더 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 발포 고분자 시트와 지지층 접착은 접착제를 5~20㎛의 두께로 도포하여 이루어지는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 관통구는 0.1~1.0㎛의 직경으로 형성되는 전자파 차단용 쿠션 시트 제조방법. - 발포 고분자 수지로 표면에 관통구가 간격을 두고 형성된 고분자 시트와, 상기 고분자 시트에 부착되는 지지체를 포함하는 복합 시트;
상기 복합 시트의 표면에 도금되어 형성되는 도전성 금속막;
을 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트. - 제 8 항에 있어서,
상기 금속막은 니켈도금층인 제1층과, 구리도금층인 제2층 및 니켈도금층인 제3층이 차례로 적층된 구조의 전자파 차단용 쿠션 시트. - 제 9 항에 있어서,
상기 도전성 금속막 외측에 코팅되는 수지 코팅층을 더 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지체의 외측면에 도포되는 도전성 점착층을 더 포함하는 전자파 차단용 쿠션 시트. - 제 11 항에 있어서,
상기 관통구는 0.1~1.0㎛의 직경으로 형성되는 전자파 차단용 쿠션 시트.
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