KR20220012665A - Glass fiber coated with conductive fillers and Electromagnetic shielding composition comprising the fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유 및 이를 포함하는 전자파 차폐용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a glass fiber coated with a conductive metal material and a composition for shielding electromagnetic waves comprising the same.
최근 전자, 통신기기의 사용이 급격하게 늘어남에 따라 전기 및 전자장비로부터 방사 또는 전도되는 유해 전자파는 다른 기기에 영향을 미침으로써 오작동, 통신장애, 잡음 등의 현상을 일으키기도 한다.In recent years, as the use of electronic and communication devices has rapidly increased, harmful electromagnetic waves radiated or conducted from electrical and electronic devices may affect other devices, causing malfunctions, communication disturbances, and noise.
이에 전자파의 폐해에 대한 우려와 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 전자파가 인체의 세포막을 통과하면 나트륨, 칼륨 등 이온의 분포가 변하여 인체 내의 멜라토닌 분비량을 감소시키고, 체열 상승을 유발하는 등의 부정적인 영향을 미치는 연구결과가 속속 발표되면서 업계에서도 소비자의 건강보호를 위하여 전자파 차폐기술의 개발에 박차를 가하고 있다.Accordingly, concerns and interest in the harmful effects of electromagnetic waves are increasing. In this regard, when electromagnetic waves pass through the cell membrane of the human body, the distribution of ions such as sodium and potassium changes, which reduces the amount of melatonin in the body and causes a rise in body heat. We are spurring the development of electromagnetic wave shielding technology for protection.
전자기기의 경량화에 따라 하우징이 금속에서 플라스틱 계통으로 바뀌고 있는데, 이러한 플라스틱은 금속에 비해 가볍지만 전기가 통하지 않는 부도체이기 때문에 전자파 차폐능이 없는 한계점이 있다. 따라서 플라스틱 재료의 하우징 소재에 전자기파 차폐능을 부여하기 위해 복합소재 기술 개발 및 수요가 증가되고 있다.As electronic devices become lighter, the housing is changed from metal to plastic. These plastics are lighter than metals, but since they are insulators that do not conduct electricity, there is a limitation in not having electromagnetic wave shielding ability. Therefore, the development and demand for composite material technology is increasing in order to give electromagnetic wave shielding ability to the housing material of plastic material.
전자파 차폐의 기본원리는 전자파가 차폐물질에 입사 시 재료의 표면에서 반사되고, 일부는 흡수되며, 또는 물질 내부에서 다중 반사에 의해 감쇄되어지는 형태로 차단되는 것이다.The basic principle of electromagnetic shielding is that when electromagnetic waves are incident on a shielding material, they are reflected on the surface of the material, some are absorbed, or are blocked in a form that is attenuated by multiple reflections inside the material.
전자파 차폐능이 없는 플라스틱 고분자에 전자파 반사, 흡수, 다중 반사의 전자파 차폐 기능을 부여하기 위해, 플라스틱 매트릭스 수지에 전도성 충진재를 혼합하는 시도가 있어왔으며, 충진재로 전자파 차폐용 금속도금 유리섬유를 사용하여 전자파 차폐 기능 중 반사 기능을 부여하는 방법도 제안되었다.There have been attempts to mix a conductive filler with a plastic matrix resin in order to give the plastic polymer that does not have electromagnetic shielding ability to reflect electromagnetic waves, absorb, and reflect electromagnetic waves. A method of giving a reflection function among the shielding functions has also been proposed.
전자파 흡수체는 원래 적의 레이다에 잠수함이나 비행기가 탐지되지 않도록 하는 등의 군사 장비 면에서의 이용되었으나 현재 전자파 발생 기기들이 증대함에 따라 전자기기에서 방사된 불필요한 전자파를 흡수시키는 물질 및 부품의 전자파 방해 대책용으로 이용되고 있다.Electromagnetic wave absorbers were originally used in military equipment, such as to prevent submarines or airplanes from being detected by enemy radar, but as the number of electromagnetic wave generating devices increases, materials and components that absorb unnecessary electromagnetic waves radiated from electronic devices are used as countermeasures for electromagnetic interference is being used as
특히 방사성 노이즈의 경우 아무리 차폐를 잘한다고 하더라도 차단벽에 틈이 존재할 수 있어, 시스템 내부에 존재하는 부품 특히 내부 발진기로 발생하는 불요 전자파가 차단벽에 반사되어 일으키는 간섭의 가능성을 배제할 수 없다. 이에 단지 불요전자파를 막는데 머무르지 않고 아예 흡수해 버리는 흡수체에 대한 관심이 증폭되고 있다. 이와 관련하여 종래의 기술로 한국공개특허공보 특2002-0063465호(발명의 명칭: 전자파 흡수 및 방취기능을 갖는 상재류 제조방법)와 같은 발명이 제안된바 있다.In particular, in the case of radiated noise, no matter how well shielding is done, there may be gaps in the barrier, so the possibility of interference caused by unwanted electromagnetic waves generated by components existing in the system, especially internal oscillators, reflected by the barrier cannot be excluded. Accordingly, interest in absorbers that do not stop at just blocking unwanted electromagnetic waves but absorb them at all is increasing. In this regard, as a prior art, inventions such as Korean Patent Application Laid-Open No. 2002-0063465 (Title of the Invention: Method for Manufacturing Superimposed Materials having Electromagnetic Wave Absorption and Deodorization Functions) have been proposed.
한편, 전이금속 카바이드(MXene) 소재는 티타늄(Ti)과 같은 전이금속 원자와 탄소 (C)원자의 이중 원소로 이루어진 나노물질로서, 형상적으로는 1nm(나노) 두께 와 수 μm(마이크로미터) 길이를 가지는 이차원적인 판상구조를 가지는 2D 나노 재료이다. 상기 전이금속 카바이드는 기존 나노재료들에 비해 제조 공정이 간편하고 저비용으로 생산 가능할 뿐만 아니라 표면에 다수의 친수기(물과 친화성이 강한 원자단)를 포함하고 있어, 용매에 분산이 용이하고 고분자 복합체 제조가 용이하다. 또한 우수한 전기전도성을 가지고 있어 전기전도성이 요구되는 다양한 필름, 코팅 제품 응용에 유리한 특성을 가진다.On the other hand, transition metal carbide (MXene) material is a nanomaterial composed of a double element of a transition metal atom such as titanium (Ti) and a carbon (C) atom, and is 1 nm (nano) thick and several μm (micrometer) in shape. It is a 2D nanomaterial with a two-dimensional plate-like structure having a length. The transition metal carbide has a simpler manufacturing process and can be produced at low cost compared to existing nanomaterials, and contains a number of hydrophilic groups (atomic groups with strong affinity for water) on the surface, so it is easy to disperse in a solvent and manufacture a polymer composite. is easy In addition, it has excellent electrical conductivity, so it has advantageous properties for various film and coating product applications requiring electrical conductivity.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유리섬유에 전도성 금속 소재를 2중 도금하여 사용함으로써, 우수한 전자파 차폐 효과가 획득되는 조성물을 제공하는 것에 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the problems described above, and to provide a composition in which an excellent electromagnetic wave shielding effect is obtained by using a double plating of a conductive metal material on glass fiber.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전자파 차폐용 유리섬유로서, 상기 유리섬유는 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유인, 전자파 차폐용 유리섬유를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a glass fiber for electromagnetic wave shielding, wherein the glass fiber is a glass fiber coated with a conductive metal material twice.
본 발명의 일구현예로, 상기 전도성 금속 소재는, 니켈, 구리, 은, 산화아연, 산화규소, 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the conductive metal material may be at least one selected from the group consisting of nickel, copper, silver, zinc oxide, silicon oxide, and aluminum.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 유리섬유는, 니켈 도금층 및 구리 도금층이 순서대로 도금된 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the glass fiber may be one in which a nickel plating layer and a copper plating layer are sequentially plated.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 전자파 차폐용 유리섬유는, 전이금속카바이드가 더 도금된 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the glass fiber for electromagnetic wave shielding may be further plated with transition metal carbide.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 전이금속카바이드는 하기 화학식 1로 나타내지는 이차원 형상의 무기화합물인 것일 수 있다:In another embodiment of the present invention, the transition metal carbide may be an inorganic compound having a two-dimensional shape represented by the following Chemical Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
MnAmBm M n A m B m
상기 화학식 1에서, n=1~3, m=1이고, M 및 A는 각각 독립적으로 Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, 또는 Ta이며, B는 C 또는 N임.In Formula 1, n=1 to 3, m=1, M and A are each independently Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, or Ta, and B is C or N Lim.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 전이금속카바이드는 Ti2VC, Ti3VC, Ti2AlC 또는 이들의 혼합물일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the transition metal carbide may be Ti 2 VC, Ti 3 VC, Ti 2 AlC or a mixture thereof.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 전도성 금속 소재는 유리섬유에 무전해 도금 공법을 통해 도금된 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the conductive metal material may be plated on glass fiber through an electroless plating method.
또한, 본 발명은 상기 유리섬유를 포함하는 전자파차폐용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for electromagnetic wave shielding comprising the glass fiber.
본 발명의 일구현예로, 상기 조성물은 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the composition is characterized in that it further comprises a resin.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 수지는 불포화폴리에스테르 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 불소계 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리벤족사졸 수지, 폴리옥사디아졸 수지, 폴리벤조티아졸 수지, 폴리벤지미다졸 수지, 폴리피리딘 수지, 폴리트리아졸 수지, 폴리피롤리딘 수지, 폴리디벤조퓨란 수지, 폴리설폰 수지, 폴리우레아 수지, 폴리포스파젠 수지, 액정중합체 수지, 실리콘계 수지, 에폭시 수지, 페놀계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the resin is an unsaturated polyester resin, polyacetal resin, acrylic resin, polycarbonate resin, styrene-based resin, polyester resin, vinyl-based resin, polyphenylene ether resin, polyolefin resin, acrylo Nitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyarylate resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyarylsulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, fluorine-based resin, polyimide Resin, polyether ketone resin, polybenzoxazole resin, polyoxadiazole resin, polybenzothiazole resin, polybenzimidazole resin, polypyridine resin, polytriazole resin, polypyrrolidine resin, polydibenzofuran resin, poly It is characterized in that at least one selected from the group consisting of sulfone resins, polyurea resins, polyphosphazene resins, liquid crystal polymer resins, silicone-based resins, epoxy resins, phenol-based resins and polyurethane-based resins.
본 발명에 따르면, 본 발명의 전자파 차폐용 유리섬유는 전도성 금속 소재로 도금되어, 우수한 전자파 차단 효과를 가질 수 있고, 상기 유리섬유를 포함하는 조성물을 포함시켜 플라스틱 제품 등을 제조할 경우, 가벼우면서도 강성이 우수하며, 전자파 차폐 기능을 갖는 제품으로 제조될 수 있다.According to the present invention, the glass fiber for electromagnetic wave shielding of the present invention is plated with a conductive metal material, so it can have an excellent electromagnetic wave blocking effect. It has excellent rigidity and can be manufactured as a product having an electromagnetic wave shielding function.
이하, 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention is not limited to specific embodiments, and various transformations may be made and various embodiments may be provided. In addition, it should be understood that the contents described below include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described below are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be construed as not precluding the possibility of addition or existence of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 경량성 및 강도와 전자파 차폐 기능이 모두 만족될 수 있는 소재를 제조하기 위해 예의 연구한 결과, 도금되는 전도성 금속 소재에 주목하였다. The present invention paid attention to the conductive metal material to be plated as a result of intensive research to produce a material that can satisfy both lightness and strength and electromagnetic wave shielding function.
그 결과, 유리섬유에 니켈 도금층을 형성한 후, 구리 도금층을 형성하여, 2중 도금된 유리섬유에 우수한 전자파 차폐 효과가 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.As a result, after forming a nickel plating layer on the glass fiber, and then forming a copper plating layer, it was confirmed that the double-plated glass fiber has an excellent electromagnetic wave shielding effect, thereby completing the present invention.
즉 본 발명은 전자파 차폐용 유리섬유로서, 상기 유리섬유는 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유인, 전자파 차폐용 유리섬유를 제공한다.That is, the present invention provides a glass fiber for electromagnetic wave shielding, wherein the glass fiber is a glass fiber coated with a double plated conductive metal material.
상기 전도성 금속 소재는, 니켈, 구리, 은, 산화아연, 산화규소, 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 본 발명과 같이 니켈 도금층; 및 도금층이 순차적으로 도금된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The conductive metal material may be at least one selected from the group consisting of nickel, copper, silver, zinc oxide, silicon oxide, and aluminum, and preferably a nickel plating layer as in the present invention; and the plating layer may be sequentially plated, but is not limited thereto.
본 발명의 전자파 차폐용 유리섬유는 전도성 금속 소재가 2중 도금된 것이고, 상기 2중 도금층 위에 추가적인 전자파 차폐 기능을 갖는 소재가 더 포함될 수 있다. In the glass fiber for electromagnetic wave shielding of the present invention, a conductive metal material is double-plated, and a material having an additional electromagnetic wave shielding function may be further included on the double plating layer.
상기 추가적인 소재로는 전이금속카바이드 등이 더 포함될 수 있다. 상기 전이금속 카바이드는 전체 전자파 차폐용 유리섬유 100 중량%에 대하여, 전이금속카바이드가 1~5 중량%로 포함되도록 도금된 것을 특징으로 한다. 상기 전이금속카바이드가 1 중량% 미만으로 포함될 경우 전자파 차단 효과가 미미할 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우 도금층이 두꺼워져 가공성이 저하되거나, 제조 비용 등이 늘어날 가능성이 있다.The additional material may further include a transition metal carbide. The transition metal carbide is characterized in that it is plated so that the transition metal carbide is contained in an amount of 1 to 5% by weight based on 100% by weight of the entire electromagnetic wave shielding glass fiber. When the transition metal carbide is included in an amount of less than 1% by weight, the electromagnetic wave shielding effect may be insignificant, and if it exceeds 5% by weight, the plating layer becomes thick and workability is deteriorated, or there is a possibility that manufacturing cost increases.
상기 전이금속카바이드는 하기 화학식 1로 나타내어지는 이차원 형상의 무기화합물로서, 맥센과 같은 소재일 수 있다:The transition metal carbide is an inorganic compound having a two-dimensional shape represented by the following formula (1), and may be a material such as maxene:
[화학식 1][Formula 1]
MnAmBm M n A m B m
상기 화학식 1에서, n=1~3, m=1이고, M 및 A는 각각 독립적으로 Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, 또는 Ta이며, B는 C 또는 N임.In Formula 1, n=1 to 3, m=1, M and A are each independently Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, or Ta, and B is C or N Lim.
상기 맥센 소재는 전이금속과 탄소, 질소가 결합하여 8면체 격자 구조를 지닌 이차원 형상을 갖는 소재로서, 본 발명의 전이금속카바이드는 바람직하게는 Ti2VC, Ti3VC, Ti2AlC 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 전이금속카바이드의 도금방법은 통상의 도금 방법으로 수행될 수 있다.The maxen material is a material having a two-dimensional shape having an octahedral lattice structure in which a transition metal, carbon, and nitrogen are combined, and the transition metal carbide of the present invention is preferably Ti 2 VC, Ti 3 VC, Ti 2 AlC or their It may be a mixture, but is not limited thereto, and the plating method of the transition metal carbide may be performed by a conventional plating method.
상기 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유는 촙형태로, 길이가 1mm 내지 500mm일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.The glass fiber on which the conductive metal material is double-plated may be in a chopped form and may have a length of 1 mm to 500 mm, but is not limited thereto.
본 발명의 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유는 전도성 금속 소재가 포함되는 도금 용액과 환원제 및 착화제가 공존하는 금속도금용액으로 유리섬유를 화학환원 금속 도금 처리하여 유리섬유 표면에 일정한 두께의 금속 피막을 형성시켜 제조되었다. 상기 실시예를 통해 제조된 유리섬유는 우수한 경량성 및 물성과 동시에 전기 차폐성을 향상되는 것을 확인하였다.The glass fiber on which the conductive metal material of the present invention is double-plated is a metal plating solution containing a conductive metal material and a metal plating solution in which a reducing agent and a complexing agent coexist. It was prepared by forming a film. It was confirmed that the glass fiber prepared in the above example improved the electrical shielding properties at the same time as excellent light weight and physical properties.
이때, 상기 무전해 도금 공법에 사용되는 환원제 및 착화제는 통상의 도금 방법에서 사용되는 환원제 및 착화제를 제한없이 이용이 가능하다. 환원제는 환원반응을 일으킬 수 있는 반응물질로 예를들어 환원제는 치아인산나트륨을 사용할 수 있다. 또한, 환원제는 하이드라진(N2H4), 수소화붕소나트륨(NaBH4), 포름알데히드, 아민류 화합물, 글리콜류 화합물, 글리세롤, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 시트르산염 및 글루코스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 착화제는 금속이온 주위에 배위하여 착이온을 생성할 수 있는 것으로, 착화제는 시안염을 사용할 수 있다. 또한, 착화제는 파이로인산, 글리신, 구연산, β-카르보닐 계열의 아세틸아세톤(acetylacetone), 알카놀아민 계열의 모노에탄올아민(mono-ethanolamine), 디메틸아민 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the reducing agent and the complexing agent used in the electroless plating method can be used without limitation, the reducing agent and the complexing agent used in the conventional plating method. The reducing agent is a reactant capable of causing a reduction reaction. For example, the reducing agent may be sodium chia phosphate. In addition, the reducing agent may include at least one of hydrazine (N 2 H 4 ), sodium borohydride (NaBH 4 ), formaldehyde, amine compounds, glycol compounds, glycerol, dimethylformamide, tannic acid, citrate and glucose. . The complexing agent is capable of coordinating around a metal ion to generate a complex ion, and the complexing agent may use a cyanide salt. In addition, the complexing agent may include at least one of pyrophosphoric acid, glycine, citric acid, β-carbonyl-based acetylacetone, alkanolamine-based monoethanolamine, and dimethylamine.
본 발명에서 무전해 금속 도금 용액의 pH는 도금하고자 하는 금속의 종류에 따라 차이는 있지만, 2 내지 11 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 무전해 금속 도금 용액의 pH가 11 초과일 경우, 용액이 자체분해를 일으켜 도금이 잘되지 않을 수 있다. 또한, 무전해 금속 도금 용액의 pH가 2 미만일 경우, 도금층의 질이 저하될 수 있다.Although the pH of the electroless metal plating solution in the present invention varies depending on the type of metal to be plated, it is preferably used in the range of 2 to 11. If the pH of the electroless metal plating solution is more than 11, the solution may self-decompose and plating may not be performed well. In addition, when the pH of the electroless metal plating solution is less than 2, the quality of the plating layer may be deteriorated.
또한, 본 발명은 상기 전자파 차폐 유리섬유가 포함된 전자파 차폐용 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명의 전자파 차폐 유리섬유는 전자파 차폐 기능이 필요한 제품, 예를 들어 자동차 산업에 사용되는 플라스틱 제품 등에 포함되어 사용이 가능하다.In addition, the present invention may provide a composition for electromagnetic wave shielding containing the electromagnetic wave shielding glass fiber. The electromagnetic wave shielding glass fiber of the present invention can be used in products requiring an electromagnetic wave shielding function, for example, plastic products used in the automobile industry.
이에 본 발명의 조성물은 수지 성분을 더 포함하는 형태로 제공될 수 있고, 상기 수지는 불포화폴리에스테르 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 불소계 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리벤족사졸 수지, 폴리옥사디아졸 수지, 폴리벤조티아졸 수지, 폴리벤지미다졸 수지, 폴리피리딘 수지, 폴리트리아졸 수지, 폴리피롤리딘 수지, 폴리디벤조퓨란 수지, 폴리설폰 수지, 폴리우레아 수지, 폴리포스파젠 수지, 액정중합체 수지, 실리콘계 수지, 에폭시 수지, 페놀계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. 본 발명의 조성물은 상기 전자파 차폐 유리섬유가 0.1 내지 50 중량% 및 수지 50 내지 99.9 중량% 로 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상기 수지 외에 제조하고자 하는 제품에 필요한 경화제, 증점제, 저수축제, 충진제, 이형제 및 착색제 와 같은 첨가제의 종류 역시 제한이 없다.Accordingly, the composition of the present invention may be provided in a form that further includes a resin component, and the resin is an unsaturated polyester resin, polyacetal resin, acrylic resin, polycarbonate resin, styrene-based resin, polyester resin, vinyl-based resin, Polyphenylene ether resin, polyolefin resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyarylate resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyarylsulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, poly phenylene sulfide resin, fluorine-based resin, polyimide resin, polyether ketone resin, polybenzoxazole resin, polyoxadiazole resin, polybenzothiazole resin, polybenzimidazole resin, polypyridine resin, polytriazole resin, At least one selected from the group consisting of polypyrrolidine resin, polydibenzofuran resin, polysulfone resin, polyurea resin, polyphosphazene resin, liquid crystal polymer resin, silicone-based resin, epoxy resin, phenol-based resin, and polyurethane-based resin can The composition of the present invention may contain 0.1 to 50% by weight of the electromagnetic wave shielding glass fiber and 50 to 99.9% by weight of the resin, but is not limited thereto, and a curing agent, thickener, low-shrink agent, filler, The type of additives such as release agents and colorants is also not limited.
결국, 상기의 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유와 수지가 혼합된 조성물을 통해 전자파 차폐용 소재를 효과적으로 제조할 수 있다. 그러나 기재가 되는 고분자 물질인 수지는 어느 특정 수지에 한정되지 않는다.As a result, it is possible to effectively manufacture a material for electromagnetic wave shielding through a composition in which the glass fiber and resin on which the conductive metal material is double-plated is mixed. However, the resin as a base material is not limited to any specific resin.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유는, 20 dB 이상의 전자파 차폐 효과를 가지는 것이 확인되었다.In addition, it was confirmed that the glass fiber coated with the conductive metal material according to the embodiment of the present invention has an electromagnetic wave shielding effect of 20 dB or more.
본 발명의 2중 도금층의 두께는 0.1 내지 1000.0㎛일 수 있다. 0.1㎛ 미만에서는 도금층이 너무 얇게 형성되어 전기차폐성이 부족할 수 있고, 때문에 바람직하지 못하며, 1000.0㎛를 초과할 경우에는 도금층이 너무 두꺼워져 가공성이 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.The thickness of the double plating layer of the present invention may be 0.1 to 1000.0㎛. If the thickness is less than 0.1 μm, the plating layer may be formed too thinly, and thus electric shielding properties may be insufficient.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유에 있어서 전자파차폐능 평가는 전자파 차폐 측정기 (Electromagnetic interference, EMI), (AGILENT, USA)를 사용하여 ASTM D4935-89법으로 0.3-6.0 GHz의 주파수 영역에서 분석하였다. 차폐실험은 각각 전자파 반사 및 흡수 특성을 확인하였다.In addition, the electromagnetic shielding ability evaluation in the glass fiber on which the conductive metal material manufactured according to the embodiment of the present invention is double-plated is ASTM D4935-89 using an electromagnetic interference (EMI), (AGILENT, USA). Method was analyzed in the frequency domain of 0.3-6.0 GHz. The shielding test confirmed the electromagnetic wave reflection and absorption characteristics, respectively.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that the scope of the present invention is not limited by these examples.
[실시예][Example]
<2중 도금 유리섬유 제조><Manufacture of double plated glass fiber>
본 발명에 따른 전자파 차폐를 위한 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유를 제조하기 위하여, 니켈 도금액, 구리 도금액, 환원제(치아인산나트륨) 및 착화제(시안염)를 포함하는 무전해 도금 용액 및 유리섬유(직경 7.5um)를 준비하였다. 이때, 추가적인 전자파 차폐 성분으로 Mxene도 준비하였고, 상기 맥센은 분말형태의 것을 구매하여 용매에 분산시켜 사용하였다. 유리섬유에 금속층을 형성하기 위해, 무전해 도금 용액을 이용한 화학적 환원반응을 통해 유리섬유 표면에 금속층을 형성해주었다. In order to manufacture the glass fiber on which the conductive metal material for shielding electromagnetic waves according to the present invention is double-plated, an electroless plating solution comprising a nickel plating solution, a copper plating solution, a reducing agent (sodium phosphite) and a complexing agent (cyanide) and Glass fiber (7.5 μm in diameter) was prepared. At this time, Mxene was also prepared as an additional electromagnetic wave shielding component, and the maxene was purchased in powder form and dispersed in a solvent. To form a metal layer on the glass fiber, a metal layer was formed on the surface of the glass fiber through a chemical reduction reaction using an electroless plating solution.
먼저, 유리섬유를 니켈 도금액이 포함된 전해조에 넣어 도금층을 형성한 후, 도금이 완료되면 구리 도금액이 포함된 전해조에 넣어 도금층을 형성하여 2중 도금된 유리섬유를 제조해주었다.First, the glass fiber was put in an electrolytic bath containing a nickel plating solution to form a plating layer, and then, when plating was completed, the plating layer was formed by placing the glass fiber in an electrolytic bath containing a copper plating solution to prepare double-plated glass fibers.
상기 2중 도금이 완료되면 전이금속카바이드 도금층을 한번 더 생성해주었다.When the double plating was completed, a transition metal carbide plating layer was created once more.
금속층 형성이 마무리되면, 500℃에서 30분 동안 열처리하여 도금을 마무리해주었고, 그 결과 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유가 펠렛 형태로 제조되었다. When the formation of the metal layer was finished, the plating was finished by heat treatment at 500° C. for 30 minutes.
<전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유를 포함하는 전자파차폐용 조성물 제조><Manufacture of composition for electromagnetic wave shielding comprising glass fiber plated with double conductive metal material>
상기에서 제조된 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유를, 불포화폴리에스테르 수지와 혼합하여 조성물 형태로 제조하였다. 이때 이축 압출기의 메인 호퍼에는 불포화폴리에스테르 수지를 투입하였고, 압출기의 사이드 호퍼에는 유리섬유를 투입한 다음 용융, 혼련 압출하여 펠릿으로 제조하였다.The conductive metal material prepared above was prepared in the form of a composition by mixing the double-plated glass fiber with an unsaturated polyester resin. At this time, the unsaturated polyester resin was put into the main hopper of the twin-screw extruder, and glass fiber was put into the side hopper of the extruder, and then melted, kneaded and extruded to make pellets.
제조된 펠릿을 사출 기에서 사출 온도 200 ℃조건에서 사출하여 시편을 제조하였다.Specimens were prepared by injecting the prepared pellets in an injection machine at an injection temperature of 200 °C.
<전자파 차폐 효과 확인><Check the electromagnetic wave shielding effect>
또한, 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 전도성 금속 소재가 2중 도금된 유리섬유에 있어서 전자파차폐능 평가는 전자파 차폐 측정기 (Electromagnetic interference, EMI), (AGILENT, USA)를 사용하여 ASTM D4935-89법으로 0.3-6.0 GHz의 주파수 영역에서 분석하였다. 그 결과 40.34dB의 결과를 보여, 우수한 전자파 차폐 효과가 확인되었다.In addition, the electromagnetic shielding ability evaluation in the glass fiber on which the conductive metal material manufactured according to the embodiment of the present invention is double-plated is ASTM D4935-89 using an electromagnetic interference (EMI), (AGILENT, USA). Method was analyzed in the frequency domain of 0.3-6.0 GHz. As a result, it showed a result of 40.34dB, confirming the excellent electromagnetic wave shielding effect.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the right of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the right.
Claims (10)
A glass fiber for electromagnetic wave shielding, wherein the glass fiber is a glass fiber plated with a conductive metal material.
상기 전도성 금속 소재는, 니켈, 구리, 은, 산화아연, 산화규소, 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 전자파 차폐용 유리섬유.
According to claim 1,
The conductive metal material is one or more selected from the group consisting of nickel, copper, silver, zinc oxide, silicon oxide, and aluminum, glass fiber for electromagnetic wave shielding.
상기 유리섬유는, 니켈 도금층 및 구리 도금층이 순서대로 도금된 것인, 전자파 차폐용 유리섬유.
According to claim 1,
The glass fiber, the nickel plating layer and the copper plating layer will be plated in order, glass fiber for electromagnetic wave shielding.
상기 전자파 차폐용 유리섬유는 전이금속카바이드가 더 도금된 것인, 전자파 차폐용 유리섬유.
According to claim 1,
The glass fiber for electromagnetic wave shielding is a glass fiber for electromagnetic wave shielding that is further plated with transition metal carbide.
상기 전이금속카바이드는 하기 화학식 1로 나타내지는 이차원 형상의 무기화합물인 것인, 전자파 차폐용 유리섬유:
[화학식 1]
MnAmBm
상기 화학식 1에서, n=1~3, m=1이고, M 및 A는 각각 독립적으로 Ti, Al, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, 또는 Ta이며, B는 C 또는 N임.
5. The method of claim 4,
The transition metal carbide is an inorganic compound of a two-dimensional shape represented by the following formula (1), electromagnetic wave shielding glass fiber:
[Formula 1]
M n A m B m
In Formula 1, n=1 to 3, m=1, M and A are each independently Ti, Al, Zr, Hf, V, Cr, Mn, Sc, Mo, Nb, or Ta, and B is C or N.
상기 전이금속카바이드는 Ti2VC, Ti3VC, Ti2AlC 또는 이들의 혼합물인, 전자파 차폐용 유리섬유.
5. The method of claim 4,
The transition metal carbide is Ti 2 VC, Ti 3 VC, Ti 2 AlC or a mixture thereof, glass fiber for electromagnetic wave shielding.
상기 전도성 금속 소재는 유리섬유에 무전해 도금 공법을 통해 도금된 것인, 전자파 차폐용 유리섬유.
According to claim 1,
The conductive metal material is a glass fiber for electromagnetic wave shielding that is plated through the electroless plating method on the glass fiber.
An electromagnetic wave shielding composition comprising the glass fiber of any one of claims 1 to 7.
상기 조성물은 수지를 더 포함하는 것인, 전자파 차폐용 조성물.
9. The method of claim 8,
The composition further comprises a resin, electromagnetic wave shielding composition.
상기 수지는 불포화폴리에스테르 수지, 폴리아세탈 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아릴설폰 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌 설피드 수지, 불소계 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리벤족사졸 수지, 폴리옥사디아졸 수지, 폴리벤조티아졸 수지, 폴리벤지미다졸 수지, 폴리피리딘 수지, 폴리트리아졸 수지, 폴리피롤리딘 수지, 폴리디벤조퓨란 수지, 폴리설폰 수지, 폴리우레아 수지, 폴리포스파젠 수지, 액정중합체 수지, 실리콘계 수지, 에폭시 수지, 페놀계 수지 및 폴리우레탄계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 전자파 차폐용 조성물.10. The method of claim 9,
The resin is an unsaturated polyester resin, polyacetal resin, acrylic resin, polycarbonate resin, styrene resin, polyester resin, vinyl resin, polyphenylene ether resin, polyolefin resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin , polyarylate resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyarylsulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, fluorine-based resin, polyimide resin, polyetherketone resin, poly Benzoxazole resin, polyoxadiazole resin, polybenzothiazole resin, polybenzimidazole resin, polypyridine resin, polytriazole resin, polypyrrolidine resin, polydibenzofuran resin, polysulfone resin, polyurea resin, poly Phosphazene resin, liquid crystal polymer resin, silicone-based resin, epoxy resin, phenol-based resin, and at least one selected from the group consisting of polyurethane-based resin, the composition for electromagnetic wave shielding.
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| KR20190072242A (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 주식회사 비에스엠신소재 | Method for manufacturing highly conductive fiber with improved magnetic susceptibility using electroless-electrolytic plating method |
| KR102010366B1 (en) | 2018-02-14 | 2019-08-14 | 전주대학교 산학협력단 | Method for producing metal-coated carbon fiber |
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