KR20230127220A - 금속-기반 전자기 간섭 차폐 물질, 장치, 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본원에는 기재, 금속-기반 전도성 첨가제, 및 전도성 첨가제와 혼입되고 기재 상에 증착된 결합제를 포함하는 EMI 차폐물, 및 이의 제조 방법이 기재되어 있다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물의 기계적 특성 및/또는 전도도를 향상시키기 위해 탄소-기반 첨가제가 포함된다.
Description
상호 참조문헌
본 출원은 2020년 11월 25일에 출원된 미국 가출원 제63/118,533호의 이익을 주장하며, 이의 전문은 본원에 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명은 금속-기반 전자기 간섭 차폐 물질, 장치, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
전자기 간섭(EMI)은 원치 않는 자연 또는 인공 외부 소스로부터 수신되는 신호이다. 이러한 EMI는 전자기 유도, 정전기 커플링, 또는 이에 의해 제공되는 전도를 통해 전기 부품의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있고 부정적인 영향을 미친다. 이러한 전자 교란은 데이터 전송 및 저장에서 오류율을 증가시킴으로써 컴퓨팅 및 통신 부품의 성능을 저하시킬 수 있다. 그러나, EMI 차폐는 외부 신호 간섭, EMI 신호 누출로부터 전기 장치를 보호하고, 전기 장치 내의 전기 부품이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다. EMI로부터의 차폐는 전자 부품의 정확한 시험 및 보정을 보장하는 데에도 중요하다.
본원에는 기존의 EMI 차폐물(EMI shields)에 비해 많은 이점을 제공하는 EMI 차폐물 또는 차폐 물질이 개시된다. 본원의 EMI 차폐물의 높은 열 및 전기 전도도는, 얇은 두께에서도, 열 에너지를 효율적으로 발산하고 EMI 간섭을 최소화한다. 또한, 기존의 금속 호일과 달리, 본원의 EMI 차폐 물질은 경량이고 탁월한 기계적 가요성, 구조적 완결성, 높은 내부식성을 나타내고, 다양한 인클로저에 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 표준 금속-기반 EMI 차폐와 달리, 본원의 EMI 차폐 물질은 쉽게 절단되어 표면에 적용될 수 있으며, 피로 또는 성능 열하 없이 반복된 굽힘을 견딜 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 물질은 금속-기반 전도성 첨가제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제는 나노물질(예컨대, 금속 나노플레이크)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 물질은, 예를 들어, 그래핀 또는 그래핀 프레임워크와 같은 탄소 또는 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 그래핀은 서로 박리, 팽창 또는 분리되는 탄소 시트의 형태를 가지며, 상호 연결되어 전기적으로 연결된 단일 전도성 네트워크를 형성한다. 일부 실시양태에서, 탄소 또는 탄소-기반 첨가제는 높은 표면적 및 전도도를 갖는 상호 연결된 탄소 시트의 3차원 네트워크를 포함한다. 따라서, 본원의 탄소 또는 탄소-기반 첨가제의 형태는 내부에 금속-기반 전도성 첨가제를 포함하고 연결하는 스캐폴딩을 형성함으로써 EMI 차폐 물질 전체에 높은 전도도를 부여한다. 또한, 이러한 프레임워크는 본원의 EMI 차폐 물질의 향상된 기계적 특성을 가능하게 한다. 대조적으로, 분리된 별개의 단일 그래핀 시트는 단일 네트워크 전체에 높은 전도도를 제공하기 위한 연결성이 부족할 수 있다. 마지막으로, 기존의 EMI 차폐물과 비교하여, 본 개시내용의 EMI 차폐 물질은 원하는 차폐 특성을 달성하기 위해 다양한 기재 상에 다양한 두께 및 크기로 용이하게 제조 및 적용된다. 예를 들어, 본원의 EMI 차폐 물질의 보다 더 두꺼운 적용은 보다 민감한 전자기기에 대해 보다 큰 EMI 감소를 허용한다.
본원에 제공된 하나의 양태는 기재; 금속-기반 전도성 첨가제; 및 금속-기반 전도성 첨가제와 혼입되고 기재 상에 EMI 차폐 코팅으로서 증착된 결합제를 포함하는 EMI 차폐물이다.
일부 실시양태에서, 기재는 플라스틱, 금속, 유리, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속은 철 금속(ferrous metal), 비철 금속, 코팅된 표면, 플라스틱, 유리 섬유, 스테인리스강, 또는 목재를 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속은 구리, 알루미늄, 강철, 스테인리스강, 베릴륨, 비스무트, 크롬, 코발트, 갈륨, 금, 인듐, 철, 납, 마그네슘, 니켈, 은, 티탄, 주석, 아연, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 플라스틱은 열가소성 중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 열가소성 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리(3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발레레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판(nanoplatelet), 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 w/w 농도는 약 20% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, 결합제는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 코팅 희석제(coating thinner)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 90%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도는 약 0.01% 내지 약 5%이다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소(cabot carbon), 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g 초과의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 약 100 S/m 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 10 um 내지 약 1,000 um의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 400 kHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 약 40 MHz 내지 약 1 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 2 GHz 내지 18 GHz의 주파수 범위에서 약 30 dB 내지 약 120 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 19 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 약 50 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다.
본원에 제공된 또 다른 양태는 금속-기반 전도성 첨가제; 결합제; 및 EMI 차폐 코팅을 형성하기 위해 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제와 혼입된 용매를 포함하는 EMI 차폐 코팅이다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅을 포함하고, 여기서 클리어코트 코팅과 활성제 코팅의 혼합은 EMI 차폐 코팅을 경화시킨다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 w/w 농도는 약 20% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, 결합제는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 코팅 희석제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 90%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도는 약 0.01% 내지 약 5%이다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g 초과의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 약 100 S/cm 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 10 um 내지 약 1,000 um의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 400 kHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 약 40 MHz 내지 약 1 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 2 GHz 내지 18 GHz의 주파수 범위에서 약 30 dB 내지 약 120 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 19 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 약 50 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다.
본원에 제공된 또 다른 양태는 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하는 코팅을 형성하는 단계; 기재 상에 코팅을 증착하는 단계; 및 기재 상의 코팅을 건조시켜 EMI 차폐 코팅을 형성하는 단계를 포함하는, EMI 차폐물을 형성하는 방법이다.
일부 실시양태에서, 설정된 두께의 코팅은 기재 상에 증착된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 약 20℃ 내지 약 120℃의 온도에서 건조시키는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅을 형성하는 단계는 코팅을 혼합하거나; 코팅에서 응집체를 파괴하거나; 코팅으로부터 기포를 제거하거나; 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 혼합은 음향 혼합기에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴는 고전단 혼합기에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅으로부터 기포의 제거는 진공 혼합기에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 증착하는 단계는 코팅 기계로 기재 상에 코팅을 증착하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 기계는 슬롯 다이 코팅 기계이다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는, 코팅이 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 방법은 EMI 차폐물을 캘린더링하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 캘린더링 단계는 롤 투 롤 캘린더링 기계에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 um 내지 약 1,000 um의 두께를 갖는다
본원에 제공된 또 다른 양태는 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하는 코팅을 수득하는 단계; 기재 상에 코팅을 적용하는 단계; 및 기재 상의 코팅을 건조시켜 EMI 차폐 코팅을 형성하는 단계를 포함하는, EMI 차폐물을 형성하는 방법이다.
일부 실시양태에서, 코팅을 수득하는 단계는 클리어코트 코팅과 활성제 코팅을 혼합하는 것을 포함하고, 여기서 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅은 둘 모두 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하고, 활성제 코팅은 코팅을 경화시키기 위한 활성제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅은 분무에 의해 기재에 적용된다. 일부 실시양태에서, 코팅은 공기 분무에 의해 기재 상에 적용된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅을 포함하고, 여기서 클리어코트 코팅과 활성제 코팅의 혼합은 EMI 차폐 코팅을 경화시킨다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 w/w 농도는 약 20% 내지 약 95%이다. 일부 실시양태에서, 결합제는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 코팅 희석제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 w/w 농도는 약 5% 내지 약 90%이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도는 약 0.01% 내지 약 5%이다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g 초과의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 약 100 S/cm 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 약 10 um 내지 약 1,000 um의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 400 kHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 약 40 MHz 내지 약 1 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 2 GHz 내지 18 GHz의 주파수 범위에서 약 30 dB 내지 약 120 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 19 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 약 50 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다.
본원에 제공된 또 다른 양태는 기재; 금속-기반 전도성 첨가제; 탄소-기반 첨가제; 및 금속-기반 전도성 첨가제 및 탄소-기반 첨가제와 혼입되고 기재 상에 EMI 차폐 코팅으로서 증착된 결합제를 포함하는 EMI 차폐물이다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도는 약 0.01% 내지 약 5%이다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g 초과의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 약 100 S/cm 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다.
본 개시내용의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 설명되어 있다. 본 개시내용의 특징 및 이점에 대한 보다 나은 이해는 본 개시내용의 원리가 이용되는 예시적인 실시양태를 설명하는 하기 상세한 설명과 첨부된 도면을 참조하여 얻어질 것이다. 해당 도면을 간단히 설명하면, 다음과 같다:
도 1은 본원의 실시양태에 따른 전자기 간섭(EMI) 차폐물에서의 반사 및 흡수의 다이아그램이고;
도 2는 본원의 실시양태에 따른 EMI 차폐물 효과 시험 설정의 다이아그램을 나타내고;
도 3a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 3b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 3c는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 4는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 5는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 6은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 7은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 8은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 9는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 10은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 금속-기반 전도성 첨가제에 대한 XRD(X-선 회절) 그래프를 나타내고;
도 11은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 EMI 차폐 코팅의 개략도를 나타내고;
도 12는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 EMI 차폐물의 개략도를 나타내고;
도 13a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타내고;
도 13b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 14a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 현미경 이미지를 나타내고;
도 14b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 고배율 현미경 이미지를 나타내고;
도 15a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 15b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 16은 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제4 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 17a는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 17b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 18a는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 18b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 19a는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 19b는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 20a는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 20b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 21은 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제5 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 22a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 22b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 23a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 현미경 이미지를 나타내고;
도 23b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 고배율 현미경 이미지를 나타내고;
도 24a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 24b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 25는 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제6 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 26은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플의 전도도 그래프를 나타내고;
도 27은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플에 대한 차폐 효과 대 주파수의 그래프를 나타낸다.
도 1은 본원의 실시양태에 따른 전자기 간섭(EMI) 차폐물에서의 반사 및 흡수의 다이아그램이고;
도 2는 본원의 실시양태에 따른 EMI 차폐물 효과 시험 설정의 다이아그램을 나타내고;
도 3a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 3b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 3c는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐물의 이미지를 나타내고;
도 4는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 5는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 6은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐 코팅의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 7은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제1 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 8은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제2 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 9는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제3 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타내고;
도 10은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 금속-기반 전도성 첨가제에 대한 XRD(X-선 회절) 그래프를 나타내고;
도 11은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 EMI 차폐 코팅의 개략도를 나타내고;
도 12는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 EMI 차폐물의 개략도를 나타내고;
도 13a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타내고;
도 13b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 14a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 현미경 이미지를 나타내고;
도 14b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 고배율 현미경 이미지를 나타내고;
도 15a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 15b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 16은 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제4 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 17a는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 17b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 18a는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 18b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 19a는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 19b는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 20a는 본원의 실시양태에 따른 닥터 블레이드로 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 20b는 본원의 실시양태에 따른 분무 코팅에 의해 형성된 예시적인 제5 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 21은 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제5 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 22a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 SEM 이미지를 나타내고;
도 22b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 고배율 SEM 이미지를 나타내고;
도 23a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 현미경 이미지를 나타내고;
도 23b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 고배율 현미경 이미지를 나타내고;
도 24a는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 2차원 높이 맵을 나타내고;
도 24b는 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제6 EMI 차폐물의 3차원 높이 맵을 나타내고;
도 25는 본원의 실시양태에 따른 온도의 함수로서 예시적인 제6 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타내고;
도 26은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플의 전도도 그래프를 나타내고;
도 27은 본원의 실시양태에 따른 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플에 대한 차폐 효과 대 주파수의 그래프를 나타낸다.
본원에는 탄소-기반 전자기 간섭(EMI) 차폐 장치 및 차폐 물질, 및 이의 제조 방법이 제공된다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 시험 및/또는 작동 동안 외부 무선 주파수 신호로부터 전기 장치를 분리할 수 있도록 한다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 전기 장치에 의해 생성된 무선 주파수 신호가 인클로저를 빠져나가는 것을 방지한다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 2개 이상의 전기 장치 간의 무선 주파수 혼선 또는 간섭을 방지한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 장치는 기재 상에 증착된 코팅에 의해 형성된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 장치는 압축 성형 기술을 사용하여 형성된다. EMI 차폐 장치는 하나 이상의 시트로부터 형상화될 수 있다. 시트는 얇고/거나, 가요성이고/이거나, 경량이고/이거나, 내부식성일 수 있다. EMI 차폐 물질은 원하는 효과에 따라 EMI 차폐 또는 필터링을 제공하도록 구성될 수 있다. 예로서, EMI 차폐물은 인클로저(예를 들어, 민감한 전자기기를 둘러싸는 박스 형상)로서 형상화될 수 있다. 또 다른 예로서, EMI 차폐 물질은 방의 벽에 사이징되는 얇은 가요성 시트로 절단되고, 이어서, EMI 차폐된 방(room)을 생성하기 위해, 벽에, 선택적으로 시트의 한 측면 상에 접착제로 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 다양한 이점은, 이러한 구현이 EMI 차폐를 위해 설계되지 않거나 심지어 원래 고려되지 않은 경우에도, EMI 차폐가 장치, 룸, 차량, 또는 다른 관련 구현에 효율적으로 구성되도록 하는 것을 포함한다.
본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 전기 인클로저의 내부 표면에 적용되어 전기 인클로저 내의 전기 부품과 함께 또는 그 사이에서 전자기 간섭(EMI)을 효율적으로 감쇠시킬 수 있다. 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 전기 인클로저의 내부 표면에 적용되어 내부식성, 마모 보호 및 열 발산을 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물은 기존의 차폐 또는 전도성 코팅 및 차폐물을 대체 및/또는 보완하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물의 높은 전도도는 그것에 둘러싸인 장비에 대해 최대 외부 EMI/RFI 보호를 제공한다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물의 높은 전도도는 내부 EMI/RFI가 환경으로 누출되는 것을 방지한다. 일부 실시양태에서, 본원의 EMI 차폐 코팅 및 차폐물의 높은 열 전도도는 전기 부품용 히트 싱크로서의 그 사용을 가능하게 한다.
많은 EMI 차폐 물질은 높은 전도도를 위해 구리와 같은 금속을 사용하지만, 금속-기반 코팅 및 차폐를 형성하는 것은 종종 어렵다. 또한, 이러한 재료는 절연 산화물 층을 형성하는 화학적 부식 및 산화에 취약하기 때문에, 이러한 EMI 차폐의 효능은 종종 시간이 경과함에 따라 약화된다. 은-기반 EMI 차폐물은 높은 전기 전도도와 내산화성/내부식성을 나타내지만, 그 사용은 대부분의 응용 분야에 비용이 많이 든다.
이와 같이, 본원에는 일부 실시양태에서 높은 전도도와 내부식성/내산화성을 나타내는 은-코팅된 구리(Ag-Cu) 분말을 포함하는 EMI 차폐 코팅 및 EMI 차폐물이 제공된다. 또한, 값비싼 은의 감소된 양은 다양한 응용 분야에 본원의 EMI 차폐 코팅 및 EMI 차폐물을 사용할 수 있게 한다.
EMI 차폐 코팅 및 그로부터의 제조된 EMI 차폐물은 적어도 약 1000 S/cm의 높은 전도도를 나타낸다. 또한, 50-100 μm 두께의 EMI 차폐물은 10 kHz 내지 40 MHz의 주파수 범위에서 적어도 약 50 dB 및 1 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 적어도 약 60 dB의 인상적인 EMI 감쇠를 추가로 나타낸다. 50-80 데시벨(dB)의 차폐 효과는 50-100 μm 두께의 필름으로 용이하게 달성될 수 있다.
EMI 차폐 역학
도 1은 전자기 간섭(EMI) 차폐물(110)에서의 반사 및 흡수의 다이아그램을 나타낸다. 여기에서 나타낸 바와 같이, 입사 t-파(101)의 제1 외부 반사 부분(예를 들어, d-파 반사율)(102)은 EMI 차폐물의 외부 근위 표면(110A)에 의해 반사되는 반면, t-파(101)의 흡수 부분(103)은 EMI 차폐물에 흡수된다. 흡수 부분(103)의 제1 내부 반사 부분(104)은 EMI 차폐물(110)의 내부 원위 표면(110B)을 반사시키며, 여기서 제1 흡수 부분(103)의 제1 감쇠 부분(105)은 EMI 차폐물(110)을 통해 원위로 투과된다. 그 후, 제1 내부 반사 부분(104)의 제2 내부 반사 부분(106)은 EMI 차폐물(110)의 내부 근위 표면(110C)을 반사하며, 여기서 제1 내부 반사 부분(104)의 제2 외부 반사 부분(107)은 입사 t-파(101)의 소스 쪽으로 근위로 그리고 제1 외부 반사 부분(102)에 대해 평행하게 투과된다. 내부 반사는 제2 내부 반사 부분(106)의 제3 내부 반사 부분(109)이 EMI 차폐물(110)의 내부 원위 표면(110B)을 반사함에 따라 계속되며, 여기서 제2 내부 반사 부분(106)의 제2 감쇠 부분(108)은 EMI 차폐물(110)로 원위 투과된다.
일부 실시양태에서, EMI(110) 차폐물의 효과는 입사 t-파(101)의 강도와 제1 감쇠 부분(105) 및 제2 감쇠 부분(108)의 강도의 합 사이의 비율과 상관관계가 있다. 일부 실시양태에서, EMI(110) 차폐물의 효과는 제1 외부 반사 부분(102)과 제2 외부 반사 부분(107)의 강도의 합과 제1 감쇠 부분(105)과 제2 감쇠 부분(108)의 강도의 합 사이의 비율과 상관관계가 있다. 일부 실시양태에서, EMI(110) 차폐물의 효과는 제1 외부 반사 부분(102)과 제2 외부 반사 부분(107)의 강도의 합과 입사 t-파(101)의 강도 사이의 비율과 상관관계가 있다.
EMI 차폐물
도 12를 참조하여, 본원에는 기재(1020) 및 전도성 첨가제(1040) 및 기재 상에 증착된 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)을 포함하는 MI 차폐물(1200)이 제공된다. 일부 실시양태에서, 전도성 첨가제(1040)와 결합제(1020)는 함께 혼합되어 코팅(1000)을 형성한다. 일부 실시양태에서, 코팅(1000)은 다양한 적용을 위해 다양한 기재에 용이하게 적용된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 복수의 EMI 차폐물(1200)의 스택을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 내스크래치성 코팅, 내충격성 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 추가로 포함한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 가요성이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 강성이다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 편평하다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 만곡되어 있다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 단일 표면으로 형성된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 복수의 표면으로 형성된다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 희석제(1010)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 희석제(1010)는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 탄소-기반 첨가제(1030)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 결합제(1020)의 경도, 인장 강도, 가요성 또는 이들의 임의의 조합을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 EMI 차폐 코팅(1000)의 전도도를 향상시킨다. 이러한 향상된 특성은 그래핀 탄소-기반 첨가제의 경우에 특히 두드러진다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 약 10 um 내지 약 1,000 um의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 10 um, 25 um, 50 um, 100 um, 200 um, 300 um, 400 um, 500 um, 600 um, 700 um, 800 um, 또는 900 um의 두께를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 25 um, 50 um, 100 um, 150 um, 200 um, 300 um, 400 um, 500 um, 600 um, 700 um, 800 um, 900 um, 또는 1,000 um의 두께를 갖는다,
일부 실시양태에서, 기재는 플라스틱, 금속, 유리, 직물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속은 구리, 알루미늄, 강철, 스테인리스강, 베릴륨, 비스무트, 크롬, 코발트, 갈륨, 금, 인듐, 철, 납, 마그네슘, 니켈, 은, 티탄, 주석, 아연, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 플라스틱은 열가소성 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 열가소성 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리(3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발레레이트), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물(1200)은 기재(1020)를 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 기재는 평면이다. 일부 실시양태에서, 기재(1020)는 만곡되어 있다. 일부 실시양태에서, 기재(1020)는 강성이다. 일부 실시양태에서, 기재(1020)는 가요성이다. 일부 실시양태에서, 기재는 단일 표면을 포함한다. 일부 실시양태에서, 기재(1020)는 2개 이상의 표면을 포함한다. 일부 실시양태에서, 기재(1020)는 전기 장치용 용기이다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040)는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅(1000)을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제(1020)는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040)는 약 0.3 μm 내지 약 10 μm의 폭, 길이 또는 둘 모두를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040)는 최대 약 10 μm의 폭, 길이 또는 둘 모두를 갖는다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 5% w/w 내지 85% w/w의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 또는 70% w/w의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 20% w/w 내지 95% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 95% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 전도성 첨가제(1040)의 농도는 그로부터 생성된 EMI 차폐물(1200)의 높은 열 전도도, 전기 전도도, 열 발산, 및 EMI 차폐를 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 희석제(1010)는 기재 상에 증착된 직후 5% w/w 내지 약 90% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 희석제(1010)는 기재 상에 증착된 직후 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 희석제(1010)는 기재 상에 증착된 직후 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 희석제(1010)의 농도는 그로부터 생성된 EMI 차폐물(1200)의 원하는 차폐 특성을 달성하기 위해 다양한 기재 상의 다양한 두께 및 크기로 본원의 EMI 차폐 물질의 용이한 제조 및 적용을 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 0.01% w/w 내지 5% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 또는 4% w/w의 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 탄소-기반 첨가제(1030)의 농도는 그로부터 생성된 EMI 차폐물(1200)의 높은 열 전도도, 전기 전도도, 열 발산, 및 EMI 차폐를 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g, 1,250 m2/g, 1,500 m2/g, 1,750 m2/g, 2,000 m2/g 이상보다 큰 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 1,000 S/m, 1,500 S/m, 2,000 S/m, 2,500 S/m, 3,000 S/m, 3,500 S/m, 또는 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 그 안의 증분을 포함하여 약 100 S/m, 110 S/m, 120 S/m, 130 S/m, 140 S/m, 150 S/m, 160 S/m, 170 S/m, 180 S/m, 또는 200 S/m 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 옥사이드는 상호 연결된 탄소 시트의 3차원 네트워크를 형성하며, 높은 표면적은 그로부터 생성된 EMI 차폐물(1200)의 높은 열 전도도, 전기 전도도, 열 발산 및 EMI 차폐를 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 um, 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 또는 약 25 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 약 25 um, 또는 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 m2/g, 4 m2/g, 6 m2/g, 8 m2/g, 10 m2/g, 12 m2/g, 또는 14 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)의 입자 크기 및 표면적은 그로부터 생성된 EMI 차폐물(1200)의 높은 열 전도도, 전기 전도도, 열 발산, 및 EMI 차폐를 가능하게 한다.
도 3a-3c는 각각 예시적인 제1, 제2, 및 제3 EMI 차폐물의 이미지를 나타낸다. 도 10은 예시적인 금속-기반 전도성 첨가제에 대한 XRD(X-선 회절) 그래프를 나타낸다.
EMI 차폐 코팅
도 11에 따라 본원에 제공된 또 다른 양태는 금속-기반 전도성 첨가제(1040); 결합제(1020); 및 EMI 차폐 코팅(1000)을 형성하기 위해 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)와 혼입된 용매를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)이다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅을 포함한다. 일부 실시양태에서, 클리어코트 코팅과 활성제 코팅의 혼합은 EMI 차폐 코팅(1000)을 경화시킨다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 분무에 의해 기재에 적용되도록 구성된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 공기 분무에 의해 기재에 적용되도록 구성된다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)이 기재 상에 공기 분무되는 능력은 다양한 형상 및 물질의 기재에 이의 적용을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)이 기재 상에 공기 분무되는 능력은 더 큰 두께 균일성을 갖는 기재에 이의 적용을 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)의 점도는 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 약 25 cP 내지 약 50 cP, 약 25 cP 내지 약 100 cP, 약 25 cP 내지 약 250 cP, 약 25 cP 내지 약 500 cP, 약 25 cP 내지 약 750 cP, 약 25 cP 내지 약 1,000 cP, 약 25 cP 내지 약 2,000 cP, 약 25 cP 내지 약 4,000 cP, 약 25 cP 내지 약 6,000 cP, 약 25 cP 내지 약 8,000 cP, 약 50 cP 내지 약 100 cP, 약 50 cP 내지 약 250 cP, 약 50 cP 내지 약 500 cP, 약 50 cP 내지 약 750 cP, 약 50 cP 내지 약 1,000 cP, 약 50 cP 내지 약 2,000 cP, 약 50 cP 내지 약 4,000 cP, 약 50 cP 내지 약 6,000 cP, 약 50 cP 내지 약 8,000 cP, 약 100 cP 내지 약 250 cP, 약 100 cP 내지 약 500 cP, 약 100 cP 내지 약 750 cP, 약 100 cP 내지 약 1,000 cP, 약 100 cP 내지 약 2,000 cP, 약 100 cP 내지 약 4,000 cP, 약 100 cP 내지 약 6,000 cP, 약 100 cP 내지 약 8,000 cP, 약 250 cP 내지 약 500 cP, 약 250 cP 내지 약 750 cP, 약 250 cP 내지 약 1,000 cP, 약 250 cP 내지 약 2,000 cP, 약 250 cP 내지 약 4,000 cP, 약 250 cP 내지 약 6,000 cP, 약 250 cP 내지 약 8,000 cP, 약 500 cP 내지 약 750 cP, 약 500 cP 내지 약 1,000 cP, 약 500 cP 내지 약 2,000 cP, 약 500 cP 내지 약 4,000 cP, 약 500 cP 내지 약 6,000 cP, 약 500 cP 내지 약 8,000 cP, 약 750 cP 내지 약 1,000 cP, 약 750 cP 내지 약 2,000 cP, 약 750 cP 내지 약 4,000 cP, 약 750 cP 내지 약 6,000 cP, 약 750 cP 내지 약 8,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 2,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 8,000 cP, 또는 약 6,000 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 적어도 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 또는 약 6,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 최대 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 갖는다.
일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅의 점도는 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 그 안의 증분을 포함하여 약 25 cP 내지 약 50 cP, 약 25 cP 내지 약 100 cP, 약 25 cP 내지 약 250 cP, 약 25 cP 내지 약 500 cP, 약 25 cP 내지 약 750 cP, 약 25 cP 내지 약 1,000 cP, 약 25 cP 내지 약 2,000 cP, 약 25 cP 내지 약 4,000 cP, 약 25 cP 내지 약 6,000 cP, 약 25 cP 내지 약 8,000 cP, 약 50 cP 내지 약 100 cP, 약 50 cP 내지 약 250 cP, 약 50 cP 내지 약 500 cP, 약 50 cP 내지 약 750 cP, 약 50 cP 내지 약 1,000 cP, 약 50 cP 내지 약 2,000 cP, 약 50 cP 내지 약 4,000 cP, 약 50 cP 내지 약 6,000 cP, 약 50 cP 내지 약 8,000 cP, 약 100 cP 내지 약 250 cP, 약 100 cP 내지 약 500 cP, 약 100 cP 내지 약 750 cP, 약 100 cP 내지 약 1,000 cP, 약 100 cP 내지 약 2,000 cP, 약 100 cP 내지 약 4,000 cP, 약 100 cP 내지 약 6,000 cP, 약 100 cP 내지 약 8,000 cP, 약 250 cP 내지 약 500 cP, 약 250 cP 내지 약 750 cP, 약 250 cP 내지 약 1,000 cP, 약 250 cP 내지 약 2,000 cP, 약 250 cP 내지 약 4,000 cP, 약 250 cP 내지 약 6,000 cP, 약 250 cP 내지 약 8,000 cP, 약 500 cP 내지 약 750 cP, 약 500 cP 내지 약 1,000 cP, 약 500 cP 내지 약 2,000 cP, 약 500 cP 내지 약 4,000 cP, 약 500 cP 내지 약 6,000 cP, 약 500 cP 내지 약 8,000 cP, 약 750 cP 내지 약 1,000 cP, 약 750 cP 내지 약 2,000 cP, 약 750 cP 내지 약 4,000 cP, 약 750 cP 내지 약 6,000 cP, 약 750 cP 내지 약 8,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 2,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 8,000 cP, 또는 약 6,000 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 적어도 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 또는 약 6,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 클리어 코팅 및 활성제 코팅은 최대 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 갖는다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040)는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제(1020)는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 5% w/w 내지 85% w/w의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 또는 70%의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80%의 금속-기반 전도성 첨가제(1040)를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 금속-기반 전도성 첨가제(1040)의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 20% w/w 내지 95% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 적어도 약 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제(1040) 및 결합제(1020)를 포함하는 EMI 차폐 코팅(1000)은 최대 약 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 95% w/w의 결합제(1020)를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 결합제(1020)의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분부에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 코팅 희석제(1010)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제(1010)는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제(1010)는 기재 상에 증착된 직후 5% w/w 내지 약 90% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제(1010)는 그 안의 증분을 포함하여 기재 상에 증착된 직후 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제(1010)는 그 안의 증분을 포함하여 기재 상에 증착된 직후 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 코팅 희석제(1010)의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000)은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 탄소-기반 첨가제(1030)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 0.01% w/w 내지 5% w/w의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 또는 4%의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5%의 EMI 차폐 코팅(1000)을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅(1000) 내 탄소-기반 첨가제(1030)의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g, 1,250 m2/g, 1,500 m2/g, 1,750 m2/g, 2,000 m2/g 이상보다 큰 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 1,000 S/m, 1,500 S/m, 2,000 S/m, 2,500 S/m, 3,000 S/m, 3,500 S/m, 또는 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 그 안의 증분을 포함하여 약 100 S/m, 110 S/m, 120 S/m, 130 S/m, 140 S/m, 150 S/m, 160 S/m, 170 S/m, 180 S/m, 또는 200 S/m 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 m2/g, 4 m2/g, 6 m2/g, 8 m2/g, 10 m2/g, 12 m2/g, 또는 14 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 본원의 탄소-기반 첨가제(1030)의 비표면적, 전도도, 또는 이 둘 모두는 EMI 차폐 코팅(1000)의 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 um, 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 또는 약 25 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 약 25 um, 또는 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)의 평균 입자 크기, 그의 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과는 개선된 전자 특성을 제공하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제(1030)의 평균 입자 크기는 공기 분무 동안 입자 막힘을 방지한다.
EMI 차폐물 형성 방법
본원에 제공된 또 다른 양태는 EMI 차폐물을 형성하는 방법이다. 일부 실시양태에서, 방법은 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하는 코팅을 수득하는 단계; 기재 상에 코팅을 적용하는 단계; 및 기재 상의 코팅을 건조시켜 EMI 차폐 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 코팅을 수득하는 단계는 클리어코트 코팅과 활성제 코팅을 혼합하는 것을 포함하며, 여기서 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅은 둘 모두 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하고, 활성제 코팅은 코팅을 경화시키기 위한 활성제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 클리어코트 코팅과 활성제 코팅의 혼합은 EMI 차폐 코팅을 경화시킨다.
일부 실시양태에서, 방법은 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하는 코팅을 형성하는 단계; 기재 상에 코팅을 증착하는 단계; 및 기재 상의 코팅을 건조시켜 EMI 차폐 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 코팅을 형성하는 단계는 코팅을 혼합하거나; 코팅에서 응집체를 파괴하거나; 코팅으로부터 기포를 제거하거나; 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 혼합은 음향 혼합기에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴는 고전단 혼합기에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅으로부터 기포의 제거는 진공 혼합기에 의해 수행된다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅의 점도는 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 가질 까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 그 안의 증분을 포함하여 약 25 cP 내지 약 50 cP, 약 25 cP 내지 약 100 cP, 약 25 cP 내지 약 250 cP, 약 25 cP 내지 약 500 cP, 약 25 cP 내지 약 750 cP, 약 25 cP 내지 약 1,000 cP, 약 25 cP 내지 약 2,000 cP, 약 25 cP 내지 약 4,000 cP, 약 25 cP 내지 약 6,000 cP, 약 25 cP 내지 약 8,000 cP, 약 50 cP 내지 약 100 cP, 약 50 cP 내지 약 250 cP, 약 50 cP 내지 약 500 cP, 약 50 cP 내지 약 750 cP, 약 50 cP 내지 약 1,000 cP, 약 50 cP 내지 약 2,000 cP, 약 50 cP 내지 약 4,000 cP, 약 50 cP 내지 약 6,000 cP, 약 50 cP 내지 약 8,000 cP, 약 100 cP 내지 약 250 cP, 약 100 cP 내지 약 500 cP, 약 100 cP 내지 약 750 cP, 약 100 cP 내지 약 1,000 cP, 약 100 cP 내지 약 2,000 cP, 약 100 cP 내지 약 4,000 cP, 약 100 cP 내지 약 6,000 cP, 약 100 cP 내지 약 8,000 cP, 약 250 cP 내지 약 500 cP, 약 250 cP 내지 약 750 cP, 약 250 cP 내지 약 1,000 cP, 약 250 cP 내지 약 2,000 cP, 약 250 cP 내지 약 4,000 cP, 약 250 cP 내지 약 6,000 cP, 약 250 cP 내지 약 8,000 cP, 약 500 cP 내지 약 750 cP, 약 500 cP 내지 약 1,000 cP, 약 500 cP 내지 약 2,000 cP, 약 500 cP 내지 약 4,000 cP, 약 500 cP 내지 약 6,000 cP, 약 500 cP 내지 약 8,000 cP, 약 750 cP 내지 약 1,000 cP, 약 750 cP 내지 약 2,000 cP, 약 750 cP 내지 약 4,000 cP, 약 750 cP 내지 약 6,000 cP, 약 750 cP 내지 약 8,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 2,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 1,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 4,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 2,000 cP 내지 약 8,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 6,000 cP, 약 4,000 cP 내지 약 8,000 cP, 또는 약 6,000 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 적어도 약 25 cP, 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 또는 약 6,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 최대 약 50 cP, 약 100 cP, 약 250 cP, 약 500 cP, 약 750 cP, 약 1,000 cP, 약 2,000 cP, 약 4,000 cP, 약 6,000 cP, 또는 약 8,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행된다. 일부 실시양태에서, 코팅은 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 다양한 방법 및/또는 장치에 의해 기재에 적용될 수 있는 EMI 차폐 코팅의 형성을 가능하게 한다.
일부 실시양태에서, 설정된 두께의 코팅이 기재 상에 증착된다. 일부 실시양태에서, 설정된 두께의 코팅이 기재 상에 페인팅된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 증착하는 단계는 코팅 기계로 기재 상에 코팅을 증착하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 기계는 슬롯 다이 코팅 기계, 탁상용 코팅 기계, 또는 둘 모두이다. 일부 실시양태에서, 코팅은 분무에 의해 기재 상에 적용된다. 일부 실시양태에서, 코팅은 공기 분무에 의해 기재 상에 적용된다. 일부 실시양태에서, 기재 및 코팅은 기재의 균일한 코팅을 가능하게 하고 손실된 페인트의 부피를 감소시키기 위해 반대로 충전된다.
일부 실시양태에서, 방법은 EMI 차폐물을 캘린더링하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 캘린더링 단계는 롤 투 롤 캘린더링 기계에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 기재 상의 코팅을 건조시키는 것, 기재 상의 코팅을 경화시키는 것, 또는 둘 모두를 포함한다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 약 20℃ 내지 약 120℃의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 실온에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 약 15분 내지 약 60분의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 건조는 가열 램프에 의해 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계는 약 0.5일 내지 약 21일의 시간 동안 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상의 EMI 코팅을 경화시키는 것은 약 120℉ 내지 약 160℉의 온도에서 수행된다. 일부 실시양태에서, 기재 상의 EMI 코팅을 경화시키는 것은 약 15분 내지 약 30분의 시간 동안 수행된다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제는 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질이다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 금속은 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함한다. 일부 실시양태에서, 금속 나노물질은 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함한다. 일부 실시양태에서, 결합제는 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 5% w/w 내지 85% w/w의 금속-기반 전도성 첨가제를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 또는 70%의 금속-기반 전도성 첨가제를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80%의 금속-기반 전도성 첨가제를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 20% w/w 내지 95% w/w의 결합제를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 적어도 약 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 결합제를 갖는다. 일부 실시양태에서, 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제를 포함하는 EMI 차폐 코팅은 최대 약 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 95% w/w의 결합제를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 코팅 희석제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 기재 상에 증착된 직후 5% w/w 내지 약 90% w/w의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 기재 상에 증착된 직후 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 또는 80% w/w의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, 코팅 희석제는 기재 상에 증착된 직후 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% w/w의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 점도 개질제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 점도 개질제는 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅은 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 0.01% w/w 내지 5% w/w의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 또는 4%의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 또는 5%의 코팅을 구성한다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 백분율은 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다.
일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 1,000 m2/g, 1,250 m2/g, 1,500 m2/g, 1,750 m2/g, 2,000 m2/g 이상보다 큰 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 약 1,000 S/m 내지 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 그래핀 및 그래핀 옥사이드 중 적어도 하나는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 1,000 S/m, 1,500 S/m, 2,000 S/m, 2,500 S/m, 3,000 S/m, 3,500 S/m, 또는 약 4,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소 나노튜브는 그 안의 증분을 포함하여 약 100 S/m, 110 S/m, 120 S/m, 130 S/m, 140 S/m, 150 S/m, 160 S/m, 170 S/m, 180 S/m, 또는 200 S/m 초과의 전기 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 m2/g 내지 약 16 m2/g의 비표면적을 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 m2/g, 4 m2/g, 6 m2/g, 8 m2/g, 10 m2/g, 12 m2/g, 또는 14 m2/g의 비표면적을 갖는다.
일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 약 2 um 내지 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 2 um, 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 또는 약 25 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제는 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 5 um, 10 um, 15 um, 20 um, 약 25 um, 또는 약 30 um의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제의 평균 입자 크기는 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무에 의해 기재에 이의 적용을 가능하게 하는 점도를 유지한다. 일부 실시양태에서, 탄소-기반 첨가제의 평균 입자 크기는 높은 전도도, 낮은 시트 저항, 및 높은 차폐 효과를 가능하게 하면서 공기 분무 동안 입자 막힘을 방지한다.
EMI 차폐물 효과 시험
당업자에게 알려진 다양한 장치 또는 방법이 샘플(210)의 전자기 간섭(EMI) 차폐 효과를 시험하기 위해 사용될 수 있지만, 도 2는 EMI 차폐 효과 시험 장치(200)의 다이어그램을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 장치(200)는 EMI 차폐 샘플(210)에 의해 분리된 송신 안테나(221) 및 수신 안테나(222)를 포함한다. 또한, 나타낸 바와 같이, 송신 안테나(221)는 감쇠되지 않은 신호(231)를 방출하는 반면, EMI 차폐 샘플(210)은 감쇠된 신호(232)를 제외한 모두가 수신 안테나(222)에 도달하는 것을 차단한다. EMI 차폐 샘플(210)의 차폐 효과는 감쇠되지 않은 신호(231)와 감쇠된 신호(232)의 전력 사이의 차이로서 결정될 수 있다.
일부 실시양태에서, 도 2에 따르면, 송신 안테나(221)는 제1 차폐형 인클로저(241) 내에 포함되며, 수신 안테나(222)는 제2 차폐형 인클로저(242) 내에 포함된다. 대안적으로, 일부 실시양태에서, 송신 안테나(221)만이 제1 차폐형 인클로저(241) 내에 포함되는 반면, 수신 안테나(222)는 제2 차폐형 인클로저(242)에 포함되지 않는다. 대안적으로, 일부 실시양태에서, 수신 안테나(222)만이 제2 차폐형 인클로저(242) 내에 포함되며, 여기서, 송신 안테나(221)는 제1 차폐형 인클로저(241) 내에 포함되지 않는다.
일부 실시양태에서, 송신 안테나(221)는 신호 발생기로부터 감쇠되지 않은 신호(231)를 수신한다. 일부 실시양태에서, 송신 안테나(221)는 신호 발생기로부터 감쇠되지 않은 신호(231)를 수신하는 전력 증폭기로부터 감쇠되지 않은 신호(231)를 수신한다. 일부 실시양태에서, 수신 안테나(222)는 감쇠된 신호(232)를 스펙트럼 분석기, 신호 분석기, 또는 이들의 임의의 조합으로 송신한다.
일부 실시양태에서, 송신 안테나(221) 및 수신 안테나(222)는 감쇠되지 않은 신호(231) 및 감쇠된 신호(232) 둘 모두가 EMI 차폐 샘플(210)에 수직이 되도록 정렬된다. 일부 실시양태에서, 송신 안테나(221) 및 수신 안테나(222)는 감쇠되지 않은 신호(231) 및 감쇠된 신호(232)가 EMI 차폐 샘플(210)의 중심에서 방출되도록 정렬된다. 일부 실시양태에서, 송신 안테나(221)는 EMI 차폐 샘플(210)로부터 약 50 cm만큼 분리되어 있다. 일부 실시양태에서, 수신 안테나(222)는 EMI 차폐 샘플(210)로부터 약 50 cm만큼 분리되어 있다. 일부 실시양태에서, 송신 안테나(221) 및 수신 안테나는 약 100 cm만큼 서로 분리되어 있다.
EMI 차폐물 성능
도 7-9는 각각 예시적인 제1, 제2, 및 제3 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타낸다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 10 S/m, 25 S/m, 50 S/m, 100 S/m, 250 S/m, 500 S/m, 1,000 S/m, 2,500 S/m, 5,000 S/m, 10,000 S/m, 또는 15,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 0.2 ohm/sq, 0.5 ohm/sq, 1 ohm/sq, 5 ohm/sq, 10 ohm/sq, 50 ohm/sq, 100 ohm/sq, 200 ohm/sq, 300 ohm/sq, 400 ohm/sq, 500 ohm/sq, 600 ohm/sq, 700 ohm/sq, 800 ohm/sq, 또는 900 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 적어도 약 0℃, 10℃, 25℃, 50℃, 100℃, 150℃, 200℃, 250℃, 300℃, 또는 400℃의 작동 온도를 갖는다.
일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 10 kHz 내지 약 40 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 40 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 400 kHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 약 40 MHz 내지 약 1 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 2 GHz 내지 18 GHz의 주파수 범위에서 약 30 dB 내지 약 120 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, EMI 차폐물은 약 150 um 미만의 필름 두께로 19 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 약 50 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다.
EMI 차폐 코팅 성능
도 4-6은 각각 예시적인 제1, 제2, 및 제3 EMI 차폐물의 차폐 효과 그래프를 나타낸다.
일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 10 S/m 내지 약 20,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 그 안의 증분을 포함하여 적어도 약 10 S/m, 25 S/m, 50 S/m, 100 S/m, 250 S/m, 500 S/m, 1,000 S/m, 2,500 S/m, 5,000 S/m, 10,000 S/m, 또는 15,000 S/m의 전도도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 0.1 ohm/sq 내지 약 1,000 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 그 안의 증분을 포함하여 최대 약 0.2 ohm/sq, 0.5 ohm/sq, 1 ohm/sq, 5 ohm/sq, 10 ohm/sq, 50 ohm/sq, 100 ohm/sq, 200 ohm/sq, 300 ohm/sq, 400 ohm/sq, 500 ohm/sq, 600 ohm/sq, 700 ohm/sq, 800 ohm/sq, 또는 900 ohm/sq의 시트 저항을 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 0℃ 내지 약 400℃의 작동 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 적어도 약 0℃, 10℃, 25℃, 50℃, 100℃, 150℃, 200℃, 250℃, 300℃, 또는 400℃의 작동 온도를 갖는다.
일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 10 kHz 내지 약 40 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 건조 시 코팅을 건조할 때 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 40 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 건조 시 코팅을 건조할 때 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 10 kHz 내지 약 400 kHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 건조 시 코팅을 건조할 때 약 150 um 미만의 EMI 차폐 코팅 두께로 약 500 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수 범위에서 약 20 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 약 40 MHz 내지 약 1 GHz의 주파수 범위에서 약 10 dB 내지 약 100 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 2 GHz 내지 18 GHz의 주파수 범위에서 약 30 dB 내지 약 120 dB의 차폐 효과를 갖는다. 일부 실시양태에서, 건조 시 EMI 차폐 코팅은 약 150 um 미만의 필름 두께로 19 GHz 내지 40 GHz의 주파수 범위에서 약 50 dB 내지 약 130 dB의 차폐 효과를 갖는다.
EMI 코팅의 특정 실시양태
제1, 제2, 및 제3 EMI 코팅은 아래 표 1에 따라 생성되었다.
[표 1]
제4, 제5, 제6 및 제7 EMI 코팅은 아래 표 2에 따라 생성되었다.
[표 2]
제4 EMI 차폐 코팅은 결합제의 제1 부분, 결합제의 제2 부분, 금속-기반 전도성 첨가제, 및 탄소-기반 전도성 첨가제를 기계식 교반기를 사용하여 약 6,0000 rpm 내지 약 8,000의 속도로 약 1분 내지 약 10분의 시간 동안 합하여 제조하였다. 점도 개질제를 첨가한 후, 제4 EMI 차폐 코팅은 약 100 rpm 내지 약 250 rpm의 속도로 약 15분 내지 약 60분 동안 추가로 교반하였다.
제5 EMI 차폐 코팅은 결합제, 금속-기반 전도성 첨가제, 및 탄소-기반 전도성 첨가제를 합하고, 합한 성분을 약 1분 내지 약 10분의 시간 동안 손으로 진탕하여 제조하였다. 그 후, 점도 개질제를 첨가하였다. 최적의 분무 조건을 위해 페인트의 농도(consistency)를 조정하기 위해 물을 추가하였다.
제6 EMI 차폐 코팅은 결합제, 금속-기반 전도성 첨가제, 및 탄소-기반 전도성 첨가제를 합하고, 합한 성분을 약 15분 내지 약 60분의 시간 동안 교반하여 제조하였다. 그 후, 점도 개질제를 첨가하였다. 최적의 분무 조건을 위해 페인트의 농도를 조정하기 위해 물을 추가하였다.
제7 EMI 차폐 코팅은 결합제의 제1 부분, 결합제의 제2 부분, 금속-기반 전도성 첨가제, 및 탄소-기반 전도성 첨가제를 기계식 교반기를 사용하여 약 100 rpm 내지 약 250 rpm의 속도로 약 5분 내지 약 20분의 시간 동안 합하여 제조하였다. 점도 개질제를 첨가한 후, 제4 EMI 차폐 코팅은 약 6,000 rpm 내지 약 8,000 rpm의 속도로 약 1분 내지 약 10분 동안 추가로 교반하였다. 제2 분량의 금속-기반 전도성 첨가제를 첨가한 후, 용액을 약 100 rpm 내지 약 250 rpm의 속도로 약 1분 내지 약 10분의 시간 동안 150-200 rpm에서 5분 동안 혼합하였다.
EMI 차폐물의 특정 실시양태
제1, 제2, 및 제3 차폐 샘플은 아래 표 3에 따라 상기 표 1에 기재된 EMI 코팅으로부터 생성하였으며 여기에 설명된 장치를 사용하여 차폐 효과에 대해 시험하였다.
[표 3]
제4, 제5, 제6 및 제7 차폐 샘플은 아래 표 4에 따라 상기 표 2의 EMI 코팅 샘플로 생성되었으며, 여기에 설명된 장치를 사용하여 차폐 효과에 대해 시험하였다.
[표 4]
예시적인 제4 차폐 샘플은 예시적인 제4 EMI 코팅의 다중 코트를 기재 상에 분무하고, 약 120℉ 내지 약 160℉의 온도에서 약 15분 내지 약 30분 동안 기재 상에 EMI 코팅을 경화시키고, 약 0.5일 내지 약 21일의 시간 동안 실온에서 기재 상에 EMI 코팅을 건조시킴으로써 형성되었다. 도 13a-13b는 예시적인 제4 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타낸다. 도 14a-14b는 예시적인 제4 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 현미경 이미지를 나타낸다. 도 15a-15b는 예시적인 제4 EMI 차폐물의 2차원 및 3차원 높이 맵을 나타낸다. 도 16은 온도의 함수로서 예시적인 제4 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타낸다.
예시적인 제5 차폐 샘플은 기재 상에 예시적인 제5 EMI 코팅을 공기 분무함으로써 형성되었다. 도 17a-17b는 예시적인 제5 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타낸다. 도 18a-18b는 예시적인 제5 EMI 차폐물의 2차원 및 3차원 높이 맵을 나타낸다. 도 21은 온도의 함수로서 예시적인 제5 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타낸다. 도 19a-19b는 닥터 블레이드로 기재 상에 제5 예시적인 EMI 코팅을 적용함으로써 형성된 예시적인 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타낸다. 도 20a-20b는 닥터 블레이드로 기재 상에 제5 예시적인 EMI 코팅을 적용함으로써 형성된 예시적인 EMI 차폐물의 2차원 및 3차원 높이 맵을 나타낸다. 도 21은 온도의 함수로서 예시적인 제5 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타낸다.
예시적인 제6 차폐 샘플은 탁상용 코터로 기재 상에 예시적인 제6 EMI 코팅을 적용함으로써 형성되었다. 도 22a-22b는 예시적인 제6 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타낸다. 도 23a-23b는 예시적인 제6 EMI 차폐물의 저배율 및 고배율 현미경 이미지를 나타낸다. 도 24a-24b는 예시적인 제6 EMI 차폐물의 2차원 및 3차원 높이 맵을 나타낸다. 도 25는 온도의 함수로서 예시적인 제6 EMI 차폐물의 열 흐름 및 중량의 그래프를 나타낸다.
예시적인 제7 차폐 샘플은 닥터 블레이드로 기재 상에 예시적인 제7 EMI 코팅을 적용함으로써 형성되었다. 예시적인 제8 차폐 샘플은 기재 상에 예시적인 제7 EMI 코팅의 다중 코트를 분무함으로써 형성되었으며, 여기서 예시적인 제7 EMI 코팅은 각 층 사이에 약 15분 내지 약 60분 동안 가열 램프에 의해 건조시켰다. 그 후, 기재 상의 EMI 코팅을 약 120 ℉ 내지 약 160 ℉의 온도에서 약 15분 내지 약 60분 동안 경화시키고, 약 0.5일 내지 약 21일의 시간 동안 실온에서 건조시켰다.
도 26은 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플의 전도도 그래프를 나타낸다. 도 27은 예시적인 제4, 제5, 및 제6 EMI 차폐물 샘플에 대한 차폐 효과 대 주파수의 그래프를 나타낸다.
용어 및 정의
달리 정의되어 있지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 용어는 본 개시내용이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
본원에 사용된 바와 같이, 단수 형태("부정관사"와 "정관사")는 문맥에서 명백히 달리 지시하지 않는 한 복수 형태의 언급을 포함한다. 본원에서 "또는"에 대한 임의의 언급은 달리 지시되어 있지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 것으로 의도된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 그 안의 증분을 포함하여 언급된 양에 10%, 5%, 또는 1%로 차이가 나는 근접한 양을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 백분율에 대한 언급에서의 용어 "약"은 그 안의 증분을 포함하여 언급된 백분율에 10%, 5%, 또는 1%로 차이가 나는 크거나 작은 양을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 어구 "적어도 하나", "하나 이상", 및 "및/또는"은 사용시 접속사 및 이접 접속사 둘 모두인 개방형 표현이다. 예를 들어, 각각의 표현은 "A, B 및 C 중 적어도 하나", "A, B, 또는 C 중 적어도 하나", "A, B, 및 C 중 하나 이상", "A, B, 또는 C 중 하나 이상" 및 "A, B, 및/또는 C"는 "A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께, 또는 A, B 및 C 함께"를 의미한다.
본 개시내용의 바람직한 실시양태들이 본원에 제서되어 기술되었지만, 이러한 실시양태들은 단지 예로서 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 이로써, 다수의 변형예, 변경예, 및 대체예가 본 개시내용으로부터 벗어나는 일 없이 당업자에게 이루어질 수 있다. 본원에 기재된 본 개시내용의 실시양태에 대한 다양한 대안이 본 개시내용을 실시하는 데 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (47)
- a) 기재;
b) 금속-기반 전도성 첨가제; 및
c) 금속-기반 전도성 첨가제와 혼입되고 기재 상에 EMI 차폐 코팅으로서 증착된 결합제
를 포함하는 EMI 차폐물. - 제1항에 있어서, 금속-기반 전도성 첨가제가 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질인 EMI 차폐물.
- 제2항에 있어서, 금속 나노물질이 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제3항에 있어서, 제1 금속이 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제2항에 있어서, 금속 나노물질이 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판(nanoplatelet), 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제1항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 w/w 농도가 약 5% 내지 약 95%인 EMI 차폐물.
- 제1항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 w/w 농도가 약 20% 내지 약 95%인 EMI 차폐물.
- 제1항에 있어서, 결합제가 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제1항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 코팅 희석제(coating thinner)를 추가로 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제9항에 있어서, 코팅 희석제가 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 알파-트리플루오로톨루엔, 아세톤, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐물.
- 제9항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 w/w 농도가 약 5% 내지 약 90%인 EMI 차폐물.
- 제1항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 점도 개질제를 추가로 포함하는 것인 MI 차폐물.
- 제12항에 있어서, 점도 개질제가 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 MI 차폐물.
- 제1항에 있어서, 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함하는 MI 차폐물.
- 제14항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도가 약 0.01% 내지 약 5%인 MI 차폐물.
- 제14항에 있어서, 탄소-기반 첨가제가 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소(cabot carbon), 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 MI 차폐물.
- a) 금속-기반 전도성 첨가제;
b) 결합제; 및
c) EMI 차폐 코팅을 형성하기 위해 금속-기반 전도성 첨가제 및 결합제와 혼입된 용매
를 포함하는 EMI 차폐 코팅. - 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 클리어코트 코팅 및 활성제 코팅을 포함하고, 클리어코트 코팅과 활성제 코팅의 혼합은 EMI 차폐 코팅을 경화시키는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, 금속-기반 전도성 첨가제가 니켈, 구리, 은, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 또는 금을 포함하는 금속 나노물질인 EMI 차폐 코팅.
- 제19항에 있어서, 금속 나노물질이 금속 코어를 형성하는 제1 금속 및 금속 코어 주위에 코팅을 형성하는 제2 금속을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제20항에 있어서, 제1 금속이 알루미늄, 니켈, 구리, 또는 철을 포함하고, 제2 금속은 은을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제19항에 있어서, 금속 나노물질이 나노입자, 나노로드, 나노와이어, 나노플라워, 나노플레이크, 나노섬유, 나노소판, 나노리본, 나노큐브, 바이피라미드, 나노디스크, 나노플레이트, 나노덴드라이트, 나노리브, 나노스피어, 양자 스피어, 양자 도트, 나노스프링, 나노시트, 다공성 나노시트, 나노메쉬, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 형태를 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 금속-기반 전도성 첨가제의 w/w 농도가 약 5% 내지 약 95%인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 결합제의 w/w 농도가 약 20% 내지 약 95%인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, 결합제가 알키드, 아크릴, 비닐-아크릴, 비닐 아세테이트/에틸렌(VAE), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 스티렌, 스티렌 아크릴, 멜라민, 실란, 실록산, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 코팅 희석제를 추가로 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제26항에 있어서, 코팅 희석제가 아세톤, 4-클로로-알파, 알파, 또는 알파-트리플루오로톨루엔, 아세톤, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제26항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 코팅 희석제의 w/w 농도가 약 5% 내지 약 90%인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 점도 개질제를 추가로 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제29항에 있어서, 점도 개질제가 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에탄올, 자일렌, 석유, N-부틸 아세테이트, 헵탄-2-온, 4-이소시아나토설포닐톨루엔, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, 탄소-기반 첨가제를 추가로 포함하는 EMI 차폐 코팅.
- 제31항에 있어서, EMI 차폐 코팅 내 탄소-기반 첨가제의 w/w 농도가 약 0.01% 내지 약 5% w/w인 EMI 차폐 코팅.
- 제31항에 있어서, 탄소-기반 첨가제가 흑연, 그래핀, 환원된 그래핀, 카본 블랙, 캐보트 탄소, 탄소 나노튜브, 작용화된 탄소 나노튜브, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 EMI 차폐 코팅.
- 제17항에 있어서, EMI 차폐 코팅이 약 150 um 미만의 두께를 갖는 것인 EMI 차폐 코팅.
- EMI 차폐물을 형성하는 방법으로서,
a) 금속-기반 전도성 첨가제, 결합제, 및 용매를 포함하는 코팅을 형성하는 단계;
b) 기재 상에 코팅을 증착하는 단계; 및
c) 기재 상의 코팅을 건조시켜 EMI 차폐 코팅을 형성하는 단계
를 포함하는 형성 방법. - 제35항에 있어서, 설정된 두께의 코팅이 기재 상에 증착되는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, 기재 상에 코팅을 건조시키는 단계가 약 20℃ 내지 약 120 ℃의 온도에서 건조시키는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, 코팅을 형성하는 단계는
a) 코팅을 혼합하거나;
b) 코팅에서 응집체를 파괴하거나;
c) 코팅으로부터 기포를 제거하거나;
d) 이들의 임의의 조합
을 포함하는 것인 방법. - 제38항에 있어서, 혼합이 음향 혼합기에 의해 수행되는 것인 방법.
- 제38항에 있어서, 코팅에서 응집체의 파괴가 고전단 혼합기에 의해 수행되는 것인 방법.
- 제38항에 있어서, 코팅으로부터 기포의 제거가 진공 혼합기에 의해 수행되는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, 기재 상에 코팅을 증착하는 단계가 코팅 기계를 사용하여 기재 상에 코팅을 증착하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제42항에 있어서, 코팅 기계가 슬롯 다이 코팅 기계인 방법.
- 제38항에 있어서, 코팅에서 응집체의 파괴 및 코팅으로부터 기포의 제거 중 적어도 하나는 코팅이 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 가질 때까지 수행되는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, 코팅이 약 25 cP 내지 약 8,000 cP의 점도를 갖는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, EMI 차폐물을 캘린더링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제46항에 있어서, 캘린더링 단계가 롤 투 롤 캘린더링 기계에 의해 수행되는 것인 방법.
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2023
- 2023-08-31 US US18/459,294 patent/US20230413500A1/en active Pending
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