KR20180001517A - 전도성 우레탄 발포체 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

전도성 우레탄 발포체 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

도금을 통해 전도성을 가지는 우레탄 발포체 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 전도성 우레탄 발포체는, 부직포와; 부직포를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 발포되어 형성되는 우레탄폼와; 우레탄폼의 표면 및 우레탄폼이 가지는 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하여 형성되는 도금층을 포함한다. 따라서, 높은 전기 전도도 및 압축률을 가진 마이크로폼을 구현할 수 있고, 또한, 전도성 우레탄 발포체는 높은 기계적, 화학적 안정성을 가질 수 있다.

Description

전도성 우레탄 발포체 및 이를 제조하는 방법{CONDUCTIVE URETHAN FOAM AND METHOD OF MANUTURING THE SAME}
본 발명은 우레탄 발포체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금을 통해 전도성을 가지는 우레탄 발포체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
전자 및 통신기기의 집적화된 회로 등에서 발생하여 기기를 구성하는 하우징의 이음새 등으로 누설되는 전자기파(전자파)는, 전자파 간섭(EMI, Electromagnetic Interference) 현상에 의해, 주변의 전자 기기의 성능을 저하시켜 잡음과 영상을 훼손하거나, 전자기기의 수명을 단축시키는 원인이 되고 있다.
이러한 전자파는 인체에도 유해한 것으로 알려져 있어 전자 및 통신기기에서 발생되는 전자파를 차단하기 위해 다양한 전자파 및 전자기파 차단용 소재들이 개발되고 있다.
도전성 폼은 일반적으로 마이크로 셀 스펀지(macro cell sponge) 구조로 이루어지며, 모바일(mobile), 게임기, 태블릿(tablet) 등과 같은 소형 스마트(smart) 기기뿐만 아니라, 자동차, 선박, 항공 우주, 국방 분야까지 산업 전 분야에 걸쳐 차폐소재로서 각광받고 있으며, 세계 유수 기업의 제품들이 경쟁하고 있다.
종래기술인 한국 등록특허 제10-0852442호는 비중(比重)이 0.1∼1.1 g/㎤이며, 양면에 일정한 간격으로 타공된 다수의 관통공이 있는 고밀도 폴리우레탄 발포체(foam) 층, 고밀도 폴리우레탄 발포체(foam) 층에 구리(Cu), 코발트(Co), 니켈(Ni), 은(Ag), 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 금속이 500∼4000Å의 두께로 건식 증착된 전도성 금속 증착층, 전도성 금속 증착층에 구리(Cu)가 1∼5㎛ 두께로 전해 도금된 제 1 도금층, 및 제1 도금층에 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈(Ni)-코발트(Co), 또는 니켈(Ni)-철(Fe)-코발트(Co)가 1∼3㎛ 두께로 전해 또는 무전해 도금된 제 2 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 도전성(導電性) 가스켓 시트에 관한 기술을 개시한다.
그러나, 종래기술은 우레탄 층을 타공하는 과정에서 형태의 변형에 유발되고, 소형화 제작에 한계가 있기 때문에, 그 활용범위가 제한적인 문제점이 있다.
한국 등록특허 제10-0852442호 (공고일자 2008년08월14일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전도성 우레탄 발포체를 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 전도성 우레탄 발포체 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체는, 부직포와; 부직포를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 발포되어 형성되는 우레탄폼와; 우레탄폼의 표면 및 우레탄폼이 가지는 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하여 형성되는 도금층을 포함한다.
여기에서, 상기 다공구조는, 복수의 개방형셀 및 복수의 폐쇄형셀을 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 우레탄폼은, 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화할 수 있다.
여기에서, 상기 우레탄폼은 부직포를 심부(深部)로 하여 시트 형태로 형성되고, 상기 도금층은 복수의 개방형셀 내에 형성되며, 상기 시트 형태의 우레탄폼의 상면과 하면이 서로 통전(通電)될 수 있다.
여기에서, 상기 부직포는, PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조될 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체 제조 방법은, 부직포를 준비하는 단계와; 부직포를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 우레탄폼을 발포하여 형성하는 단계와; 우레탄폼의 표면 및 우레탄폼이 가지는 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 전도성 우레탄 발포체 제조 방법은, 상기 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계 이전에, 다공구조를 형성하는 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 우레탄폼을 발포하여 형성하는 단계는, 부직포를 심부(深部)로 하여 우레탄폼을 시트 형태로 형성할 수 있다.
여기에서, 상기 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계는, 다공구조를 형성하는 복수의 개방형셀 내에 도금층을 형성시켜 시트 형태의 우레탄폼의 상면과 하면을 서로 통전(通電)시킬 수 있다.
여기에서, 상기 부직포는, PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 전도성 우레탄 발포체를 이용할 경우에는 높은 전기 전도도 및 압축률을 가진 마이크로폼을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 우레탄 발포체는 높은 기계적, 화학적 안정성을 가지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체를 구성하는 우레탄폼을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체를 구성하는 우레탄폼을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금속 도금 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 전도성 우레탄 발포체(體)는 발포재(材)라고 표현할 수도 있으며, 발포시트를 포함하는 개념이다. 또한, 전도성 우레탄 발포체는 이를 이용한 개스킷용 테이프로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체의 구성을 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체를 구성하는 우레탄폼을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체를 구성하는 우레탄폼을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체는 부직포(100), 우레탄폼(200) 및 도금층(300)을 포함하여 구성된다.
부직포(100)는 PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조될 수 있다.
우레탄폼(200)은 부직포(100)를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 발포되어 형성될 수 있다.
여기서, 다공구조는, 복수의 개방형셀 및 복수의 폐쇄형셀을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 개방형셀은 인접한 복수의 폐쇄형셀의 경계가 중첩되거나 결합하여 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 2를 참조하면, 우레탄폼(200)은 복수의 개방형셀 및 복수의 폐쇄형셀을 포함할 수 있다. 복수의 개방형셀과 복수의 폐쇄형셀은 우레탄폼(200)에 불규칙하게 위치할 수 있다.
또한, 우레탄폼(200)은 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화하도록 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 3을 참조하면, 우레탄폼(200)에 형성된 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환시킬 수 있고, 이러한 과정을 통하여 개방형셀을 강화할 수 있다. 즉, 개방형셀에 대한 강화는 복수의 폐쇄형셀이 서로 결합하도록 촉진하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 우레탄폼(200)을 수산화나트륨 수용액에서 2분간 침지할 수 있고, 이 때 열(예: 약 90도)을 함께 가할 수 있다.
또한, 우레탄폼(200)은 부직포(100)를 심부(深部)로 하여 시트 형태로 형성될 수 있다.
도금층(300)은 우레탄폼(200)의 표면 및 우레탄폼(200)이 가지는 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하여 형성될 수 있다.
또한, 도금층(300)은 복수의 개방형셀 내에 형성되며, 시트 형태의 우레탄폼(200)의 상면과 하면이 서로 통전(通電)될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 금속 도금 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체 제조 방법은, 부직포(100)를 준비하는 단계(S410)와; 부직포(100)를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 우레탄폼(200)을 발포하여 형성하는 단계(S420)와; 다공구조를 형성하는 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화하는 단계(S430)와; 우레탄폼(200)의 표면 및 우레탄폼(200)이 가지는 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계(S440)를 포함할 수 있다.
PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조된 부직포(100)를 준비할 수 있다(S410).
우레탄폼(200)을 발포하여 형성하는 단계(S420)는, 부직포(100)를 심부(深部)로 하여 우레탄폼(200)을 시트 형태로 형성할 수 있다.
개방형셀을 강화하는 단계(S430)는, 우레탄폼(200)에 형성된 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환시킬 수 있고, 이러한 과정을 통하여 개방형셀을 강화할 수 있다. 즉, 개방형셀에 대한 강화는 복수의 폐쇄형셀이 서로 결합하도록 촉진하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 우레탄폼(200)을 수산화나트륨 수용액에서 2분간 침지할 수 있고, 이 때 열(예: 약 90도)을 함께 가할 수 있다.
적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계(S440)는, 다공구조를 형성하는 복수의 개방형셀 내에 도금층을 형성시켜 상기 시트 형태의 우레탄폼의 상면과 하면을 서로 통전(通電)시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르면, 무전해 도금법을 활용하여 우레탄폼(200)에 금속을 도금할 수 있다.
무전해 도금법은 탈지, 산세, 촉매화, 금속 도금, 건조의 과정을 거칠 수 있다. 여기서, 일부의 단계는 생략될 수도 있으며, 일부 단계는 공정 중 반복되거나, 상이한 재료로 부가될 수도 있다. 또한, 반응의 안정성 등을 위하여 각 단계마다 독자적인 수세 단계가 존재할 수도 있다.
탈지 단계(S510)는 에탄올, 글리콜 또는 수산화나트륨, 수산화마그네슘 등과 같은 염기성재료와; 염산, 황산, 질산 등과 같은 강산성 재료 들 중에서 단독 혹은 2종 이상의 약품을 사용하여 1회 또는 필요시 2회 이상의 공정을 거칠 수 있다.
산세 단계(S520)는 염산, 황산, 질산 등과 같은 강산 또는 필요시 수산화나트륨, 수산화 마그네슘, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등의 강염기의 1종 또는 2종 이상을 단독 또는 다단계로 거칠 수 있다.
촉매화 단계(S530)는 팔라듐을 사용하는 것이 바람직하며, 미세입자형태 또는 용액상태에서 이온화되어 있는 상태로 관능기화되어 있는 고분자에 치환될 수 있다.
금속 도금 단계(S540)는 이온상태의 금속이 촉매에 결합하고, 전체적으로 시트의 표면을 코팅하게 되며, Ni-Cu-Ni 순으로 도금될 수 있다.
건조 단계(S550)는 금속 도금이 완료된 이후에 수행되어 도금 과정을 마무리 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 형성되는 전도성 우레탄 발포체의 구성 및 제조의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
폴리우레탄층 메틸렌디페닐이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 메탈렌디페닐이소시아네이트(MDI) 올리고머, 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 올리고머, 및 카보디이미드 변성 메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리올 혼합물을 반응시키고, 캐리어 위에 도포하는 캐스팅 방식으로 제조될 수 있다. 여기서 제조된 우레탄 발포체는 롤타입으로 형성시킬 수 있다.
상세하게는, 캐스팅 방식으로 생산되는 경우, PP, PET, HDPE 및 나일론 등의 재질 중에서 적어도 하나 이상의 재질로 만들어진 부직포를 혼합물내에 삽입하여 반응시 부직포로 보강된 상태에서 반응시켜 부직포일체형의 우레탄 발포시트를 제조할 수도 있다.
보강재로서 부직포 이외에 PP, 나일론, PET, HDPE 등으로 만들어진 원사를 사용하여 재직된 원단을 사용할 수 있다.
부직포일체형 우레탄 발포체를 일반적으로 무전해 도금이라고 하는 환원법을 단독 또는 환원법에 일부 금속 도금을 보강하는 형태의 혼합된 방식으로 금속 코팅하여 전도성 우레탄 발포체 시트를 얻을 수 있다.
예를 들어, 금속 코팅층은 니켈, 구리, 은, 알루미늄, 금, 백금 등과 같은 고전도체 단독 또는 2종 이상의 금속을 적층 도금하여 얻어질 수도 있다.
본 발명의 실시예와 이와 다른 비교예를 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 전도성 우레탄 발포체에 대한 성능을 검증할 수 있다.
<실시예 1>
실리콘으로 이형처리가 되어 있는 폴리에스터 이형필름상에 밀도가 30 g/㎡이고, 평균두께가 30 ㎛ 가 되도록 가열압착된 폴리에스터 부직포를 위치하게 하고, 이에 폴리올로서 중량평균분자량이 1,500 ~ 3,500 g/mol 이며, 수산기 값이 10~50 KOH/mg인 폴리카보네이트계 폴리올100 중량부, 이소시아네이트로서 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 15~80 중량부, 정포제(폴리디메틸실록산) 0.1~10 중량부 및 촉매(주석 디옥토에이트) 0.01~5 중량부를 포함하는 발포혼합물 100 부피%에 조포용 기체로서 질소 50 부피%를 혼합하여 압축 및 발포하여 300 g/㎥의 밀도를 갖고, 30㎛ 의 평균 기공 입경을 갖고, 30,000~40,000 개/㎤의 기공 밀도를 가지며, 개방형셀 및 폐쇄형셀 구조를 갖는 기공이 불규칙적으로 반복되는 반오픈형 마이크로셀 구조를 가지도록 하는 150㎛ 두께의 부직포 일체형 우레탄발포시트를 제조하였다.
상술한 우레탄발포 시트를 10% 중량부 수산화나트륨 수용액에서 2분간 탈지공정을 거치고 25% 황산수용액에서 약 2분간 표면을 에칭한 후 염화팔라듐과 염화주석의 혼합액으로 된 촉매조를 통해 적층시트 내 팔라듐이온을 흡착시키고, 이후 팔라듐이온과 함께 흡착되어 있는 주석이온을 제거하기 위해 황산 10~20%농도의 활성화조를 통과하여 적층시트에 팔라듐금속이온만을 형성시킨 후, 황산니켈 20~30g/l, 차아인산소다 20~30g/l, 구연산소다 30~45g/l를 혼합한 무전해니켈 도금조에 침적하여 니켈금속을 석출시켜 제1 니켈층을 형성시킨 후, 황산구리 3.0~4.5g/l, 가성소다 8~10g/l, 포르마린 4.0~5.5g/l의 무전해구리 도금조에 침적하여 구리금속을 석출시켜 구리층을 형성하였다.
이후 상기 조건과 같은 무전해니켈 도금조를 한번 더 거쳐 제2 니켈층을 구리층 상에 형성시키는 방법으로, 우레탄시트의 상면, 하면 및 측면 그리고 내부기공을 모두 도금하여 총 두께가 160마이크로미터인 도금된 부직포 일체형 우레탄발포 시트를 제조하였다.
<실시예 1-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지 및 니켈 분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 30마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 실시예 1에서 제조된 도금된 부직포 일체형 우레탄 시트를 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
<실시예 2>
실리콘으로 이형처리가 되어있는 폴리에스터 이형필름상에 밀도가 30g/㎡이고 평균두께가 30㎛ 가 되도록 가열압착된 폴리에스터 부직포를 위치하게 하고, 이에 폴리올로서 중량평균분자량이 1,500~3,500 g/mol이며, 수산기 값이 10~50 KOH/mg 인 폴리카보네이트계 폴리올100 중량부, 이소시아네이트로서 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 15~80 중량부, 정포제(폴리디메틸실록산) 0.1~10 중량부 및 촉매(주석 디옥토에이트) 0.01~5 중량부를 포함하는 발포혼합물 100 부피%에 조포용 기체로서 질소 50 부피%를 혼합하여 압축 및 발포하여 300 g/㎥의 밀도를 갖고, 30㎛ 의 평균 기공 입경을 갖고, 30,000~40,000 개/㎤의 기공 밀도를 가지며, 개방형셀 및 폐쇄형셀 구조를 갖는 기공이 불규칙적으로 반복되는 반오픈형 마이크로셀 구조를 가지도록 하는 250㎛ 두께의 부직포 일체형 우레탄 발포시트를 제조하였다.
상술한 우레탄층을 실시예 1과 동일한 방법으로 도금하여 총 두께가 260마이크로미터인 도금된 우레탄발포 시트를 제조하였다.
<실시예 2-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로미터인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지 및 니켈분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 40마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 실시예 1에서 제조된 도금된 부직포 일체형 우레탄 쉬트를 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
<비교예 1>
실리콘으로 이형처리가 되어있는 폴리에스터 이형필름상에 폴리올로서 중량평균분자량이 1,500~3,500 g/mol이며, 수산기 값이 10~50 KOH/mg인 폴리카보네이트계 폴리올100 중량부, 이소시아네이트로서 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 15~80 중량부, 정포제(폴리디메틸실록산) 0.1~10 중량부 및 촉매(주석 디옥토에이트) 0.01~5 중량부를 포함하는 발포혼합물 100 부피%에 조포용 기체로서 질소50 부피%를 혼합하여 압축 및 발포하여 300 g/㎥의 밀도를 갖고, 30㎛ 의 평균 기공 입경을 갖고, 30,000~40,000 개/㎤의 기공 밀도를 가지며, 개방형셀 및 폐쇄형셀 구조를 갖는 기공이 불규칙적으로 반복되는 반오픈형 마이크로셀 구조를 가지도록 150㎛ 두께의 우레탄층을 제조하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 우레탄시트의 상면, 하면 및 측면 그리고 내부기공을 모두 도금하여 총 두께가 160마이크로미터인 도금된 우레탄시트를 제조하였다.
<비교예 2>
실리콘으로 이형처리가 되어있는 폴리에스터 이형필름상에 폴리올로서 중량평균분자량이 1,500~3,500 g/mol이며, 수산기 값이 10~50 KOH/mg인 폴리카보네이트계 폴리올100 중량부, 이소시아네이트로서 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 15~80 중량부, 정포제(폴리디메틸실록산) 0.1~10 중량부 및 촉매(주석 디옥토에이트) 0.01~5 중량부를 포함하는 발포혼합물 100 부피%에 조포용 기체로서 질소 50 부피%를 혼합하여 압축 및 발포하여 300 g/㎥의 밀도를 갖고, 30㎛ 의 평균 기공 입경을 갖고, 30,000~40,000 개/㎤의 기공 밀도를 가지며, 개방형셀 및 폐쇄형셀 구조를 갖는 기공이 불규칙적으로 반복되는 반오픈형 마이크로셀 구조를 가지도록 하는 150㎛ 두께의 우레탄층을 제조하였다.
상기의 유레탄 시트의 일면에 우레탄계 접착제를 도포하고 충분히 건조 후 밀도가 30g/㎡이고 평균두께가 30마이크로미터가 되도록 가열압착된 부직포를 충분한 압력으로 밀착시켜 부직포로 합지된 우레탄 시트를 제조하였다.
이를 실시예 1과 동일한 방법으로 합지된 우레탄시트의 상면, 하면 및 측면 그리고 내부기공을 모두 도금하여 총 두께가 190마이크로미터인 도금된 우레탄 시트를 제조하였다.
<비교예 3>
플라스크에 폴리테트라메틸렌글리콜 250ｇ, 폴리프로필렌글리콜 50ｇ, 디부틸틴다이로레이트(DBT) 0.2ｇ, 아세톤 70g, 디메틸올프로핀산 20ｇ을 넣고 균일하게 교반한 후 이소포론 디이소시아네이트를 86.4ｇ넣고 80에서 5 ~ 6시간 반응 시켜 수계우레탄을 중합시켰다. 이후 중화제인 트리에틸아민을 10ｇ넣고 중화시킨 후, 물 632ｇ과 에틸렌디아민 5ｇ을 넣어 유화 및 쇄연장시켰다. 이렇게 제조된 수계우레탄(고형분 40%)을 75중량%, 발포제 Expancel 051DU 2중량%, 증점 제 BORCHIGEL L75N 0.3중량%, 무기 충진재 CaCO3 10중량%, 소포제 BYK-023 0.5중량%, 및 나머지 물을 혼합하여 수계우레탄 조성물을 제조하였다.
우레탄으로 제조된 신축성 있는 원사로 재직된 평균두께 100마이크로미터의 재작원단위에 나이프 코터를 이용하여 상기의 우레탄 조성물을 코팅하고 이를 120에서 20분간 건조발포하여 최종두께 130마이크로미터의 재직 우레탄 발포코팅 시트를 제조하였다.
이를 실시예 1과 동일한 방법으로 도금하여 도금된 재직 우레탄사 우레탄 코팅 시트를 제조하였다.
<비교예 4>
밀도가 30g/㎡이고 평균두께가 30마이크로미터가 되도록 가열압착된 부직포를 실시예 1과 동일한 방법으로 도금하여 도금된 폴리에스터 부직포를 제조하고 이를 니켈분말과 우레탄계 이액형 접착제와 니켈분말로 이루어진 도전성 접착제를 사용하여 비교예 3과 합지하여 총 두께 160마이크로미터의 합지된, 우레탄계 원사 합지 도전성 재직물를 제조하였다.
<비교예 1-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로미터인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지및 니켈분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 30마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 비교예 1에서 제조된 도금된 우레탄 시트를 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
< 비교예 2-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로미터인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지및 니켈분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 30마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 비교예 2에서 제조된 도금된 우레탄 시트를의 부직포면에 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
<비교예 3-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로미터인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지 및 니켈분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 30마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 비교예 2에서 제조된 도금된 우레탄 시트를 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
<비교예 4-1>
실리콘으로 이형처리된 두께 50마이크로미터인 폴리에스터 이형필름상에 아크릴계 수지 및 니켈분말을 포함하는 전도성 점착제를 두께 30마이크로미터로 도포하고 충분히 건조한 후 비교예 2에서 제조된 도금된 우레탄 시트의 합지된 전도성부직포 반대면에 합지하여 전도성 우레탄발포 개스킷을 제조하였다.
다음의 표 1 및 표 2는 본 발명의 실시예와 이와 다른 비교예를 비교하여 검증한 결과를 나타낸다.
항 목 단 위 실시예 비교예
1 2 1 2 3 4
도금밀착력 5 5 4 4 2 2
압축률 % 50 55 55 42 12 8
인장강도 종방향 kg/㎝ 4.8 4.9 0.1 3.9 2.8 7.5
영구압축복원율 % 3 3 7 5 3 2
전기저항 수평방향 m 115 105 115 135 350 85
상하 m 87 92 87 95 230 230
염수테스트 외관 이상없음 이상없음 일부 파괴 박리 일부파괴 일부파괴
수직저항 m 125 125 fail fail fail fail
항목 단위 실시예 비교예
1-1 2-1 1-1 2-1 3-1 4-1
도금밀착력 5 5 4 4 2 2
압축률 % 40 45 45 38 7 5
영구압축복원율 % 3 3 7 5 3 2
염수테스트 외관 이상없음 이상없음 일부 파괴 박리 일부파괴 이상없음
수직저항 m 95 103 fail fail fail 320
상기의 표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예는 비교예와 비교하여 높은 전기 전도도 및 압축률을 가진 마이크로폼을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 우레탄 발포체는 높은 기계적, 화학적 안정성을 가지는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 부직포
200: 우레탄폼
300: 도금층

Claims (10)

  1. 부직포;
    상기 부직포를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 발포되어 형성되는 우레탄폼; 및
    상기 우레탄폼의 표면 및 상기 우레탄폼이 가지는 상기 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하여 형성되는 도금층을 포함하는,
    전도성 우레탄 발포체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공구조는,
    복수의 개방형셀 및 복수의 폐쇄형셀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 우레탄폼은,
    상기 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화한 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 우레탄폼은 상기 부직포를 심부(深部)로 하여 시트 형태로 형성되고,
    상기 도금층은 상기 복수의 개방형셀 내에 형성되며,
    상기 시트 형태의 우레탄폼의 상면과 하면이 서로 통전(通電)되는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부직포는,
    PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체.
  6. 부직포를 준비하는 단계;
    상기 부직포를 내부에 포함하고, 다공구조를 가지도록 우레탄폼을 발포하여 형성하는 단계; 및
    상기 우레탄폼의 표면 및 상기 우레탄폼이 가지는 상기 다공구조에 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계를 포함하는,
    전도성 우레탄 발포체 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전도성 우레탄 발포체 제조 방법은,
    상기 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계 이전에,
    상기 다공구조를 형성하는 복수의 폐쇄형셀의 일부 또는 전부를 개방형셀로 전환하여 개방형셀을 강화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 우레탄폼 발포하여 형성하는 단계는,
    상기 부직포를 심부(深部)로 하여 상기 우레탄폼을 시트 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 금속을 도금하는 단계는,
    상기 다공구조를 형성하는 복수의 개방형셀 내에 도금층을 형성시켜 상기 시트 형태의 우레탄폼의 상면과 하면을 서로 통전(通電)시키는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체 제조 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 부직포는,
    PP, PET, HDPE 및 나일론 중 적어도 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는,
    전도성 우레탄 발포체 방법.
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