KR20180131233A - 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물 - Google Patents

전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물에 관한 것으로, 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물은 유무기 하이브리드 수지 0.5~20 중량%; 대전방지제 0.1~5 중량%; 나노 무기물 0.5~5 중량%; 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 0.5~10 중량%; 광중합성 모노머 0.5~10 중량%; 광중합 개시제 0.1~5 중량%; 및 용제 60~95 중량%;를 포함하고, 그로 인해 전자파 차폐막을 보호하면서도 전자파 차폐막의 차폐 성능을 유지하는 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 전자파 차폐막의 스크래치를 방지하고, 작업용이성이 뛰어나며 전자파 차폐막에 포함된 은 나노 입자 등의 금속의 산화 방지에도 우수한 효과가 있다. 또한, 본 발명은 코팅막을 박막화하면서도 높은 경도를 가지므로 스크래치의 발생을 방지할 수 있다.

Description

전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물{ULTRAVIOLET CURABLE COATING COMPOSITION FOR PROTECTING LAYER SHIELDING ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE}
본 발명은 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물에 관한 것이다.
최근, 전자파로 인한 인체에 대한 유해성 및 전자기기의 오작동 등의 문제가 지속적으로 제기되고 있다. 이에 다양한 전자파 차폐 기술이 개발되고 있으며, 대한민국 등록특허공보 제10-0671000호에는 전자파 차폐 도료 조성물 및 그 제조 방법에 대한 기술이 제시된 바 있다.
또한, 금속판, 금속 메쉬, 표면 금속화 및 복합재료 등의 전자파 차폐 관련 제품들이 많이 출시되는 추세이다. 그러나, 기존의 차폐용 제품들은 불투명하고 유연성이 떨어지는 단점을 가지고 있어 투명창이나 일체형 제품에 사용하기가 어려웠다.
한편, 투과성이 좋으며 유연한 특성을 갖는 전자파 차폐제로 은 나노 입자, 나노 와이어, 구리 등의 다른 입자를 이용하여 투명성이 확보되며 유연성이 좋은 소재를 개발하였으나, 이러한 차폐제들은 금속의 산화로 인해 내구성과 차폐 효과가 저하되고, 차폐제의 경도가 약하여 스크래치가 많이 생길 수 있는 취약점이 존재했다.
일반적인 자외선 경화형 조성물로 전자파 차폐막의 표면에 하드 코팅(hard coating)할 경우에는 차폐막에 대한 스크래치나 산화 문제는 해결할 수 있으나, 전자파 차폐막의 저항치가 상승되는 문제로 인해 전자파 차폐의 효능이 낮아지는 단점이 있었다.
또한, 열경화형 바인더 조성물로 전자파 차폐막의 표면에 코팅할 경우에는 자체적인 경도가 약하여 코팅막에 스크래치가 발생할 수 있고, 코팅시 작업성이 떨어지며 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 금속의 산화를 방지하면서도 전자파 차폐막의 저항치가 상승하지 않으며, 스크래치나 생산성의 문제를 개선하기 위한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자파 차폐막을 보호하면서도 전자파 차폐막의 차폐 성능을 유지하는 기술을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물은 유무기 하이브리드 수지 0.5~20 중량%; 대전방지제 0.1~5 중량%; 나노 무기물 0.5~5 중량%; 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 0.5~10 중량%; 광중합성 모노머 0.5~10 중량%; 광중합 개시제 0.1~5 중량%; 및 용제 60~95 중량%;를 포함할 수 있다.
여기서, 유무기 하이브리드 수지는 유기수지 및 나노 무기입자를 포함하고, 상기 유기수지 100 중량부에 대해 상기 나노 무기입자 20~50 중량부가 포함될 수 있다.
또한, 유기수지는 아크릴레이트 올리고머 및 아크릴레이트 모노머 중 적어도 어느 하나이고, 상기 나노 무기입자의 입경은 20~100nm로 마련될 수 있다.
그리고, 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머이고, 상기 아크릴레이트 모노머는 다관능 아크릴레이트 모노머로 마련될 수 있다.
아울러, 나노 무기물은 금속 또는 금속 산화물의 미립자로 마련될 수 있다.
또한, 나노 무기물은 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 주석, 아연, 안티몬, 인듐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 나노 무기물은 20~100nm의 입경을 가질 수 있다.
그리고, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 500~20000g/mol인 다관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머로 마련될 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 도료 조성물은 자외선 경화 방식으로 제조되므로 기존의 열 경화형 도료 조성물을 제조하는 공정보다 생산성이 빠르고, 작업성 개선 및 에너지 절감에 탁월한 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 대전방지제를 포함하고 있으므로 본 발명에 따른 도료 조성물이 전자파 차폐막의 표면에 코팅될 경우에 전자파 차폐막의 표면저항값이 상승되지 않으며, 전자파 차폐 성능을 유지할 수 있다.
셋째, 본 발명은 유무기 하이브리드 수지와 나노 무기물로 인해 전자파 차폐막의 스크래치를 방지하고, 작업용이성이 뛰어나며 전자파 차폐막에 포함된 은 나노 입자 등의 금속의 산화 방지에도 우수한 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 코팅막을 박막화하면서도 높은 경도를 가지므로 스크래치의 발생을 방지할 수 있고, 플렉서블(flexible)한 코팅막을 필요로 하는 제품 등에 다양하게 적용할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물은 자외선에 의한 경화 반응이 가능하고, 전자파 차폐막의 차폐 성능을 위해 전기 저항치의 상승이 없고, 스크래치로부터 보호되기 위한 특성을 가지며, 하기에서는 본 발명에 포함되는 각 조성 성분에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물은 유무기 하이브리드 수지, 대전방지제, 나노 무기물, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 광중합성 모노머, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 자외선 경화형 도료 조성물은 전자파 차폐막의 표면에 코팅되어 전자파 차폐막을 보호하는 코팅막으로 사용될 수 있다.
일 실시예에서 유무기 하이브리드 수지는 전자파 차폐막이 산화되거나 스크래치가 발생하는 것을 방지하도록 자외선 경화형 도료 조성물에 일정한 경도를 부여하기 위해 투입될 수 있고, 유무기 하이브리드 수지는 자외선 경화형 도료 조성물 내에서 0.5~20 중량%로 포함될 수 있다.
만일, 유무기 하이브리드 수지의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 유무기 하이브리드 수지 내에 포함된 무기물의 경도 상승 효과가 저하됨으로 인해 자외선 경화형 도료 조성물에 의한 코팅막에 스크래치가 발생할 우려가 있다.
또한, 유무기 하이브리드 수지의 함량이 20 중량%를 초과할 경우에는 후도막의 형성으로 인해 전자파 차폐막의 전자파 차폐 효과, 표면 저항치의 저하가 일어나고, 투과도 및 탁도(haze)가 저하될 우려가 있으므로 유무기 하이브리드 수지의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
아울러, 유무기 하이브리드 수지는 유기수지 및 나노 무기입자를 포함할 수 있고, 유기수지 100 중량부에 대해 나노 무기입자 20~50 중량부가 포함될 수 있다.
일 실시예에서 유기수지는 아크릴레이트 올리고머 및 아크릴레이트 모노머 중 적어도 어느 하나로 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 적용될 수 있고, 아크릴레이트 모노머는 다관능 아크릴레이트 모노머로 적용될 수 있다.
예를 들어, 다관능 아크릴레이트 모노머는 3~6관능의 아크릴레이트를 갖는 모노머로 적용될 수 있고, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 적용될 수 있으나, 전술한 종류에 국한되지 않는다.
유무기 하이브리드 수지 내에 포함되는 나노 무기입자는 20~100nm의 입경을 가지며, 실리카(silica), 티타니아(titania), 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconia), 주석(tin), 아연(zinc), 안티몬(antimony) 및 인듐(indium)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 마련될 수 있다.
유기수지 내에 포함되는 나노 무기입자는 코팅막의 경도를 향상시키며, 전자파 차폐막의 표면저항치를 떨어뜨려 차폐 효과를 유지하거나 상승시키는데 기여할 수 있다.
만일, 나노 무기입자의 입경이 20nm 미만일 경우에는 가공이 까다롭고 제조 비용이 증가하고, 입경이 100nm를 초과할 경우에는 코팅시 레벨링성이 떨어지고 투과도 및 탁도가 나빠질 우려가 있고, 마이크로 그라비아와 같은 코팅 작업시 코팅 줄이 생기는 문제로 인해 코팅 도막 편차가 발생하여 전자파 차폐 효과가 저하되고 표면저항치가 상승할 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 나노 무기입자의 입경을 조절하는 것이 바람직하다.
아울러, 유기수지 100 중량부에 대해 나노 무기입자가 20 중량부 미만으로 포함될 경우에는 전자파 차폐막을 보호하는 코팅막의 경도가 떨어져 스크래치가 발생할 수 있고, 전자파 차폐막의 표면저항치가 상승하여 차폐효과가 저하될 우려가 있으며, 나노 무기입자가 50 중량부를 초과할 경우에는 분산성이 좋지 않아 코팅시 작업성이 떨어지고, 전자파 차폐막의 광학 특성 및 밀착성이 저하될 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상업적으로 공급되는 유무기 하이브리드 수지의 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 유무기 하이브리드 수지는 렌코사의 OPTISOL ASAM6100 , SILIXAN사의 M-9028 , M-140 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 대전방지제는 전자파 차폐막에 포함된 금속 입자(예를 들어, 은 나노 입자)의 전자파 차폐 효과가 저하되는 것을 방지하고, 전자파 차폐막의 표면저항치의 상승을 막기 위해 0.1~5 중량%로 사용될 수 있다.
만일, 대전방지제가 0.1 중량% 미만일 경우에는 전자파 차폐막의 차폐 효과가 떨어지고, 표면저항치가 높아질 우려가 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 코팅 도막의 경화가 떨어지고, 경도가 약해서 스크래치가 발생할 수 있으므로 전술한 범위 이내에서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 대전방지제는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제 중 적어도 하나 이상으로 적용될 수 있다.
비이온성 계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 지방 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 등이 적용될 수 있다.
양이온성 계면활성제의 예로는 도데실트리메틸암모늄브로마이드, 테트라데실트리메틸암모늄브로마이드, 옥타데실트리메틸암모늄브로마이드 등이 적용될 수 있고, 음이온성 계면활성제의 예로는 도데실술폰산나트륨, 알킬벤젠술폰산나트륨, 알킬황산에스테르나트륨, 알킬술폰산나트륨 등이 적용될 수 있다. 또한, 양쪽이온성 계면활성제의 예로는 아미노카르복실산염형, 아미드아민형 등이 적용될 수 있다.
일 실시예에서 대전방지제는 대전방지성능을 장시간동안 지속적으로 유지하는 측면에서 금속 이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
상업적으로 공급되는 대전방지제의 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 대전방지제는 엘파니사의 KP01, 01S, 03 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 나노 무기물은 전자파 차폐막의 표면에 코팅되는 코팅막의 도막 경도를 증가시켜 내스크래치성을 향상시키도록 0.5~5 중량%로 사용될 수 있다.
만일, 나노 무기물이 0.5 중량% 미만일 경우에는 나노 무기물의 함량 저하로 코팅막의 경도가 약해져 스크래치가 발생할 우려가 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 나노 무기물의 함량이 너무 많아져서 전자파 차폐막의 차폐 효과가 떨어지고, 표면저항치가 상승할 수 있고, 투과도가 저하되고 탁도가 불량해질 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
아울러, 일 실시예에서 사용되는 나노 무기물은 금속 또는 금속 산화물의 미립자로 적용될 수 있고, 보다 구체적으로는 20~100nm의 입경을 갖는 나노 미립자로 마련될 수 있다.
여기서, 나노 무기물은 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 주석, 아연, 안티몬, 인듐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 적용될 수 있다. 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아 등의 나노 무기물을 사용하는 것이 도막 경도 향상 측면에서 더욱 바람직하다.
나노 무기물의 입경이 20nm 미만일 경우에는 미립자로 가공하는 공정이 까다롭고 제조 비용이 증가하며, 입경이 100nm를 초과할 경우에는 코팅시 레벨링성이 떨어지고 투과도 및 탁도가 나빠질 우려가 있고, 마이크로 그라비아와 같은 코팅 작업시 코팅 줄이 생기는 문제로 인해 코팅 도막 편차가 발생하여 전자파 차폐 효과가 저하되고 표면저항치가 상승할 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 나노 무기물의 입경을 조절하는 것이 바람직하다.
상업적으로 공급되는 나노 무기물의 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 나노 무기물은 BYK사의 NANOBYK 3650, 3652, 3601 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 코팅 도막의 경도, 부착성, 전자파 차폐 효과 및 내스크래치성의 향상을 위해 0.5~10 중량%로 사용될 수 있다.
만일, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 0.5 중량% 미만일 경우에는 도료의 경화가 어렵고, 전자파 차폐막의 표면에 부착되기 어려운 문제가 발생하며, 10 중량%를 초과할 경우에는 후도막이 형성되어 전자파 차폐막의 차폐 효과가 떨어지고 표면저항치가 상승할 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
이때, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 500~20000g/mol인 다관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머로 적용될 수 있다. 만일, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 500g/mol 미만일 경우에는 코팅 도막의 부착성이 저하되고 경화 장애가 발생하여 내스크래치성 및 경화 속도가 저하되며, 20000g/mol을 초과할 경우에는 점도의 급격한 상승으로 인해 취급이 어렵고 코팅시 레벨링성 저하가 발생하며, 전자파 차폐 효과가 떨어지고 표면저항치의 편차가 발생할 수 있으므로 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 전술한 범위 이내의 분자량을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 올리고머 내에 존재하는 아크릴레이트기가 3관능 미만일 경우에는 경도 속도 저하 및 미경화 부분이 발생하여 코팅막에 스크래치가 쉽게 발생할 우려가 있으므로 3관능 이상의 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서는 3~15관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 사용될 수 있으며, 경도, 내스크래치성 및 경화 속도 향상 측면에서는 관능기의 수가 많은 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상업적으로 공급되는 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 MIWON Specialty Chemical사의 PU5000, SC2152, SC2153, PU610, MU9800, SHIN-A T&C 사의 SUO-7100 등을 들 수 있다.
일 실시예에서는 자외선 경화형 도료 조성물의 희석 및 경도 조절을 위해 광중합성 모노머 0.5~10 중량%를 사용할 수 있다. 이용할 수 있는 광중합성 모노머로는 (메타)아크릴레이트기를 하나 갖는 단관능성 모노머와 (메타)아크릴레이트기를 2 또는 그 이상 갖는 다관능성 모노머를 사용할 수 있다.
여기서, 단관능성 모노머로는 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, t-옥틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸(메타)아크릴레이트, N- 비닐카프로락탐, N-비닐피롤리돈, 이소부톡시(메타)아크릴아마이드, 디아세톤(메타)아크릴아마이드, 보닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 트리사이클로데카닐(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타디엔(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 사이크로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 에폭시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트, 스티어릴(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트 중에서 하나를 선택하거나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 다관능성 모노머로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로페인 산화에틸렌(EO) 변성 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리사이크로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트 중에서 하나를 선택하거나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
바람직한 광중합성 모노머로서 경화성 향상과 도막의 경도를 증진하기 위해 1분자 중에 3 또는 그 이상의 (메타)아크릴레이트기를 갖는 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 산화에틸렌(EO) 변성 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 에톡시트리아크릴레이트, 트리메틸올프로페인 산화에틸렌(EO) 변성 트리아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 광중합성 모노머는 자외선 경화형 도료 조성물 내에서 0.5 중량% 미만일 경우에는 도료 조성물의 점도가 너무 높아지고, 도막의 경도가 떨어질 우려가 있고, 10 중량%를 초과할 경우에는 전자파 차폐막에 대한 부착성이 떨어지고, 경화성이 저하될 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
상업적으로 공급되는 광중합성 모노머의 구체적인 예로, 본 발명의 일 실시예에 사용될 수 있는 광중합성 모노머는 MIWON Specialty Chemical사의 M420, M600, ENTIS사의 PETA, DPHA 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 광중합 개시제는 자외선으로 도료 조성물을 경화시킴으로써 생산 속도를 빠르게 하기 위해 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 광개시제의 예로는 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4′-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤조인에틸에테르, 1-(4-이소프로필-페놀)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 티오잔톤, 벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 중에서 적어도 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상업용으로 공급되는 광개시제 제품으로는 Irgacure184, Irgacure651, Irgacure500, Irgacure819, Irgacure907, Irgacure1800(시바가이기사) 등과 Darocure1116, Darocure1173(머크사), Lucirine LR8728(바스프사), Micure HP-8, TPO, CP-4, BK-6, BP(미원상사), KIP-100F(람베르티) 등이 사용 가능하다.
일 실시예에서 광중합 개시제는 자외선 경화형 도료 조성물 내에서 0.1~5 중량%로 사용될 수 있다. 만일, 광중합 개시제가 0.1 중량% 미만으로 사용되면 자외선에 의한 경화성이 떨어지고, 5 중량%를 초과하여 사용되면 과경화가 일어나서 부착성이 떨어지게 되므로 전술한 범위 이내에서 적용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 용제는 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 조성물 제조시 작업성의 조절을 위해 희석 용제로서 유기 용제 60~95 중량%를 사용할 수 있다.
이때, 사용가능한 유기 용제로는 톨루엔, 자일렌, 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 아세톤, 사이클로헥사논, 헥사인, 헵테인, 옥테인, 미네랄 스피릿, 디에틸 에테르, 이소프로필 에테르, 테트라하이드로퓨란, 디옥세인, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등이 있으며, 이들 중에서 적어도 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
만일, 용제가 자외선 경화형 도료 조성물 내에서 60 중량% 미만이거나 95 중량%를 초과할 경우에는 도료 조성물의 점도 조절이 어려워 코팅시 작업성이 저하되고, 코팅층의 레벨링성이 떨어질 우려가 있으므로 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
이하에서는 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물에 대해 구체적인 실시예 및 실험예를 통해 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하므로 본 발명의 권리범위가 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
1. 전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물의 제조
<실시예 1>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 4 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 9 g, 대전방지제(KP-01) 0.5 g, 광중합성 모노머(펜타에리트리톨에톡시트리아크릴레이트) 4 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 1 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 40 g, 용제(메틸에틸케톤) 40.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 7 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 6 g, 대전방지제(KP-01) 0.5 g, 광중합성 모노머(펜타에리트리톨에톡시트리아크릴레이트) 4 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 1 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 40 g, 용제(메틸에틸케톤) 40.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 10 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 3 g, 대전방지제(KP-01) 0.5 g, 광중합성 모노머(펜타에리트리톨에톡시트리아크릴레이트) 4 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 1 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 40 g, 용제(메틸에틸케톤) 40.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 13 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 0.5 g, 대전방지제(KP-01) 0.5 g, 광중합성 모노머(펜타에리트리톨에톡시트리아크릴레이트) 4 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 0.5 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 40 g, 용제(메틸에틸케톤) 40.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 7 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 1 g, 대전방지제(KP-01) 0.5 g, 광중합성 모노머(펜타에리트리톨에톡시트리아크릴레이트) 4 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 6 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 40 g, 용제(메틸에틸케톤) 40.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머 7 g, 6관능 아크릴레이트 모노머 100g과 입경이 30nm인 실리카 30g을 혼합하여 제조한 유무기 하이브리드 수지 6 g, 대전방지제(KP-01) 6 g, 광중합 개시제(KIP-100F) 1.4 g, 나노무기물(입경이 40nm인 알루미나) 1 g, 용제(메틸이소부틸케톤) 39.5 g, 용제(메틸에틸케톤) 39.1 g를 혼합하여 전자파 차폐 소재의 보호를 위한 자외선 경화형 도료 조성물을 제조하였다.
2.시험 및 평가 방법
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 자외선 경화형 도료 조성물을 은나노입자(Ag nano particle)를 이용한 전자파 차폐 소재에 코팅하고 그 물성을 측정하였다.
시편 제조 - 필름코팅
제조된 조성물을 은나노입자를 이용한 전자파 차폐 소재 상에 바코터(bar-coater) #5으로 건조도막 0.1~1㎛이 되도록 바코팅 도장하고, 80℃ 오븐에서 30초간 가열하여 용제를 제거한 후, 고압 수은등이 설치된 자외선 조사기에서 500mJ/㎠의 에너지가 되도록 경화시켜 각 실시예 및 비교예별 시편을 제조하였다.
실험예
실시예(1 내지 3) 및 비교예(1 내지 3)로 제조된 자외선 경화형 조성물이 코팅된 각 시편의 부착성, 경도, 투과율, 탁도(Haze), 표면저항값을 하기 실험방법에 의하여 측정하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
(1) 부착성
경화된 시편을 가로, 세로의 크기가 1mm가 되도록 총 100개를 만들고 쓰리엠 스카치 테잎을 붙인 다음 떼어내어 남아있는 조각의 숫자로 부착성을 평가하였다.
(2) 연필경도
경화된 시편위에 200g 하중으로 연필경도 시험기를 사용하여 경화된 도막에 연필의 종류별(B, HB, F, H, 2H, 3H)로 45도 각도로 하여 그어 보았을 때 긁힘이 나는 정도를 육안으로 평가하였다.
(3) 투과도, 탁도(Haze)
ASTM D1003의 규정에 따라 분광광도계(UV VISIBLE SPECTRUM)를 이용하여 빛에 대한 필름의 550nm 영역대의 전광선 투과율과 탁도를 측정하여 평가하였다.
(4) 표면저항값 측정
ASTM D257 의 규정에 따라 디지털 멀티미터(Digital multimeter, 4-point probe) 장비로 저항률(Resistivity) 측정으로 설정하고, 표면 저항을 10 point 이상 측정하여 결과를 산출 하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
부착성 90/100 100/100 100/100 100/100 100/100 80/100
연필경도 3H 3H 2H F 3H 2H
투과율 65 68 70 75 61 67
Haze 4.5 3.9 3.3 2.5 6.1 4
표면 저항 1.1 1.1 1.5 3 1.3 1
상기 표 1의 실험결과를 통해 10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머의 함량이 적어지면 부착성이 저하되는 것을 볼 수 있으며, 10관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 프리폴리머의 함량의 증가에 따라 경도가 떨어짐을 알 수 있다.
또한, 유무기 하이브리드 수지 함량에 따라 도막의 경도, 투과율 및 탁도의 차이가 나타남을 확인할 수 있으며, 나노 무기물의 함량에 따라 투과율 및 탁도의 차이가 드러남을 알 수 있다. 그리고, 대전방지제 함량이 일정 수준 이상으로 증가시에는 경화 문제로 인한 부착성 및 연필경도가 저하됨을 볼 수 있다.
표1의 결과를 통해, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 3에 비해 전반적으로 도막의 경도가 높아 내스크래치성이 우수하여 전자파 차폐막을 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 표면저항치가 낮아 전자파 차폐막의 차폐 효과를 유지시켜줄 수 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 도료 조성물은 자외선 경화 방식으로 제조되므로 기존의 열 경화형 도료 조성물을 제조하는 공정보다 작업 시간을 단축하여 생산성이 빠르고, 작업성 개선 및 에너지 절감에 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 대전방지제를 포함하고 있으므로 본 발명에 따른 도료 조성물이 전자파 차폐막의 표면에 코팅될 경우에 전자파 차폐막의 표면저항값이 상승되지 않으며, 전자파 차폐 성능을 유지할 수 있다.
그리고, 본 발명은 유무기 하이브리드 수지와 나노 무기물로 인해 전자파 차폐막의 스크래치를 방지하고, 작업용이성이 뛰어나며 전자파 차폐막에 포함된 은 나노 입자 등의 금속의 산화 방지에도 우수한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 코팅막을 박막화하면서도 높은 경도를 가지므로 스크래치의 발생을 방지할 수 있고, 플렉서블(flexible)한 코팅막을 필요로 하는 제품 등에 당양하게 적용할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 필름 표면에 은나노 입자를 이용한 전자파 차폐 소재의 보호용으로 도막을 형성함으로써, 자외선에 의한 경화가 가능하고, 내스크래치성을 위한 경도가 높을 뿐만 아니라, 전자파 차폐 성능을 위한 표면저항치의 상승을 최소화할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 유무기 하이브리드 수지 0.5~20 중량%;
    대전방지제 0.1~5 중량%;
    나노 무기물 0.5~5 중량%;
    우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 0.5~10 중량%;
    광중합성 모노머 0.5~10 중량%;
    광중합 개시제 0.1~5 중량%; 및
    용제 60~95 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 수지는 유기수지 및 나노 무기입자를 포함하고,
    상기 유기수지 100 중량부에 대해 상기 나노 무기입자 20~50 중량부가 포함된 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유기수지는 아크릴레이트 올리고머 및 아크릴레이트 모노머 중 적어도 어느 하나이고,
    상기 나노 무기입자의 입경은 20~100nm로 마련된 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머이고, 상기 아크릴레이트 모노머는 다관능 아크릴레이트 모노머인 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노 무기물은 금속 또는 금속 산화물의 미립자인 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 나노 무기물은 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 주석, 아연, 안티몬, 인듐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나이고,
    상기 나노 무기물은 20~100nm의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 500~20000g/mol인 다관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는
    전자파 차폐막 보호용 자외선 경화형 도료 조성물.
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