KR20150072636A - 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재 - Google Patents

전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재 Download PDF

Info

Publication number
KR20150072636A
KR20150072636A KR1020130159989A KR20130159989A KR20150072636A KR 20150072636 A KR20150072636 A KR 20150072636A KR 1020130159989 A KR1020130159989 A KR 1020130159989A KR 20130159989 A KR20130159989 A KR 20130159989A KR 20150072636 A KR20150072636 A KR 20150072636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nonwoven fabric
adhesive
nickel
composite
present
Prior art date
Application number
KR1020130159989A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101548279B1 (ko
Inventor
이종길
허수형
박민영
강병록
강지훈
Original Assignee
주식회사 불스원신소재
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 불스원신소재 filed Critical 주식회사 불스원신소재
Priority to KR1020130159989A priority Critical patent/KR101548279B1/ko
Priority to JP2016559135A priority patent/JP6197127B2/ja
Priority to CN201480069555.XA priority patent/CN105829594B/zh
Priority to US15/105,893 priority patent/US10400370B2/en
Priority to PCT/KR2014/012138 priority patent/WO2015093777A1/ko
Publication of KR20150072636A publication Critical patent/KR20150072636A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101548279B1 publication Critical patent/KR101548279B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4242—Carbon fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/08—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer the fibres or filaments of a layer being of different substances, e.g. conjugate fibres, mixture of different fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/06—Interconnection of layers permitting easy separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1635—Composition of the substrate
    • C23C18/1639—Substrates other than metallic, e.g. inorganic or organic or non-conductive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4234—Metal fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542—Adhesive fibres
    • D04H1/55—Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/12—Conjugate fibres, e.g. core/sheath or side-by-side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/212—Electromagnetic interference shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/402—Coloured
    • B32B2307/4023—Coloured on the layer surface, e.g. ink
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/75—Printability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2405/00—Adhesive articles, e.g. adhesive tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2451/00—Decorative or ornamental articles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/40—Fibres of carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

본 발명은 무전해 내지 전해 연속 공정으로 제조된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 상기 부직포를 포함하는 부직포 복합재에 관한 것이다. 본 발명의 부직포는 종래 기술에 비해 더 얇고 강하며, 추가적인 도전성 분말을 첨가할 필요 없이, 금속 도금된 탄소 섬유의 함량 조절만으로 도전성 조절이 가능한 이점이 있다. 또한, 본 발명의 부직포는 그 자체로 전자파 차폐 성능이 우수하여 상하부 합지 공정 또는 라미네이팅 방식으로 간단하게 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재(필름 또는 스티커)를 대량생산 할 수 있는 경제적 이점이 있다. 한편, 본 발명의 부직포 및 그 복합재는 전자파 차폐 관련 응용분야, 정전기 방지, 방열소재 및 전자 산업 응용 소재 분야 등에 다양하게 적용 될 수 있다.

Description

전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재{Non-Woven Fabric for Shielding and Absorbing of Electromagnetic Waves or Non-Woven Fabric Composite Comprising the Same}
본 발명은 무전해 내지 전해 연속 공정으로 제조된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 이를 포함하는 부직포 복합재에 관한 것이다.
일반적으로 전자파는 전기파와 자기파의 두가지 파동으로 구성되는데, 주파수가 높을수록 파장이 짧아지고 에너지가 증가하며, 주파수가 낮아지면 에너지가 감소한다. 이중 전기파는 전기가 통하는 금속성의 전도성 물질로 차단이 가능하나 자기파의 경우 금속성의 전도성 물질도 투과하는 성질을 가지고 있어 별도의 흡수체를 사용하여야 차단이 가능하다고 알려져 있다. 전기파와 자기파는 함께 공존하는 파장의 개념이므로, 둘 중 하나만 제거하여도 함께 소멸되는 특성이 있다.
따라서, 전기파를 차폐하는 목적으로 전도성을 가지는 금속을 사용하는 것이 일반적이고, 자기파를 차폐하기 위해 자성체를 사용하는 것이 일반적인 기술이다.
자성체는 강자성체로 분류되는 철족금속, 예컨대 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co)등의 금속 1종 또는 2종 이상의 합금을 사용한다.
전자파의 차폐 효과를 나타내는 단위는 데시벨(dB)로 나타내며, 차폐 전과 후의 전자계 강도비를 의미한다. 20 dB의 효과는 전자파의 양이 1/10으로, 40 dB는 전자파의 양이 1/100으로 감소한 상태를 의미한다. 일반적으로 30-40 dB 이상일때 차폐 효과가 양호하다고 판단되어 진다. 이러한 전자기파 발생에 의한 유해성으로부터 전자기기 및 인체를 보호하기 위해 전 세계적으로 규제가 강화되고 있으며, 각 국가별 EMI 관련 규제를 강화하고 있다. 이러한 추세를 따라서 전자파 차폐를 위해 금속 기재를 사용하거나, 기재에 전도성을 가지는 코팅 또는 도금을 응용하고 있다. 금속기재는 복잡한 패턴 가공이 불리하고 무게가 많이 나가는 단점이 있다. 또한 기재에 도금하는 방식은 탈지, 에칭, 중화, 활성화, 촉진제, 금속증착, 활성화 및 도금 1-3차와 같이 복잡한 프로세스로 인해 생산성이 불리하다. 이외에 탄소나노튜브, 금속 분말, 흑연, 페라이트 등의 충진제를 사용한 차폐재가 보고되고 있지만, 분산성, 가공성, 전자파 차폐 효율 등의 단점들이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 충진재에 금속 도금을 적용하고 있지만, 이러한 도전성 분말의 도금 방식이 까다롭고, 생산 가격이 높아 실용화가 어려운 실정이다.
최근의 전자파 차폐에 관련한 종래의 기술은 니켈 섬유나, 전해도금법을 통해 니켈 도금된 탄소섬유를 고분자 수지에 복합화한 미국 등록특허 제5,827,997호와 전도성 섬유를 수지에 복합화한 미국 공개특허 제2002/0108699호, 탄소 나노튜브를 함유한 전자파 차폐 필름에 관한 대한민국 특허출원 제2009-0031184호, 전자파 차폐 필름 제조 방법에 관한 대한민국 특허출원 제2006-0039465호, 탄소나노튜브 또는 탄소나노화이버를 이용한 전자파 차폐재에 관한 대한민국 특허출원 제2000-0039345호, 전자파 차폐 효율이 우수한 고분자/탄소나노튜브 복합체 제조방법에 관한 대한민국 특허출원 제2009-0057726호가 있다.
또한 유기 합성 섬유에 도금하여 전자파 차단을 목적으로 직물을 만드는 방법에 대해서도 개시되어 있다. 일본특허공보 특개평10-46443호에는 전자파 실드(shield)직물에 대해 개시하고 있다. 이 특허에서는 나일론66에 은도금하여 직조, 배열하여 차폐 실드 직물을 만드는 기술이며, 이 경우는 26 dB-30 dB의 전자파 차폐 효과를 가진다고 언급되어 있다. 대한민국 공개특허 제2000-0034190호의 경우는 나일론 단섬유 또는 필라멘트에 은 도금을 실시하고, 상기 은 도금된 섬유를 다른 직물과 합사단계에서 혼합하여 사용하는 것에 대한 기술을 개시하고 있다. 상기 기술의 전자파 차폐 효과는 약 26~38dB 정도이다.
대한민국 등록 특허 제10-0929328호 및 제10-1213380호의 경우는 유기섬유로 이루어진 직물체에 니켈-구리-니켈을 도금하여 전자파 차폐재로 사용된 예를 개시하고 있다. 이 경우 54-62 dB의 전자파 차폐성능을 나타내고 있다. 하지만 직물체에 도금을 하는 경우는 도금 후에는 마치 금속판처럼 작용하기 때문에 전자파 차폐 효과가 반사에 의해 나타나므로, 구리와 같은 금속 판과 차별성이 없어지게 된다. 또한 핸드폰 및 전자기기의 전자파 차폐재로 사용할 경우 반사파에 의한 기기 손상 및 반사파의 회절에 의해 인체 유해성을 줄이기에는 부족하다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 전자파 차폐 및 흡수 효율이 우수한 복합 필름 또는 스티커를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 무전해 내지 전해 연속 공정으로 제조된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 부직포를 제조 한 결과, 종래 기술에 비해 탄소 섬유 함량이 적은 양 또는 더 얇은 두께로도 고전도성 특성을 발현하여 전자파 차폐 및 흡수율이 우수함을 확인하였고, 상기 부직포를 심재로 하여 상기 부직포의 양면에 마감 필름을 적층하거나 어느 일면은 마감 필름으로, 다른 일면은 양면 접착 필름으로 적층하여 복합 필름 또는 스티커를 제조함으로써, 전자파 차폐 및 흡수율이 우수하면서 외관이 미려하고 전자기기에 간단히 부착해서 사용할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명의 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 전자파 차폐 및 흡수용 부직포의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 필름 형태의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스티커 형태의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포의 제조 방법을 제공한다: (a) 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 길이 3 내지 500 mm의 촙(chopped) 형태로 절단하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 결과물인 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 및 물을 중량비 1 : 100-600으로 혼합하고 분산시키는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 결과물을 물에 3-30 %(w/v) 첨가하고 분산시키는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)의 결과물을 여과하여 물을 제거하는 단계.
본 발명자들은 전자파 차폐 및 흡수 효율이 우수한 복합 필름 또는 스티커를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 무전해 및 전해 연속 공정으로 제조된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 부직포를 제조 한 결과, 종래 기술에 비해 탄소 섬유 함량이 적은 양 또는 더 얇은 두께로도 고전도성 특성을 발현하여 전자파 차폐 및 흡수율이 우수함을 확인하였고, 상기 부직포를 심재로 하여 상기 부직포의 양면에 마감 필름을 적층하거나 어느 일면은 마감 필름으로, 다른 일면은 양면 접착 필름으로 적층하여 복합 필름 또는 스티커를 제조함으로써, 전자파 차폐 및 흡수율이 우수하면서 외관이 미려하고 전자기기에 간단히 부착해서 사용할 수 있음을 확인하였다.
이하, 본 발명의 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 이용한 전자파 차폐 및 흡수용 부직포를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다:
(a) 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 촙(chopped) 형태로 절단
우선, 본 발명의 방법은 (a) 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 길이 3 내지 500 mm의 촙(chopped) 형태로 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 이용되는 탄소 섬유는 당업계에 공지된 다양한 탄소 섬유를 이용할 수 있으며, 상업적으로 구입하여 이용하거나 폴리아크릴로니트릴(PAN)계나 피치(Pitch)계로부터 제조된 것을 이용할 수 있다.
본 발명에 이용되는 탄소 섬유의 평균 직경은 7 ㎛이고, 도금 두께까지 포함하면 7.25 내지 9.5 ㎛이지만, 특별히 섬유 직경에 한정되지는 않는다.
본 발명에 이용되는 탄소 섬유에 도금된 금속은 당업계에 공지된 다양한 금속을 이용할 수 있으나, 보다 우수한 도전성을 부여하기 위해 무전해 및 전해 연속 공정을 적용한 구리 및 니켈이 도금된 탄소 섬유를 이용한다.
본 발명에 이용되는 무전해 내지 전해 연속 공정을 적용한 구리 및 니켈이 도금된 탄소 섬유에 대해서는 후술하기로 한다. 무전해 내지 전해 연속 공정으로 제조된 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유의 단면 사진은 도 1에서 확인할 수 있다.
본 발명에 이용되는 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유는 작업성, 표면저항값, 분산성의 다양한 요소를 고려할 때, 금속 도금된 탄소 섬유의 길이는 특별히 한정되지는 않지만, 수용액상에서 분산과 부직포 제조시 분포도를 높이기 위해, 도 6과 같이 촙(chopped) 상태로 가공 될 수 있고, 상기 탄소 섬유의 길이는 목적에 따라 3 내지 500 mm 로 가공될 수 있고, 바람직하게는 상기 탄소 섬유의 길이는 3 내지 100 mm, 보다 바람직하게는 3 내지 50 mm, 보다 더 바람직하게는 3 내지 20 mm이며, 동일한 길이의 탄소 섬유를 단일 사용하거나 다른 길이의 탄소 섬유를 혼합 사용할 수 있다.
(b) 상기 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 물에 분산
그 다음, 본 발명은 상기 단계 (a)의 결과물인 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 및 물을 중량비 1 : 100-600으로 혼합하고 분산시키는 단계를 거친다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 분산은 2,000-10,000 rpm의 속도로 실시한다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 촙 형태의 금속 도금된 탄소 섬유를 수용액에 중량비 1 : 100-500으로 혼합하고 4,000-6,000 rpm의 속도로 분산시킨다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 혼합은 부직포 강도 보완제로서 천연 펄프 또는 저융점 열가소성 수지를 추가적으로 첨가하여 실시한다.
본 발명에서 부직포의 강도 보강을 위해 이용되는 천연 펄프는 특별히 제한되지는 않으나, 통상의 목재를 섬유상으로 해섬하여 제조되는 당업계에 공지된 다양한 펄프를 사용할 수 있다.
본 발명에서 부직포의 강도 보강을 위해 이용되는 저융점 열가소성 수지는 당업계에 공지된 다양한 저융점 열가소성 수지를 이용할 수 있고, 보다 바람직하게는 LMPET(low melting Polyethyleneterephalate)을 이용할 수 있다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 부직포의 제조에 이용되는 부직포 강도 보완제는 상기 단계 (a)의 결과물인 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 및 부직포 강도 보완제의 총 중량을 기준으로 하여 1-50 중량%를 첨가하고, 보다 더 바람직하게는 1-30 중량%를 첨가하고, 보다 더욱 더 바람직하게는 10-30 중량%를 첨가한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 전자파 차폐 효율을 증진시키기 위해, 상기 단계 (b)의 혼합은 자성체 및 강자성체 첨가제로서 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택되는 1 종의 금속 또는 이의 2종 이상의 금속의 합금, 탄소계 첨가제로서 탄소나노튜브, 그라파이트, 카본 블랙 또는 이의 금속 도금된 탄소계 첨가제, 페라이트 및 무기계 첨가제로 구성된 군으로부터 선택되는 첨가제를 추가적으로 첨가하여 실시한다.
(c) 상기 단계 (b)의 결과물을 물에 첨가 및 분산
그 다음, 본 발명의 방법은 상기 단계 (b)의 결과물을 물에 3-30 %(w/v) 첨가하고 분산시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (c)의 물은 부직포의 제조에 이용되는 시트 포머 머신에 담겨 있는 물이다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 결과물을 물에 3-20 %(w/v), 보다 더 바람직하게는 3-10 %(w/v), 보다 더욱 더 바람직하게는 5-9 %(w/v)를 첨가하고 분산시킨다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 부직포 제조시 섬유의 접착력 또는 부직포의 강도를 좋게 하기 위해서, 상기 단계 (c)는 단계 (c)의 결과물의 총 중량을 기준으로 하여 수용성 접착제 또는 수용성 고분자 0.1-50 중량%를 추가적으로 첨가한다.
본 발명에 이용되는 수용성 접착제는 당업계에 공지된 다양한 수용성 접착제를 이용할 수 있으면, 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 이용되는 수용성 고분자는 부직포의 강도 보강 및 부직포 제조시 공정의 효율을 높이기 위해서 이용되며, 이러한 목적으로 사용되는 것 이라면 당업계에 공지된 다양한 수용성 고분자를 이용할 수 있고, 바람직하게는 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA) 또는 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate; PVAc)이다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 수용성 접착제 또는 수용성 고분자는 상기 단계 (c)의 결과물의 총 중량을 기준으로 하여 0.1-10 중량%를 첨가하여 분산시키고, 보다 더 바람직하게는 상기 수용성 고분자를 상기 단계 (c)의 결과물의 총 중량을 기준으로 하여 0.1-3 중량%를 첨가하여 분산시키며, 보다 더욱 더 바람직하게는 0.1-2 중량%를 첨가하여 분산시키고, 가장 바람직하게는 1.5 중량%를 첨가하여 분산시킨다. 한편, 상기 수용성 고분자의 종류 및 함량은 부직포의 강도의 변화를 고려하여 채택할 수 있다.
(d) 상기 단계 (c)의 결과물의 여과 및 물의 제거
마지막으로, 본 발명은 (d) 상기 단계 (c)의 결과물을 여과하여 물을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 여과를 통한 물의 제거는 메시망을 통하여 실시함으로써, 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 전자파 차폐 및 흡수용 부직포를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 단계 (d) 이후에, (e) 상기 단계 (d)의 결과물인 부직포를 톨루엔, 아세톤, 알콜, THF(tetrahydrofuran), 사이클로헥산 및 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 용매에 상기 용매 총 중량을 기준으로 하여 열가소성 수지 0.1-10 중량%를 용해시킨 혼합 용액(희박 용액)에 침지시키거나, 상기 혼합 용액(희박 용액)을 상기 단계 (d)의 결과물인 부직포에 분사하는 단계를 추가적으로 포함 한다.
상기 단계 (e)를 추가적으로 포함하는 이유는 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유만을 이용하여 부직포를 제조하는 경우에 섬유간의 접착력이 약하여 원하는 물리적 특성을 만족하지 못 할 수 있어, 좀 더 강한 물리적 성질을 부여하기 위하여 후처리 공정으로서 상기 단계 (e)의 과정을 실시한다.
상기 열가소성 수지는 당업계에 공지된 다양한 열가소성 수지를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리스타일렌(PS)를 이용할 수 있다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (e)의 혼합 용액(희박 용액)은 용매의 총 중량을 기준으로 하여 열가소성 수지 0.1-5 중량%를 용해시켜 제조하고, 보다 더 바람직하게는 1-2 중량%를 용해시키며, 가장 바람직하게는 1.5 중량%를 용해시킨다.
상기 단계 (e)의 침지과정은 상기 단계 (d)의 결과물인 부직포를 상기 혼합 용액(희박 용액)에 1 내지 60초 동안 실시하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 30초, 보다 더 바람직하게는 7 내지 15초, 가장 바람직하게는 10초 동안 실시한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법은 (f) 상기 단계 (d) 또는 (e)의 결과물을 50-150℃에서 10분 내지 3시간 동안 건조시키는 단계를 추가적으로 포함한다.
강도 보완제로서 천연 펄프 또는 저융점 열가소성 수지를 첨가하지 않고, 금속 도금된 탄소 섬유만을 이용하여 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 단계 (d)의 결과물로서의 부직포의 경우, 50-100℃에서 1-3시간 동안 건조시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60-80℃에서 1.5-2.5시간 동안 건조시키며, 가장 바람직하게는 70℃에서 2시간 동안 건조시킨다.
강도 보완제로서 저융점 열가소성 수지를 첨가하여 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 단계 (d)의 결과물로서의 부직포의 경우, 100-150℃에서 10분-1시간 동안 건조시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 110-130℃에서 20분-40분 동안 건조시키며, 가장 바람직하게는 120℃에서 30분 동안 건조시킨다.
저융점 열가소성 수지를 첨가한 경우, 상기 온도 범위에서 건조 시키는 이유는 저융점 열가소성 수지, 바람직하게는 LMPET의 경우, 100℃ 이상에서 표면 융융이 되면서 고전도성 금속 도금된 탄소 섬유에 접착 효과를 나타내기 때문이다.
저융점 열가소성 수지를 첨가한 경우, 보다 다른 바람직하게는 보다 안정적인 강도와 평활도를 위해 핫 프레스(hot press)를 이용하여 140-160℃에서 3-10 초간 가압하는 단계를 추가적으로 포함하고, 가장 바람직하게는 핫 프레스(hot press)를 이용하여 150℃에서 7 초간 가압한다.
부직포의 강도 보강 및 부직포 제조시 공정의 효율을 높이기 위해서 이용되는 수용성 고분자(바람직하게는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA) 또는 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate; PVAc))를 첨가하여 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 상기 단계 (d)의 결과물로서의 부직포의 경우, 50-100℃에서 30분-2시간 동안 건조시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60-80℃에서 40분-1.5시간 동안 건조시키며, 가장 바람직하게는 70℃에서 1시간 동안 건조시킨다.
상기 단계 (e)의 결과물인 부직포의 경우, 50-100℃에서 10분-50분 동안 건조시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60-80℃에서 10분-30분 동안 건조시키며, 가장 바람직하게는 70℃에서 10분 동안 건조시킨다.
한편, 본 발명의 실시예에 사용 되지는 않았지만, 통상의 부직포나 직조된 섬유상을 성형하는데 있어, SMC, BMC, 오토클레이브(autoclave), 프리프레그(prepreg) 등의 방식이 적용가능하다. 프리프레그의 경우는 상기 도전성 부직포(웹)에 에폭시를 함침시켜 70℃에서 8시간 1차 건조(반경화) 시키고, 제조된 프리프레그를 150℃에서 핫프레스를 사용하여 가압하여 경화 시키는 방법이 유효하다. 상기의 프리프레그의 예외에도, 통상적 지식 범위 내에서 도전성 부직포(웹)은 열경화성 수지(페놀수지, 불포화폴리에스터수지, 우레탄수지, 멜라민수지)에 함침 열 경화시켜 시트상으로 제조할 수 있다.
본 발명의 가장 큰 특징 중 하나는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포는 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유가 포함되어 있어, 비교예로 이용되는 플라스틱 복합재 보다 전자파 차폐 및 흡수 효과가 보다 개선되었다는 점이다.
본 발명에 이용되는 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유는 본 발명자들이 개발한 무전해 및 전해 연속 공정으로 제조된 전기전도도가 우수한 고전도성 탄소 섬유로서, 다음과 같은 방법으로 제조된다.
구체적으로, 본 발명의 방법에 이용되는 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유는 다음의 단계를 포함하는 방법으로 제조된다: (a) 탄소 섬유를 순수(pure water)의 부피를 기준으로 하여 Cu 이온 2.5-5.5 g/l, EDTA 20-55 g/l, 포르말린 2.5-4.5 g/l, TEA(트리에탄올아민) 2-6 g/l, 농도 25%의 NaOH 8-12 ml/l 및 2,2'-비피리딘(bipiridine) 0.008-0.15 g/l를 포함하고, pH 12-13 및 온도 36-45℃인 무전해 도금액에 통과시켜 6-10 분 동안 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 구리 도금된 탄소 섬유를 Ni(NH2SO3)2 280-320 g/l, NiCl2 15-25 g/l 및 H3BO3 35-45 g/l을 포함하고, pH 4.0-4.2 및 온도 50-60℃인 전해 도금액에 통과시켜 1-3 분 동안 구리 도금된 탄소 섬유에 니켈을 도금시키는 단계.
이하, 무전해 및 전해 연속 공정으로 금속 도금된 탄소 섬유를 제조하기 위한 본 발명의 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다:
(a) 무전해 도금 공정
우선, 본 발명의 방법은 탄소 섬유에 금속을 무전해 도금시키는 단계를 거친다.
일 구현예로서, 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 경우에는 무전해 도금액은 순수(pure water), 구리 금속염, 착화제, 환원제, 안정제 및 pH 조절제를 포함한다.
상기 무전해 도금액에 포함되는 구리 금속염은 탄소 섬유에 도전성을 부여하기위한 구리 이온을 공급하며, 환원제는 포르말린을 이용하였으며, 착화제로 EDTA, 안정제로 TEA(트리에탄올아민) 및 2,2'-비피리딘(bipiridine), 그리고 pH 조절제로는 농도 25%의 NaOH를 이용하였다.
실시예에서 확인할 수 있듯이, 무전해 도금액에 포함되는 환원제인 포르말린 및 pH 조절제인 NaOH의 농도가 증가함에 따라 도금 속도는 상승하였으나, 도금액의 수명이 짧아지는 단점이 있어, 이를 고려하여 환원제와 pH 조절제의 함량을 채택하였다.
한편, 실시예에서 명확히 확인할 수 있듯이, 구리 이온 및 착화제의 함량이 동일 비율로 증가할 때 환원제의 함량을 조절함으로써 도금 속도 및 액 안정성 시험을 실시한 결과, 구리 이온 및 환원제인 포르말린의 농도의 조절로 도금 속도 및 도금층의 두께를 조절할 수 있고, 도금층 두께 조절을 통해 비중, 강도, 탄성율 및 스트레인(strain)을 조절할 수 있는 데, 본 발명에서는 도금층의 두께가 두꺼워 질수록, 비중이 증가하고, 강도, 탄성율 및 스트레인(strain)이 저하되므로, 구리 이온 및 환원제인 포르말린의 농도 조절과 함께 전해 도금을 실시하여 얇은 두께로 전도도가 향상되어 상기 문제점을 해결하였으며, 이는 본 발명에서 무전해 및 전해 연속 공정을 채택한 이유이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 무전해 도금 단계는 탄소 섬유를 순수(pure water)의 부피를 기준으로 하여 Cu 이온 2.5-3.5 g/l, EDTA 25-35 g/l, 포르말린 2.5-3.5 g/l, TEA(트리에탄올아민) 2-3 g/l, 농도 25%의 NaOH 8-12 ml/l 및 2,2'-비피리딘(bipiridine) 0.008-0.01g/l를 포함하고, pH 12-13 및 온도 36-40℃인 무전해 도금액에 통과시켜 6-10 분 동안 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 무전해 도금 단계는 탄소 섬유를 순수(pure water)의 부피를 기준으로 하여 Cu 이온 2.5-3.5 g/l, EDTA 20-30 g/l, 포르말린 2.5-3.5 g/l, TEA(트리에탄올아민) 2-3 g/l, 농도 25%의 NaOH 8-12 ml/l 및 2,2'-비피리딘(bipiridine) 0.008-0.01g/l를 포함하고, pH 12-13 및 온도 36-40℃인 무전해 도금액에 통과시켜 6-10 분 동안 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 무전해 도금 단계는 탄소 섬유를 순수(pure water)의 부피를 기준으로 하여 Cu 이온 4.5-5.5 g/l, EDTA 30-40 g/l, 포르말린 2.5-3.5 g/l, TEA(트리에탄올아민) 4-6 g/l, 농도 25%의 NaOH 8-12 ml/l 및 2,2'-비피리딘(bipiridine) 0.01-0.15 g/l를 포함하고, pH 12-13 및 온도 40-45℃인 무전해 도금액에 통과시켜 6-10 분 동안 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로서 고속도금욕에 따르면, 상기 단계 (a)의 무전해 도금 단계는 탄소 섬유를 순수(pure water)의 부피를 기준으로 하여 Cu 이온 4.5-5.5 g/l, EDTA 45-55 g/l, 포르말린 3.5-4.5 g/l, TEA(트리에탄올아민) 4-6 g/l, 농도 25%의 NaOH 8-12 ml/l 및 2,2'-비피리딘(bipiridine) 0.01-0.15 g/l를 포함하고, pH 12-13 및 온도 40-45℃인 무전해 도금액에 통과시켜 6-10 분 동안 탄소 섬유에 구리를 도금시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 무전해 도금 후 수세 3단을 하며 수세 3단 중 3번째에는 H2SO4 1-2%를 섞어 수세한다. 이는 전해 도금조의 pH를 보존하기 위한 수단이며 무전해 도금된 탄소섬유의 표면을 활성화 시켜주기 위함이다.
(b) 전해 도금 공정
그 다음, 본 발명의 방법은 구리를 무전해 도금 공정으로 탄소 섬유에 도금을 시킨 다음, 전해 도금 공정으로 니켈을 연속적으로 도금 시키는 단계를 거친다.
본 발명의 특징 중 하나는 무전해 도금 공정을 실시한 다음 니켈 전해 도금 공정을 실시하여 탄소 섬유의 전기 전도도를 개선시켰다는 점이다.
상기 전해 도금 공정을 실시하기 위한 전해 도금액은 니켈 금속염으로 Ni(NH2SO3)2 및 NiCl2을, pH 완충제로 H3BO3를 이용한다.
실시예에서 명확히 확인할 수 있듯이, 무전해 및 전해 연속 공정을 통해 도금되지 않는 탄소 섬유에 비해 전기저항 값이 약 32-37배 감소하며, 비교예에 비해서는 약 2배 감소하여 전기 전도도가 개선되었다.
이는 무전해 도금 후 구리의 공극을 빠른 시간에 Ni 전해 도금을 실시하여 메꾸는 방식으로 전기 전도도가 개선되었다고 판단된다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 전해 도금 공정은 정전압(CV, constant voltage) 5-15 Volt를 가하여 실시한다.
무전해 구리 도금 및 전해 니켈 도금의 연속 공정의 경우, 전해 도금 공정은 정전압(CV, constant voltage) 5-10 Volt를 가하여 실시하고, 보다 바람직하게는 6-8 Volt를 가하여 실시한다.
이러한 무전해 및 전해 도금의 장점은 전기 전도도의 우수성을 띄며 밀착력 및 연성에 효과적이고 무전해 도금에서 생긴 금속들의 공간에 전해 금속이 붙어 두께는 얇고 전도도는 우수한 형태의 합금 층이 형성된다. 또한, 탄소 섬유에 고른 도금을 할 수 있는 효과를 갖는다.
1차로 무전해 도금(구리)후 연속으로 전해도금을 실시하며 욕 중에 탄소섬유를 놓고 전압을 인가함으로써 무전해 도금에서 생긴 공극에 전해이온이 결합해 도금 두께가 얇고 전도도는 향상된 제품이 생산된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 탄소 섬유는 다음의 단계를 포함하는 방법으로 전처리(pre-treatment)되는 것을 특징으로 한다: (ⅰ) 탄소 섬유를 계면활성제, 유기 용매 및 비이온 계면활성제를 포함하는 수용액에 통과시켜 탄소 섬유를 탈지 및 연화시키는 단계; (ⅱ) 상기 단계 (ⅰ)의 결과물인 탄소 섬유를 아황산수소나트륨(sodium bisulfite; NaHSO3), 황산(H2SO4), 과황산 암모늄(ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 및 순수(pure water)를 포함하는 수용액에 통과시켜 중화, 세정 및 조질(conditioning)작용을 하는 에칭 공정을 실시하는 단계; (ⅲ) 상기 단계 (ⅱ)의 결과물인 탄소 섬유를 PdCl2 수용액에 통과시켜 센시타이징(sensitizing) 공정을 실시하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 단계 (ⅲ)의 결과물인 탄소 섬유를 황산(H2SO4) 수용액에 통과시켜 활성화(activating) 공정을 실시하는 단계.
(ⅰ) 탄소 섬유의 탈지 및 연화
본 발명의 방법 중 탄소 섬유의 전처리는 우선, 탄소 섬유를 계면활성제, 유기 용매 및 비이온 계면활성제를 포함하는 수용액에 통과시켜 탄소 섬유를 탈지 및 연화시키는 단계를 거친다.
상기 계면활성제, 유기 용매 및 비이온 계면활성제를 포함하는 수용액은 탄소 섬유에 사이징된 에폭시나 우레탄을 제거하는 탈지 작용을 하며, 동시에 섬유 표면을 팽윤(swelling)시켜 연화(softening) 시킨다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (ⅰ)의 수용액은 계면활성제로 순수(pure water) 및 NaOH를 중량비 40-49: 1-10으로 혼합한 용액 15-35 중량%, 유기 용매로 디에틸 프로판디올(diethyl propanediol) 50-80중량% 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(dipropylene glycol methyl ether) 5-15 중량%, 그리고 400-600 ppm의 비이온성 계면활성제를 포함하고, 보다 더 바람직하게는 계면활성제로 순수(pure water) 및 NaOH를 중량비 45-48: 2-5으로 혼합한 용액 20-30 중량%, 유기 용매로 디에틸 프로판디올(diethyl propanediol) 58-72중량% 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(dipropylene glycol methyl ether) 8-12 중량%, 그리고 450-550 ppm의 비이온성 계면활성제를 포함한다.
상기 비이온성 계면활성제는 당업계에 공지된 다양한 비이온성 계면활성제를 포함하나, 바람직하게는 에폭시레이티드 리니어 알코올(ethoxylated linear alcohol), 에폭시레이티드 리니어 알킬페놀(ethoxylated linear alkyl-phenol) 또는 에폭시레이티드 리니어 티올(ethoxylated linear thiol)이고, 보다 바람직하게는 에폭시레이티드 리니어 알코올(ethoxylated linear alcohol) 이다.
본 발명의 보다 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (ⅰ)은 온도 40-60℃에서 1-5분 동안 실시하고, 보다 바람직하게는 온도 45-55℃에서 1-3분 동안 실시한다.
(ⅱ) 에칭 공정
그 다음, 탄소 섬유의 전처리는 강알카리 성분을 중화 시키고, 다음 공정인 센시타이징(sensitizing)공정을 위해 세정작용을 돕고 조질(conditioning)작용을 하는 에칭 공정을 실시한다.
에칭 공정을 위한 수용액은 아황산수소나트륨(sodium bisulfite; NaHSO3), 황산(H2SO4), 과황산 암모늄(ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 및 순수(pure water)를 포함한다.
보다 바람직하게는 상기 단계 (ⅱ)의 수용액은 아황산수소나트륨(sodium bisulfite; NaHSO3) 0.1-10 중량%, 황산(H2SO4) 0.1-3 중량%, 과황산 암모늄(ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 5-25 중량% 및 순수(pure water) 62-94.8 중량%를 포함하고, 보다 더 바람직하게는 아황산수소나트륨(sodium bisulfite; NaHSO3) 0.8-2 중량%, 황산(H2SO4) 0.3-1 중량%, 과황산 암모늄(ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 10-20 중량% 및 순수(pure water) 77-88.9 중량%를 포함한다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (ⅱ)는 온도 20-25℃에서 1-5분 동안 실시하고, 보다 더 바람직하게는 온도 20-25℃에서 1-3분 동안 실시한다.
(ⅲ) 센시타이징(sensitizing) 공정
그 다음, 상기 단계 (ⅱ)의 결과물인 탄소 섬유를 PdCl2 수용액에 통과시켜 센시타이징(sensitizing) 공정을 실시하는 단계를 거친다.
상기 센시타이징 공정은 표면 개질된 탄소 섬유의 표면에 금속 이온이 흡착되도록 하기 위함이다.
보다 바람직하게는 PdCl2 수용액의 농도는 10-30%이고, 보다 더 바람직하게는 15-25%이다.
본 발명의 보다 또 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (ⅲ)은 온도 20-40℃에서 1-5분 동안 실시하고, 보다 더 바람직하게는 온도 25-35℃에서 1-3분 동안 실시한다.
(ⅳ) 활성화(activating) 공정
이어, 탄소 섬유의 전처리 방법은 상기 단계 (ⅲ)의 결과물인 탄소 섬유를 농도 황산(H2SO4) 수용액에 통과시켜 활성화(activating) 공정을 실시한다.
상기 활성화 공정은 센시타이징 공정 이후에 실시한 것으로 기재하였으나, 센시타이징(sensitizing) 공정과 함께 실시하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
활성화 공정은 Pd의 산화방지를 위하여 콜로이드화된 Sn의 제거를 위하여 실시한다.
보다 바람직하게는 황산(H2SO4) 수용액의 농도는 5-15%이다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (ⅳ)는 온도 40-60℃에서 1-5분 동안 실시하고, 보다 더 바람직하게는 온도 45-55℃에서 1-3분 동안 실시한다.
이러한 방법으로 탄소 섬유를 전처리 할 수 있으며, 전처리된 탄소 섬유에 금속인 구리 및 니켈을 무전해 및 전해 연속 공정으로 도금시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포를 제공한다.
본 발명의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포는 상술한 본 발명의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포의 제조방법으로 제조되는 것이기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재를 제공한다: (ⅰ) 심재로서 상술한 본 발명의 부직포; (ⅱ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 어느 일 면에 적층된 마감 필름; 및 (ⅲ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 다른 일 면에 적층된 마감 필름.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재를 제공한다: (ⅰ) 심재로서 상술한 본 발명의 부직포; (ⅱ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 어느 일 면에 적층된 마감 필름; 및 (ⅲ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 다른 일 면에 적층된 양면 접착 필름.
본 발명의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재는 심재로서 상술한 본 발명의 부직포를 이용하는 것으로서, 이 둘 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 따른 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 부직포 복합재는 필름 형태또는 스티커 형태일 수 있다.
본 발명의 부직포 복합재가 필름 형태인 경우에는, 심재로서 상술한 본 발명의 부직포의 양면에 마감 필름이 적층된 3층 구조를 갖는다.
한편, 본 발명의 부직포 복합재가 스티커 형태인 경우에는, (ⅰ) 심재로서 상술한 본 발명의 부직포의 어느 일면에 (ⅱ) 마감 필름이 적층되고, 상기 부직포의 다른 일면에 (ⅲ) 양면 접착 필름이 적층된 3층 구조를 갖는다.
본 발명의 부직포 복합재(필름 또는 스티커)에 이용되는 마감 필름은 당업계에 공지된 다양한 열가소성 수지 필름을 이용할 수 있고, 바람직하게는 PET(Polyethyleneterephalate) 필름을 이용할 수 있다.
본 발명의 마감 필름은 그 외부면에 디자인을 인쇄한 데코 필름을 이용할 수 있고, 상기 디자인의 인쇄는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 실시할 수 있으나, 바람직하게는 UV 인쇄를 실시하여 디자인을 인쇄한다.
본 발명의 부직포 복합재가 필름 형태인 경우, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 부직포 복합재는 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅱ)의 마감 필름 사이, 그리고 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅲ)의 마감 필름 사이에, 각각 핫멜트 필름을 적층하고 열프레스로 가압하여 상기 부직포와 마감 필름을 합지시키거나, 수성 접착제, 솔벤트계 접착제, 우레탄 접착제, 에폭시 접착제, 불포화 폴리에스터계 접착제 및 레졸타입의 페놀 접착제로 구성된 군으로부터 선택되는 접착제를 도포하여 상기 부직포와 마감 필름을 라미네이팅 시켜 제조된다.
본 발명의 부직포 복합재가 스티커 형태인 경우, 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 부직포 복합재는 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅱ)의 마감 필름 사이에, 핫멜트 필름을 적층하고 열프레스로 가압하여 상기 부직포와 마감 필름을 합지시키거나, 수성 접착제, 솔벤트계 접착제, 우레탄 접착제, 에폭시 접착제, 불포화 폴리에스터계 접착제 및 레졸타입의 페놀 접착제로 구성된 군으로부터 선택되는 접착제를 도포하여 상기 부직포와 마감 필름을 라미네이팅 시켜 제조된다.
본 발명의 보다 다른 구현예에 따르면, 상기 합지 공정은 80-120℃에서 5-20초간 열프레스로 가압하여 실시하고, 보다 더 바람직하게는 상기 합지 공정은 90-110℃에서 8-12초간 열프레스로 가압하여 실시한다.
본 발명의 보다 또 다른 구현예에 따르면, 상기 접착제는 전자파 차폐 및 흡수율 보강 첨가제로서 (a) 알루미늄, 철, 크롬, 스테인레스, 구리, 니켈, 블랙니켈, 은, 금, 백금, 팔라듐, 주석, 코발트 및 이의 2종 이상 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 최소 1종 이상의 금속 분말, 또는 (b) 탄소나노튜브, 그라파이트, 카본블랙, 그라핀 및 이의 금속 도금된 첨가제로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소계 첨가제를 추가적으로 포함한다.
상기한 바와 같이, 상술한 본 발명의 도전성 부직포가 충분한 도전성과 강도를 가지고 있기 때문에 경제성과 생산성을 고려하여, 열가소성 수지로 제조된 필름을 이용하여, 합지 또는 라미네이팅 방식을 적용하여 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재(필름 또는 스티커)를 제조하였다.
본 발명의 전도성 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소섬유로 이루어진 부직포를 이용한 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재(필름 또는 스티커)는 핸드폰 커버, 핸드폰 파우치에 삽입되어 전자파 차단에 사용될 수 있으며, 휴대용 디스플레이 제품의 LCD 보호용 브라켓에도 적용될 수 있고 전기차의 내부 하우징에 사용될 수 있다. 또한 상하 필름 또는 양면 테이프로 마무리한 라미네이팅 필름 복합체의 경우는 전자파 차단용 스티커로 사용될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 무전해 및 전해 연속 공정으로 제조된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유를 이용하여 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 상기 부직포를 포함하는 부직포 복합재를 제공한다.
(b) 본 발명의 부직포는 종래 기술에 비해 더 얇고 강하며, 추가적인 도전성 분말을 첨가할 필요 없이, 금속 도금된 탄소 섬유의 함량 조절만으로 도전성 조절이 가능한 이점이 있다.
(c) 또한, 본 발명의 부직포는 그 자체로 전자파 차폐 성능이 우수하여 상하부 합지 공정, 또는 라미네이팅 방식으로 간단하게 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재(필름 또는 스티커)를 대량생산 할 수 있는 경제적 이점이 있다.
도 1은 무전해 내지 전해 연속 공정으로 제조된 금속 도금된 탄소 섬유의 단면 확대 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 금속 도금된 탄소 섬유로 제조된 부직포 (wet laid)를 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스티커 형태의 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재를 제조하기 위한 구성도를 보여준다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 금속 도금된 탄소 섬유 부직포 및 데코필름을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 금속 도금된 탄소 섬유 부직포와 전자파 차폐 섬유를 함유한 사출 또는 압출물과 비교하기 위한 테스트 샘플을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 이용된 금속 도금된 탄소 섬유를 촙(chop) 상태로 절단한 샘플 사진이다.
도 7은 실험용 부직포(wet laid)를 제조하는 부직포 제조기를 보여주는 사진이다.
도 8은 전자파 흡수율 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 이용되는 탄소 섬유의 표면처리 장치를 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
실시예
실시예 1: 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 부직포의 제조
무전해 및 전해 연속 공정으로 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소섬유를 3 mm, 6 mm 또는 12 mm로 절단하고, 각각에 대해 촙(chopped) 형태로 가공된 금속 도금된 탄소 섬유 1g을 물 500 g에 분산시켜 믹서기에서 1분간 5000 rpm으로 고속 분산 시켰다. 상기 금속 도금 탄소 섬유가 분산된 혼합 용액은 물 7 L가 채워져 있는 시트 포머 머신(sheet former machine)(자체 제작)에 투입하고, 3초 후 메시망을 통해 물을 배출하고 남아있는 탄소 섬유 부직포를 얻었다. 메시망에 걸러진 탄소 섬유 부직포는 70℃ 오븐에서 2시간 동안 건조하여 최종적으로 30 g/m2의 무게를 가지는 금속 도금된 탄소 섬유 부직포를 얻었다.
상기 실시예 1 및 이하 실시예 2 내지 5에서 사용되는 금속 도금된 섬유는 불스원 신소재 사에서 제조한 무전해 내지 전해 연속 공정을 적용한 Cu-Ni 이중 도금된 탄소섬유를 이용하였고, 탄소 섬유는 3mm, 6mm, 12mm 길이로 촙(chopped) 절단을 실시하였다.
실시예 2: LMPET가 첨가된 강도 보완용 복합 부직포의 제조
강도를 높이기 위해 촙(chopped) 형태로 가공된 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유에 LMPET(low melting polyethyleneterephalate)를 0.1 g, 0.2 g 또는 0.3 g 각각 추가하여 금속 도금된 탄소섬유 및 LMPET의 총 중량 대비 10 wt%, 20 wt% 또는 30 wt%의 LMPET가 첨가된 강도 보완용 복합 부직포를 제조하였다. 10 wt%의 LMPET를 포함하는 복합 부직포는 금속 도금된 탄소 섬유 0.9 g과 LMPET 0.1 g을, 20 wt%의 LMPET는 금속 도금된 탄소섬유 0.8 g과 LMPET 0.2 g, 30 wt%의 LMPET는 금속 도금된 탄소섬유 0.7 g과 LMPET 0.3 g을 물 500 g에 분산시켜 믹서기에서 1분간 5000 rpm으로 고속 분산 시키고, 물 7 L 가 채워져 있는 시트 포머 머신(sheet formor machine)에 투입하고, 3초 후 메시망을 통해 물을 배출하고 남아있는 탄소 섬유 부직포를 얻었다. 메시망에 걸러진 탄소 섬유 부직포는 120℃ 오븐에서 2시간 동안 건조하여 금속 도금된 탄소 섬유 부직포를 얻었다. 얻어진 부직포는 150℃ 핫프레스에서 7초간 가압하여 30 g/m2의 최종 제품을 얻었다.
실시예 3: 60 g/m 2 및 90 g/m 2 의 금속 도금된 탄소 섬유 부직포의 제조
상기 실시예 1 및 2는 평량이 30 g/m2인 샘플을 얻는데 사용된 방법이고, 금속 도금된 탄소 섬유의 함량에 따라 전자파 차폐 효과가 달라질 수 있으므로, 함량에 따른 전자파 차폐 효율을 측정하기 위해 60 g/m2, 90 g/m2의 부직포를 제조하였다. 제조 방법은 실시예 1과 동일하고, 섬유의 총 무게만 각각 2 g 및 4.5 g 으로 증량하여, 동일한 방법으로 60 g/m2 및 90 g/m2을 가지는 부직포를 제조하였다.
실시예 4: 금속 도금된 탄소 섬유 부직포를 이용한 부직포 복합재의 제조
30 g/m2, 60 g/m2 및 90 g/m2 부직포의 양쪽에 핫멜트 필름을 적층하고, 상 및 하부에 UV 인쇄된 PET 필름으로 마감하였다. 합지 공정은 100℃에서 10초간 열프레스로 가압하여 성형하였다.
상기 실시예 4 및 이하 실시예 5 및 6에 이용된 접착 필름은 금속 도금된 탄소섬유 부직포와 PET 데코 필름을 접착시켜 주기 위해, 핫멜트형 접착 필름을 사용하였다. 한편, 접착의 방식을 특별히 핫멜트형 접착 필름으로 한정하지 않고, 통상적인 접착제를 이용할 수 있다.
그리고, 상기 실시예 4 및 이하 실시예 5 및 6에 이용된 데코 필름으로서 UV 인쇄된 PET 필름은 SKC 사의 SW84G 제품에 UV 인쇄를 실시하여 디자인을 인쇄하여 사용하였으나, 디자인 인쇄는 특별히 UV 인쇄로 한정되지 않는다.
실시예 5: LMPET가 첨가된 강도 보완용 복합 부직포를 이용한 부직포 복합재의 제조
LMPET가 10 wt%, 20 wt% 또는 30 wt% 함유된 부직포의 양쪽에 핫멜트 필름을 적층하고, 상/하부에 UV 인쇄된 PET필름으로 마감하였다. 합지는 100℃에서 10초간 열프레스로 가압하여 성형하였다.
실시예 6: 부직포 복합재를 이용한 스티커의 제조
상기 실시예 1 및 3의 금속(구리 및 니켈) 도금된 탄소 섬유 부직포 또는 실시예 2의 LMPET가 첨가된 강도 보완용 복합 부직포의 양쪽에 핫멜트 필름을 적층하고, 상부에는 UV 인쇄된 PET 필름으로 마감하고, 하부에는 이형필름이 처리된 양면 테이프를 적층하여 합지 하였다. 합지는 100℃에서 10초간 열프레스로 가압하여 성형하였다. 얻어진 시편은 하부 이형필름을 제거하면 스티커처럼 편리하게 부착 가능하도록 하였다.
비교예 1: 전자파 차폐용 복합재의 제조
비교예는 하기 표 1에 나타난 함량으로 열가소성 수지인 PP와 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 사출 성형하여 전자파 차폐용 복합재를 제조하여 이용하였다. 사출 성형품은 두께가 0.5 mm 및 0.7 mm인 시트 형태로 제작하였다. 구체적으로, 80℃ 진공 오븐에서 PP(polypropylene, grade BJ 700, 용융지수 25, 밀도 0.91 g/cm3, 열변형온도 105℃, 삼성토탈)를 6시간 동안 건조한 다음 건조된 PP는 PP 80 중량%와 구리 및 니켈 도금 탄소 섬유(6 mm) 20 중량%를 혼합하였다. 그리고, 상기 혼합물을 사출기(twin injection machine; 우진 제조, 한국, GT-1 9300)에 투입하여 ASTM D4935가 지정하는 규격의 금형 몰드에 사출하여 제조하였다. 이 경우, 온도 구간을 5구간으로 나누고 각각 215℃, 220℃, 220℃, 220℃ 및 230℃로 설정하였고 55 rpm, 60 bar, 금형 냉각시간 8초로 작업하였다.
실험예 1: 전자파 흡수율 및 차폐율(specific absorption rate; SAR) 시험
실시예 1 내지 3의 부직포와 비교예의 플라스틱 복합체에 대해 SAR(Specific Absorption Rate) 시험을 실시하였고, 그 결과는 아래 표 1에 정리하였다:
휴대폰 전차파 감쇄 시험
항목 두께 SAR 결과값
(감소율 %)		 전자파 차폐 효율(ASTM D4935)
EMI SE(dB)(at 1.0 GHz)
실시예 1(부직포 30 g/m2) 0.18 mm 84 65
실시예 3 부직포 60 g/m2 0.35 mm 91 67
부직포 90 g/m2 0.51 mm 95 68
실시예 2 금속도금된 탄소섬유
+ LMPET 10% (60 g/m2)		 0.35 mm 90 66
금속도금된 탄소섬유
+ LMPET 20% (60 g/m2)		 0.35 mm 87 65
금속도금된 탄소섬유
+ LMPET 30% (60 g/m2)		 0.35 mm 85 65
비교예 1 플라스틱 복합재 20 wt% 0.5 mm 85 54
플라스틱 복합재 20 wt% 0.7 mm 86 54
상기 표 1을 통해서 보건대, 상기 실시예 1 및 3의 부직포의 제조에 사용된 금속 도금된 탄소섬유의 양이 많을수록(일반적으로“평량”이라고 지칭함), SAR 차폐 및 흡수 효율이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예의 플라스틱 복합재의 두께 대비 약 30% 정도의 두께에서도, 동일 또는 보다 우수한 차폐 효과가 나타나므로 슬림화되는 전자기기에 사용되기에 적합하다.
그리고, 원소재의 고유한 전자파 차폐 효율을 측정하는 ASTM D 4935에 의한 실험 결과, 실시예 1 내지 3의 경우 종류에 상관없이 유사한 전자파 차폐 결과가 얻어졌다. 이는 시편 제조시 부직포를 10장을 적층하여 제조하고, 시험편을 가공하였기 때문에 평량의 차이에 따른 전자파 차폐 효과의 차이가 크지 않았다.
하지만, 실시예 1 내지 3의 부직포로 제조된 시편이 비교예의 플라스틱 복합재 시편 보다 약 10 dB 이상 좋은 전자파 차폐 성능을 보이고 있음을 알 수 있는데, 이는 실시예 1 내지 3의 부직포의 경우 섬유의 길이가 플라스틱 복합재에 비해 길고, 섬유상 네트워크 구조가 치밀하게 형성되어 있기 때문이다.
한편, 도 8은 소재의 전자파 흡수율 측정 결과 그래프이다. 부직포 및 플라스틱 복합재의 흡수율이 약 60-70% 인 반면에 직조된 유기 섬유에 금속 도금을 한 차폐제의 경우는 자체 흡수율이 10% 정도로 반사에 의한 차폐 효과가 주로 이루어진다고 볼 수 있다. 이것은 순수하게 반사 작용으로 전자파를 차단하는 동판의 흡수율과 유사한 것으로, 치밀하게 직조된 섬유에 금속 도금하는 것은 전자파를 흡수시켜 소멸하는 작용과는 거리가 멀다고 볼 수 있다. 따라서 당 발명에 사용된 부직포 및 플라스틱 복합재의 경우는 소재 자체의 전자파 차폐율은 99.99% 이상이며, 이중에서 전자파의 흡수 소멸이 약 60-70% 이고 반사에 의한 차폐율이 약 29-39% 정도라고 할 수 있다.
따라서 본 발명은 무전해 내지 전해 연속공정으로 제조된 고전도성 탄소섬유를 부직포로 제조하여, 전자파 차단용 심재로 사용하고 상하부에 미려한 마감 필름이나 양면 접착 필름을 사용하면, 경제적이고 생산성이 높은 고성능의 전자파 차단 필름 또는 스티커를 제조할 수 있음을 보여주고 있다.
한편, 상기 실시예 1 내지 6에서 사용되는 불스원 신소재 사에서 제조한 무전해 내지 전해 연속 공정을 적용한 Cu-Ni 이중 도금된 탄소섬유는 아래의 과정을 통해 전처리 및 제조된다.
실시예 7: 탄소 섬유의 전처리 과정
1) 탈지 및 연화 공정
우선, 유기용매를 이용하여 탄소섬유에 사이징된 에폭시나 우레탄을 제거하며, 동시에 섬유 표면을 팽윤(Swelling)시켜 연화(Softening) 시키는 공정을 실시하였다.
계면활성제로 순수(pure water) 및 NaOH를 중량비 47:3로 혼합한 용액 25 중량%, 유기용매로 디에틸 프로판디올(diethyl propanediol) 65 중량% 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(dipropylene glycol methyl ether) 10 중량%, 그리고 500 ppm의 비이온 계면 활성제(non-ionic surfactant, low foam)로서 에폭시레이티드 리니어 알코올(ethoxylated linear alcohol)를 포함하는 전처리 조에 탄소 섬유(12K, 구입처: 토레이(Toray) 사, 효성 사 또는 태광(TK) 사)를 통과시켜 탈지 및 연화 공정을 실시하였다. 탈지 및 연화 공정은 온도 50℃에서 시간 2분 동안 실시하였다.
2) 에칭 공정
NaOH의 강알카리 성분을 황산(H2SO4)을 이용하여 중화 시키고, 다음 공정인 센시타이징(sensitizing)공정에 부담을 줄이며 과황산 암모늄((NH4)2S2O8)을 이용하여 세정작용을 돕고 조질(Conditioning)작용을 하여 파라듐의 흡착을 강력하게 하기 위해서, 에칭 공정을 실시하였다.
구체적으로, 아황산수소나트륨(sodium bisulfite; NaHSO3) 1 중량%, 황산(H2SO4) 0.5 중량%, 과황산 암모늄(ammonium persulfate; (NH4)2S2O8) 15 중량% 및 순수(pure water) 83.5 중량%를 포함하는 전처리 조에 탈지 및 연화 공정을 거친 탄소 섬유를 통과시켜 중화, 세정 및 조질(conditioning)작용을 하는 에칭 공정을 실시하였다. 상기 에칭 공정은 온도 20-25℃에서 2분 동안 실시하였다.
3) 센시타이징(sensitizing) 공정(촉매부여공정)
상기 에칭 공정을 실시한 탄소 섬유에 농도 20%의 PdCl2를 온도 30℃에서 2분 동안 처리하여 센시타이징 공정을 실시하였다. 센시타이징 공정은 표면 개질된 탄소 섬유의 표면에 금속 이온을 흡착시키기 위해서 실시한다.
4) 활성화(activating) 공정
센시타이징(sensitizing) 공정과 함께 실시하는 공정으로 Pd의 산화방지를 위하여 콜로이드화된 Sn의 제거를 위하여 온도 50℃에서 농도 10%의 황산(H2SO4)을 탄소 섬유에 2분 동안 처리하였다.
상기 공정으로 탄소 섬유를 전처리하였다.
실시예 8 및 9: 무전해 및 전해 연속 도금 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유
하기 첨부된 도 9의 도금 장치를 이용하여 상기 실시예 7에서 전처리된 탄소 섬유(12K, 구입처: 토레이(Toray) 사), 그리고 상기 실시예 7에서 전처리된 탄소 섬유(12K, 구입처: 태광(TK) 사)를 다음 표 2의 조성 및 조건으로 무전해 구리 도금을 실시하고, 연속 공정으로 다음 표 3의 조성 및 조건으로 전해 니켈 도금 공정을 실시하여 구리 및 니켈이 도금된 탄소 섬유를 제조하였으며, 이를 각각 실시예 8 및 9로 이용하였다: 이하 실시예에 기재된 도금액 성분의 함량은 순수(pure water) 1L를 기준으로 한다.
무전해 구리 도금액
- 성분 함량(조건)
금속염 Cu 이온 3 g/l
착화제 EDTA 30 g/l
환원제 포르말린 3.0 g/l
안정제 TEA(트리에탄올아민) 3 g/l
2,2'-bipiridine 0.01 g/l
pH 조절제 NaOH(25%) 12 ml/l
온도 38℃
pH 12.5
처리시간 6 min
Ni 전해 도금액
- 성분 함량(조건)
전해도금 용액 니켈 금속염 Ni(NH2SO3)2 300 g/l
NiCl2 20 g/l
pH 완충제 H3BO3 40 g/l
온도 55℃
pH 4.2
처리시간 1 min
실시예 10: 무전해 및 전해 연속 도금 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유
하기 첨부된 도 9의 도금 장치를 이용하여 상기 실시예 7에서 전처리된 탄소 섬유를 다음 표 4의 조성 및 조건으로 무전해 구리 도금을 실시하고, 연속 공정으로 다음 표 5의 조성 및 조건으로 전해 니켈 도금 공정을 실시하여 구리 및 니켈이 도금된 탄소 섬유를 제조하였다:
무전해 구리 도금액
- 성분 함량(조건)
금속염 Cu 이온 2.5-3.5 g/l
착화제 EDTA 25-35 g/l
환원제 포르말린 2.5-3.5 g/l
안정제 TEA(트리에탄올아민) 2-3 g/l
2,2'-bipiridine 0.008-0.01 g/l
pH 조절제 NaOH(25%) 8-12 ml/l
온도 36-40℃
pH 12-13
처리시간 6-10 min
Ni 전해 도금액
- 성분 함량(조건)
전해도금 용액 니켈 금속염 Ni(NH2SO3)2 280-320 g/l
NiCl2 15-25 g/l
pH 완충제 H3BO3 35-45 g/l
온도 50-55℃
pH 4.0-4.2
처리시간 1-3 min
전해 도금의 경우, 전해 니켈조에 정전압(CV, constant voltage) 5-10 Volt를 가하였다. 양극으로 이용된 금속판은 Ni 금속판 또는 Ni 볼(ball)을 이용하였다.
실시예 11: 무전해 및 전해 연속 도금 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유
하기 첨부된 도 9의 도금 장치를 이용하여 상기 실시예 7에서 전처리된 탄소 섬유를 다음 표 6의 조성 및 조건으로 무전해 구리 도금을 실시하고, 연속 공정으로 다음 표 7의 조성 및 조건으로 전해 니켈 도금 공정을 실시하여 구리 및 니켈이 도금된 탄소 섬유를 제조하였다:
무전해 구리 도금액
- 성분 함량(조건)
금속염 Cu 이온 4.5-5.5 g/l
착화제 EDTA 45-55 g/l
환원제 포르말린 3.5-4.5 g/l
안정제 TEA(트리에탄올아민) 4-6 g/l
2 ,2'-bipiridine 0.01-0.15 g/l
pH 조절제 NaOH(25%) 8-12 ml/l
온도 40-45℃
pH 12-13
처리시간 6-10 min
Ni 전해 도금액
- 성분 함량(조건)
전해도금 용액 니켈 금속염 Ni(NH2SO3)2 280-320 g/l
NiCl2 15-25 g/l
pH 완충제 H3BO3 35-45 g/l
온도 50-55℃
pH 4.0-4.2
처리시간 1-3 min
전해 도금의 경우, 전해 니켈조에 정전압(CV, constant voltage) 5-10 Volt를 가하였다. 양극으로 이용된 금속판은 Ni 금속판 또는 Ni 볼(ball)을 이용하였다.
실험예 2 : 전류 밀도의 변화 및 도금된 탄소 섬유의 선저항값 측정
상기 실시예 10의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 제조하는 조성 및 조건 중 pH를 조절하는 NaOH의 농도와 Cu의 환원 반응을 돕는 HCHO의 농도 조절을 통해 무전해 및 전해 도금의 최적화 조건을 설정하였다.
농도 25%의 NaOH를 8, 9, 10, 11 및 12 ml/l, 그리고 HCHO를 2.5, 2.7, 2.9, 3.1, 3.3 g/l로 각각 변화시키면서, 탄소 섬유에 흐르는 전류밀도(A)의 변화를 측정하고, 최종적으로 얻어진 제품(구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유)의 선저항값(Ω/30cm)으로 평가 하였고, 그 결과는 아래 표 8에 정리하였고, 전해 니켈조에 정전압(CV, constant voltage) 7 Volt를 가하였으며, 그 외 일정하게 유지한 조건은 다음 표 9 및 10에 정리하였다:
HCHO NaOH 전류밀도(A) 저항(Ω/30cm) 도금액 사용기간
2.5 8 100 0.8 10 turn 사용
9 110 0.6
10 120 0.4
11 130 0.3
12 140 0.2
2.7 8 110 0.7 8 turn 사용
9 120 0.6
10 130 0.5
11 140 0.3
12 150 0.2
2.9 8 120 0.6 6 turn 사용
9 130 0.5
10 140 0.4
11 150 0.3
12 160 0.2
3.1 8 130 0.6 4 turn 사용
9 140 0.5
10 150 0.4
11 160 0.3
12 170 0.2
3.3 8 140 0.5 2 turn 사용
9 150 0.4
10 160 0.3
11 170 0.2
12 180 0.1
상기 표 8에서 1 turn은 무전해 구리 도금 1 건욕량을 나타낸다.
무전해 구리 도금액
- 성분 함량(조건)
금속염 Cu 이온 3 g/l
착화제 EDTA 30 g/l
환원제 포르말린(HCHO) 2.5-3.3 g/l
안정제 TEA(트리에탄올아민) 3 g/l
2 ,2'-bipiridine 0.10 g/l
pH 조절제 NaOH(25%) 8-12 ml/l
온도 37℃
pH 12.5
처리시간 6 min
전해 도금액
- 성분 함량(조건)
전해도금 용액 니켈 금속염 Ni(NH2SO3)2 300 g/l
NiCl2 20 g/l
pH 완충제 H3BO3 40 g/l
온도 55℃
pH 4.2
처리시간 1 min
정전압(Cv) 7 V
상기 표 8에서 확인할 수 있듯이, 환원제 및 NaOH의 양이 증가함에 따라 도금속도는 상승함을 알수 있으나 도금액의 수명이 짧아지는 단점을 알 수 있었다. 이에 환원제의 양은 최소(2.5-3.0 g/l)로 유지하고 NaOH의 양을 최대로 올려 작업하는 것이 바람직하다 할 수 있다.
실험예 3 : 도금 속도 및 액 안정성 시험
구리이온 및 착화제(EDTA)의 농도 조절를 통해 도금 속도 및 액 안정성 시험은 구리 이온과 착화제가 동일 비율로 상승할 때, 환원제의 양을 조절하여(표 11), 구리 도금의 최적화 조건을 시험하였고, 그 외 일정하게 유지되는 성분 및 조건에 대해서는 아래 표 12 및 13에 정리하였다:
금속염(Cu) 환원제(HCHO) 착화제(EDTA) NaOH 도금두께(㎛)
2.5 2.5 25 12 0.2-0.3
3.5 3.0 35 0.3-0.5
4.5 3.5 45 0.4-0.6
5.5 4 55 0.5-0.8
무전해 구리 도금액
- 성분 함량(조건)
금속염 Cu 이온 2.5-5.5 g/l
착화제 EDTA 25-55 g/l
환원제 포르말린 2.5-4 g/l
안정제 TEA(트리에탄올아민) 3 g/l
2,2'-bipiridine 0.01 g/l
pH 조절제 NaOH(25%) 12 ml/l
온도 37℃
pH 12.5
처리시간 6 min
전해 도금액
- 성분 함량(조건)
전해도금 용액 니켈 금속염 Ni(NH2SO3)2 300 g/l
NiCl2 20 g/l
pH 완충제 H3BO3 40 g/l
온도 55℃
pH 4.2
처리시간 1 min
C.V 7 V
상기 표 11에서 알 수 있듯이, 구리 농도와 HCHO의 농도가 높을수록 고속 도금이 가능해지고 도금층의 두께도 높아짐을 확인하였다(도금 두께 0.7 미크론 이상). 탄소 섬유에 바람직한 도금 두께 0.3 ㎛를 가지기 위해서는 구리이온 농도 2.5-3.0 g/l 및 HCHO 농도 2.5-3.0 g/l 이하에서 가장 좋은 결과물을 얻었다.
탄소 섬유의 도금두께가 증가할수록 비중도 증가하며 강도, 탄성율 및 스트레인(strain)이 저하 되기 때문에 무전해 도금에서 무리하게 도금 두께를 올리는 것보다는 무전해 도금 후 Cu의 공극을 빠른시간에 Ni 전해 도금을 행하여 우수한 전기 전도도를 가지는 탄소 섬유를 제조하는 것이 바람직하다고 판단된다.
실험예 4 : 물성 및 전기 전도도의 비교
다음 표 14에는 실시예 8 및 9의 구리 및 니켈 도금된 탄소섬유와 시판 중인 무전해 도금 공정으로 제조된 니켈 도금 탄소 섬유를 비교예 2로 하여 물성 및 전기전도도 등의 특성을 비교하여 정리하였다:
- 비교예 2 실시예 8 실시예 9 비고
가닥 강도
(kgf/㎟)(Range)		 280 380
(367~405)		 338
(325~353)		 -
탄성율(tons/㎟) 22.0 20.0 22.5 -
스트레인(strain) (%) 1.2 1.9 1.5 -
비중(g/㎤) 2.70 2.7277 2.7894 -
지름(㎛) 7.5 7.828 7.705 -
텍스(tex)
(섬유굵기) 		1420 1575 1561 -
전기저항(Ω/m) - 0.8 0.7 -
전기저항(Ω㎝) 7.5 × 10-5 4.62×10-5 4.05 × 10-5 -
일반 CF 대비
전기저항		 - 32배 감소 37배 감소 일반 CF:
1.50 × 10-3Ω㎝ 기준
코팅 두께(nm) 250 240
(210~271)		 350
(305~392)		 -
상기 표 14에서 볼 수 있듯이, 무전해 도금 공정에 의해 제조된 비교예 2에 비해서 실시예 8 및 9의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유는 물성이 우수하고 전기저항 값이 낮아 우수한 전기 전도도 값을 나태내고 있음을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 다음의 단계를 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포의 제조 방법:
    (a) 무전해 및 전해 연속 공정으로 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유를 길이 3 내지 500 mm의 촙(chopped) 형태로 절단하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)의 결과물인 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 및 물을 중량비 1 : 100-600으로 혼합하고 분산시키는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)의 결과물을 물에 3-30 %(w/v) 첨가하고 분산시키는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)의 결과물을 여과하여 물을 제거하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 혼합은 부직포 강도 보완제로서 천연 펄프 또는 저융점 열가소성 수지를 추가적으로 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 부직포 강도 보완제는 상기 단계 (a)의 결과물인 촙 형태의 구리 및 니켈 도금된 탄소 섬유 및 부직포 강도 보완제의 총 중량을 기준으로 하여 1-50 중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 저융점 열가소성 수지는 LMPET(low melting Polyethyleneterephalate)인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 혼합은 자성체 및 강자성체 첨가제로서 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택되는 1 종의 금속 또는 이의 2종 이상의 금속의 합금, 탄소계 첨가제로서 탄소나노튜브, 그라파이트, 카본 블랙 또는 이의 금속 도금된 탄소계 첨가제, 페라이트 및 무기계 첨가제로 구성된 군으로부터 선택되는 첨가제를 추가적으로 첨가하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)는 단계 (c)의 결과물의 총 중량을 기준으로 하여 수용성 접착제 또는 수용성 고분자 0.1-50 중량%를 추가적으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 단계 (d) 이후에, (e) 상기 단계 (d)의 결과물인 부직포를 톨루엔, 아세톤, 알콜, THF(tetrahydrofuran), 사이클로헥산 및 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 용매에 상기 용매 총 중량을 기준으로 하여 열가소성 수지 0.1-10 중량%를 용해시킨 혼합 용액에 침지시키거나, 상기 혼합 용액을 상기 단계 (d)의 결과물인 부직포에 분사하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 방법은 (f) 상기 단계 (d) 또는 (e)의 결과물을 50-150℃에서 10분 내지 3시간 동안 건조시키는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 및 흡수용 부직포.
  10. 다음을 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재:
    (ⅰ) 심재로서 상기 제 9 항의 부직포;
    (ⅱ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 어느 일 면에 적층된 마감 필름; 및
    (ⅲ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 다른 일 면에 적층된 마감 필름.
  11. 다음을 포함하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재:
    (ⅰ) 심재로서 상기 제 9 항의 부직포;
    (ⅱ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 어느 일 면에 적층된 마감 필름; 및
    (ⅲ) 상기 (ⅰ)의 심재로서의 부직포의 다른 일 면에 적층된 양면 접착 필름.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 부직포 복합재는 필름 형태인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 부직포 복합재는 스티커 형태인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 부직포 복합재는 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅱ)의 마감 필름 사이, 그리고 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅲ)의 마감 필름 사이에, 각각 핫멜트 필름을 적층하고 열프레스로 가압하여 상기 부직포와 마감 필름을 합지시키거나, 수성 접착제, 솔벤트계 접착제, 우레탄 접착제, 에폭시 접착제, 불포화 폴리에스터계 접착제 및 레졸타입의 페놀 접착제로 구성된 군으로부터 선택되는 접착제를 도포하여 상기 부직포와 마감 필름을 라미네이팅 시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 부직포 복합재는 상기 (ⅰ)의 부직포와 상기 (ⅱ)의 마감 필름 사이에, 핫멜트 필름을 적층하고 열프레스로 가압하여 상기 부직포와 마감 필름을 합지시키거나, 수성 접착제, 솔벤트계 접착제, 우레탄 접착제, 에폭시 접착제, 불포화 폴리에스터계 접착제 및 레졸타입의 페놀 접착제로 구성된 군으로부터 선택되는 접착제를 도포하여 상기 부직포와 마감 필름을 라미네이팅 시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 접착제는 전자파 차폐 및 흡수율 보강 첨가제로서 알루미늄, 철, 크롬, 스테인레스, 구리, 니켈, 블랙니켈, 은, 금, 백금, 팔라듐, 주석, 코발트 및 이의 2종 이상 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 최소 1종 이상의 금속 분말, 또는 탄소나노튜브, 그라파이트, 카본블랙, 그라핀 및 이의 금속 도금된 첨가제로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소계 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 복합재.
KR1020130159989A 2013-12-20 2013-12-20 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재 KR101548279B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130159989A KR101548279B1 (ko) 2013-12-20 2013-12-20 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재
JP2016559135A JP6197127B2 (ja) 2013-12-20 2014-12-10 電磁波遮蔽及び吸収用不織布または不織布複合材
CN201480069555.XA CN105829594B (zh) 2013-12-20 2014-12-10 电磁波屏蔽及吸收用无纺布或无纺布复合材料
US15/105,893 US10400370B2 (en) 2013-12-20 2014-12-10 Nonwoven fabric or nonwoven composite material for shielding and absorbing electromagnetic wave
PCT/KR2014/012138 WO2015093777A1 (ko) 2013-12-20 2014-12-10 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130159989A KR101548279B1 (ko) 2013-12-20 2013-12-20 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150072636A true KR20150072636A (ko) 2015-06-30
KR101548279B1 KR101548279B1 (ko) 2015-08-28

Family

ID=53403068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130159989A KR101548279B1 (ko) 2013-12-20 2013-12-20 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10400370B2 (ko)
JP (1) JP6197127B2 (ko)
KR (1) KR101548279B1 (ko)
CN (1) CN105829594B (ko)
WO (1) WO2015093777A1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170037539A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 주식회사 유라 자동차용 전자파 차폐 케이블 및 이의 제조방법
KR20180028079A (ko) * 2016-09-07 2018-03-16 한국생산기술연구원 카본기반의 습식부직포를 포함한 다층 복합재료, 그의 제조방법 및 그를 이용한 차폐 방열소재
KR20180116023A (ko) * 2017-04-14 2018-10-24 원광대학교산학협력단 탄소 섬유 부직포 및 이에 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 탄소 섬유 복합재, 그 제조 방법 및 용도
KR101932882B1 (ko) * 2018-06-22 2019-03-20 주식회사 형제레이저 가공 정밀도와 함께 내구성이 향상된 레이저 가공장치
KR102186039B1 (ko) 2019-11-20 2020-12-03 재단법인 한국탄소융합기술원 고전도성 탄소섬유 복합재 제조방법
KR102187685B1 (ko) * 2019-08-06 2020-12-08 (주)나노피엔씨 전자파 또는 emp 방호용 차폐원단
CN113060981A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 南通大学 铁镍纤维增强水泥基电磁波吸收材料及其制备方法
KR102326797B1 (ko) * 2020-05-07 2021-11-16 권진철 전자파차폐용 부직포의 제조방법
KR102486978B1 (ko) * 2021-10-20 2023-01-09 전옥님 그래핀을 이용한 전자파 차폐시트 제조방법
KR102591392B1 (ko) * 2022-11-16 2023-10-19 (주)와이솔 전자파 차폐 시트, 전자파 차폐 시트가 부착된 연성 회로 기판 및 그 제조 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105970478A (zh) * 2016-06-28 2016-09-28 怀宁县鑫源无纺布有限公司 一种防辐射复合无纺布
US10934016B2 (en) * 2016-12-12 2021-03-02 Raytheon Technologies Corporation Protective shield including hybrid nanofiber composite layers
US11919656B2 (en) 2017-07-21 2024-03-05 General Nano Llc Conductive broad good providing lightning strike protection
CN107815854B (zh) * 2017-09-30 2020-04-14 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 镀镍碳纤维膜、其制作方法、屏蔽结构与其制备方法
CN108357161B (zh) * 2017-12-14 2020-04-21 北京理工大学 石墨烯基电磁隐身与屏蔽一体化材料及制备方法
FR3075455B1 (fr) * 2017-12-19 2022-01-28 Nexans Cable comprenant au moins une couche metallisee d'un materiau carbone
WO2020059582A1 (ja) * 2018-09-19 2020-03-26 三菱製紙株式会社 電磁波シールド材用不織布及び電磁波シールド材
CN110588109A (zh) * 2019-09-11 2019-12-20 江苏耀迪新材料有限公司 一种电磁屏蔽阻燃负氧离子窗帘及其制备方法
KR102361220B1 (ko) * 2019-11-22 2022-02-11 재단법인 한국탄소산업진흥원 고전도성 탄소섬유 종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소섬유 종이 및 탄소섬유 종이를 포함하는 탄소섬유 면상발열체
CN112300598A (zh) * 2020-11-08 2021-02-02 江苏穗实科技有限公司 一种碳纤维电磁波抑制材料
CN113322453B (zh) * 2021-05-18 2022-08-05 内蒙古农业大学 一种木质复合材料的制备方法
CN113789665A (zh) * 2021-09-28 2021-12-14 成都海蓉特种纺织品有限公司 一种具有电磁屏蔽功能的织物及其制备方法
WO2023074771A1 (ja) * 2021-11-01 2023-05-04 矢崎総業株式会社 導電性不織布、シールドテープ、及び、ワイヤハーネス
CN114734698B (zh) * 2022-01-20 2023-06-06 北京航空航天大学 一种高性能结构吸波体及其制备方法
CN117144431A (zh) * 2023-08-04 2023-12-01 青岛明山河机械技术有限公司 一种碳纤维表面电镀铬的处理工艺

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61225398A (ja) 1985-03-28 1986-10-07 愛媛県 導電繊維含有シ−ト状組成物
EP0491204B1 (en) * 1990-12-05 1997-01-15 Ppg Industries, Inc. Wet laid fibrous thermoplastic material and aqueous dispersion for producing same
WO1993008674A1 (en) * 1991-10-23 1993-04-29 W.L. Gore & Associates, Inc. Electromagnetic interference shielding filter
US5827997A (en) 1994-09-30 1998-10-27 Chung; Deborah D. L. Metal filaments for electromagnetic interference shielding
US6045680A (en) * 1996-05-30 2000-04-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making thermally stable metal coated polymeric monofilament or yarn
JPH1046443A (ja) 1996-07-26 1998-02-17 Teijin Ltd 電磁波シールド織物
US20020108699A1 (en) 1996-08-12 2002-08-15 Cofer Cameron G. Method for forming electrically conductive impregnated fibers and fiber pellets
DE19642178A1 (de) * 1996-10-12 1998-04-16 Beiersdorf Ag Elektrisch leitfähiges Transfer-Tape
KR20000034190A (ko) 1998-11-28 2000-06-15 유현식 전자파 차폐사와 차폐직물, 및 그 제조방법
KR20000039345A (ko) 1998-12-12 2000-07-05 홍종만 차량의 눈부심 방지 장치
US6361726B1 (en) * 1999-10-15 2002-03-26 Soon-Jai Kim Method and apparatus for making inner packaging container having anti-electrostatic characteristics, using paper making process
JP4746181B2 (ja) * 2000-05-22 2011-08-10 株式会社リコー 感熱孔版印刷用原紙の製造方法及び感熱孔版印刷用原紙
JP2002266281A (ja) * 2001-02-28 2002-09-18 Mitsubishi Paper Mills Ltd 湿式不織布およびそれを用いてなる電気化学素子用セパレーター、ならびに電気二重層キャパシター用セパレーター
US6892667B2 (en) * 2002-05-29 2005-05-17 Nagoya Mekki Kogyo Kabushiki Kaisha Continuous plating method of filament bundle and apparatus therefor
KR100631477B1 (ko) 2004-11-03 2006-10-09 건국대학교 산학협력단 대기오염 분석을 위한 수분 전처리 수단이 구비된 시료포집장치
US7968012B2 (en) * 2005-11-23 2011-06-28 Laird Technologies, Inc. Method and apparatus for EMI shielding
WO2007130910A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Meadwestvaco Corporation Electrically conductive, energy absorptive sheet material
US7993478B2 (en) * 2007-03-28 2011-08-09 Honeywell International, Inc. Method to apply multiple coatings to a fiber web
TW200915734A (en) 2007-09-20 2009-04-01 Novatek Microelectronics Corp Digital to analog converter
KR100947964B1 (ko) 2007-12-03 2010-03-15 (주)신명에이치에이 탄산가스 경화형 점결제 조성물 및 이를 이용한 조형방법
CN101362389B (zh) * 2008-09-28 2012-04-25 北京理工大学 一种含镀镍碳纳米管的屏蔽宽频电磁波聚乙烯复合膜及其制备方法
KR100929328B1 (ko) 2009-03-11 2009-11-27 성민정 전자파 차단용 휴대폰 케이스
JP2009135526A (ja) 2009-03-12 2009-06-18 Du Pont Toray Co Ltd 電磁波遮蔽材
KR20100112744A (ko) * 2009-04-10 2010-10-20 한국과학기술원 탄소 나노 튜브를 함유한 전자파 차폐필름 및 이를 이용한 전자파 차폐재
KR20110078254A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 주식회사 효성 구리 도금된 탄소섬유의 제조방법
KR101199305B1 (ko) * 2010-07-02 2012-11-12 인하대학교 산학협력단 코발트계 환원제를 사용하는 고전도성 탄소섬유의 제조 방법
CN103081584A (zh) * 2010-09-03 2013-05-01 旭有机材工业株式会社 片材及其制造方法
KR101213380B1 (ko) 2011-08-18 2012-12-18 성민정 휴대 통신기기의 전자파 차단 스티커 및 그 제조 방법
KR101469683B1 (ko) * 2013-05-31 2014-12-05 주식회사 불스원신소재 무전해 및 전해 연속 공정에 의해 제조된 구리 및 니켈 도금 탄소 섬유를 이용한 전자파 차폐 복합재의 제조 방법 및 전자파 차폐 복합재

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170037539A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 주식회사 유라 자동차용 전자파 차폐 케이블 및 이의 제조방법
KR20180028079A (ko) * 2016-09-07 2018-03-16 한국생산기술연구원 카본기반의 습식부직포를 포함한 다층 복합재료, 그의 제조방법 및 그를 이용한 차폐 방열소재
KR20180116023A (ko) * 2017-04-14 2018-10-24 원광대학교산학협력단 탄소 섬유 부직포 및 이에 코팅된 탄소나노튜브를 포함하는 탄소 섬유 복합재, 그 제조 방법 및 용도
KR101932882B1 (ko) * 2018-06-22 2019-03-20 주식회사 형제레이저 가공 정밀도와 함께 내구성이 향상된 레이저 가공장치
KR102187685B1 (ko) * 2019-08-06 2020-12-08 (주)나노피엔씨 전자파 또는 emp 방호용 차폐원단
KR102186039B1 (ko) 2019-11-20 2020-12-03 재단법인 한국탄소융합기술원 고전도성 탄소섬유 복합재 제조방법
KR102326797B1 (ko) * 2020-05-07 2021-11-16 권진철 전자파차폐용 부직포의 제조방법
CN113060981A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 南通大学 铁镍纤维增强水泥基电磁波吸收材料及其制备方法
KR102486978B1 (ko) * 2021-10-20 2023-01-09 전옥님 그래핀을 이용한 전자파 차폐시트 제조방법
KR102591392B1 (ko) * 2022-11-16 2023-10-19 (주)와이솔 전자파 차폐 시트, 전자파 차폐 시트가 부착된 연성 회로 기판 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017509160A (ja) 2017-03-30
US20160319471A1 (en) 2016-11-03
CN105829594A (zh) 2016-08-03
CN105829594B (zh) 2018-06-26
KR101548279B1 (ko) 2015-08-28
JP6197127B2 (ja) 2017-09-13
WO2015093777A1 (ko) 2015-06-25
US10400370B2 (en) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101548279B1 (ko) 전자파 차폐 및 흡수용 부직포 또는 부직포 복합재
US10385208B2 (en) Preparation method for electromagnetic wave shield composite material using copper- and nickel-plated carbon fiber prepared by electroless and electrolytic continuous processes, and electromagnetic wave shield composite material
KR101604858B1 (ko) 무전해 및 전해 도금의 연속 공정을 이용한 부직포의 도금방법
Lee et al. Ultrahigh electromagnetic interference shielding performance of lightweight, flexible, and highly conductive copper-clad carbon fiber nonwoven fabrics
KR101307378B1 (ko) 전자파 차폐 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물
EP2458952B1 (en) Electromagnetic shielding sheet
CN103552318B (zh) 一种含金属镀层的无纺布及其制品
Li et al. Ni@ nylon mesh/PP composites with a novel tree-ring structure for enhancing electromagnetic shielding
CN110983764A (zh) 一种具有复合金属镀层结构的导电芳香族聚酰胺纤维
CN1558017A (zh) 一种镍铜复合金属织物及其制备方法
KR101423169B1 (ko) 전자파 차폐막의 제조방법
CN108342077B (zh) 一种三相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法
KR101811995B1 (ko) 금속도금 유리섬유를 포함하는 전기전도성 직물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 섬유강화복합재용 프리프레그
KR101157622B1 (ko) 전자파 차단용 쿠션 시트 및 그의 제조 방법
KR101811993B1 (ko) 전자파 차폐용 금속도금 유리섬유 smc 및 그 제조방법
CN114106377B (zh) 一种热固性电磁屏蔽预浸料、制备方法及制得的复合材料
JP4298946B2 (ja) 電磁波遮蔽材
CN108384177B (zh) 一种四相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法
WO2014193169A1 (ko) 무전해 및 전해 연속 공정에 의해 제조된 구리 및 니켈 도금 탄소 섬유를 이용한 전자파 차폐 복합재의 제조 방법 및 전자파 차폐 복합재
CN114261036A (zh) 一种热塑性电磁屏蔽预浸料、制备方法及制得的复合材料
KR102109339B1 (ko) 무전해-전해도금법을 이용하여 자화율이 향상된 고전도성 섬유를 제조하는 방법
KR102077426B1 (ko) 박형 전도성 부직포 제조방법 및 이에 의해 제조된 박형 전도성 부직포
KR20200049414A (ko) 전자파 차폐성이 향상된 금속와이어메쉬 및 탄소섬유강화플라스틱 하이브리드 복합재의 제조방법
KR102298078B1 (ko) 전자파 차폐용 금속 도금 탄소매트의 제조방법
CN117416112A (zh) 一种高性能电磁屏蔽闪电防护多功能膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190820

Year of fee payment: 5