KR890005149B1 - 금속화 섬유의 전착도장방법 및 전착도장한 금속화 섬유 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속화 섬유의 전착도장방법 및 전착도장한 금속화 섬유.

본 발명은 무전해도금(Electroless Plating)된 금속화 섬유 및 그 전착도장방법에 관한 것이다. 최근 전자산업의 발달과 더불어 각종 전자기기에서 발생되는 전자파가 각종 전자기기의 오동작 원인이 됨은 물론 인체에 유해한 것으로 밝혀지고 있어서 선진각국에서는 서둘러 전자파 장해에 대한 규제를 만들고 있다. 이에 따라 주변의 전자기기에서 발생되는 전자파를 흡수 및 차폐하여 인체 및 기타 전기기기를 보호할 수 있는 재료의 개발이 이루어지고 있다. 섬유재료의 무전해도금 방법은 외부전원으로 부터 에너지를 이용하지 않고 금속이온의 산화 환원 전위차를 이용 환원제의 양극(anode) 산화반응을 구동력으로 하여 Ni, Cu등의 금속피막을 섬유상에 균일하게 형성시키는 가공방법이다. 그러나 이러한 무전해 도금으로만 제조된 금속화 섬유의 경우 금속피막의 내구성이 떨어져 금속피막의 탈락은 물론 공기중에서 산화변색되는 경우가 있어 종래에는 아크릴계수지를 주성분으로 하여 금속피막위에 수지층을 형성시키는 일반수지 코팅법이나 침지법등이 주로 사용되었으나 금속화 섬유의 고유의 물성치인 도전성의 저하, 표면층의 불균일 도포, 금속피막과 수지와의 밀착성 부족으로 인한 내구성 불량은 물론 투명 또는 흑색등과 같은 농색계통의 제한적인 색상만 낼 수 있는 문제점이 있다.

특히 망사직물과 같은 공극율이 큰 직물의 경우 거의 수지처리가 불가능하였다.

따라서 본 발명자는 이러한 문제점을 개선하여 금속화 섬유의 고유물성을 그대로 유지시키면서 금속피막의 내구성 향상은 물론 망사직물과 같은 미세한 부분까지도 균일하게 도포시킴으로서 일정한 표면저항을 나타내게 하고 색상에 있어서도 다양하게 낼 수 있는 금속화 섬유용 전착가공방법을 개발하게 되었다.

본 발명은 수지를 주성분으로 하는 수용성 전착도료내에 금속화 섬유를 양극 또는 음극의 전극으로 하고, 금속화 섬유와 그 대극사이에 직류전류를 통하여 전해질 용액속에서 콜로이드상태로 분산된 입자가 전하를 띠게 되어 서로 다른 전극으로 이동 각각 반응하여 분자상태로 석출되는 원리로서 이때 수지의 종류에 따라 양극에서 석출되는 음이온형 전착도료와, 음극에서 석출되는 양이온형 전착도료를 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하면 무전해 도금된 금속화 섬유를 수지, 유기용제, 중화제, 이온교환수, 첨가제등을 주성분으로 하는 양이온형 또는 음이온형 전착도료내에 금속화 섬유를 양극 또는 음극상태로 하여 침지시키고, 섬유와 그 대극 사이에 직류전류를 통하여 섬유표면에 전기적으로 도막을 형성시키는 것이다.

이때 금속화 섬유는 Ni 및 Cu금속이 표면에 부착된 섬유로 표면저항이 10³Ω이하이며, 전착도료 조성은 수지가 5-8중량%, 유기용제 2-4중량%, 중화제 0.5중량%이하, 이온교환수 70-80중량% 기타 필요시 안료 1-6중량%로 구성된 전착도료로서 pH5.9=0.2, 전도도 1,500±300Ω/cm, 도료입경 20μ이하의 것으로 조성된 것이다.

여기에 40-150V의 직류전압, 2-5A의 전류를 통하여 0.1-5μ정도의 도막을 형성시킨다.

이때 피도장물과 대극사이의 비를 극비라 칭하며 극비를 2/1-4/1로 하고 극간거리 10-20cm로 한다. 또 상기와 같은 방법으로 조성된 수지로서 금속화 섬유 표면층에 전착가공하는 도료는 일반 알루미늄, 자동차등에 사용되는 공지의 전착도료액과는 달리 합성섬유 특히 망사직물용에 적용되기 위해서는 입자크기, 분산도, 접착력등이 일반 전착도료보다 월등히 우수해야 한다. 또한 이 수용성 전착도료상에서 처리하여 얻어진 금속화 섬유포지의 물성은 표면고유저항치가 10Ω-10³Ω, 전자파 감쇄효과 20-60dB정도 되도록 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 상기 금속화 섬유의 표면저항이 10³Ω이하를 유지해야 하는데 그 이상이 되는 경우에는 수용성 도료상에서 통전상태가 불량하여 도막이 형성되지 않는다. 또 수지의 경우 부드러운 촉감이 요구될시는 아크릴-멜라민수지(80:20비율)을 사용하고 딱딱한 촉감을 요구할 때는 에폭시 또는 우레탄수지에 멜라민을 80:20의 비율로 첨가하여 사용하는 것이 좋다. 안료의 경우 수가용성 분산염료 또는 안료를 필요에 따라 1-10중량% 첨가할 경우 필요한 색상을 낼 수 있다. 또 안료로 도전성 카본을 첨가할 경우 10^-2Ω-10³Ω단위의 도전성을 낼 수 있다. 기타 전착용액의 안정성을 부여하는 첨가제 및 수가용성 촉진제로 아민류 개미산등을 사용한다.

상기와 같은 조성의 전착도료상에서 수지의 종류에 따라 폴리카본산(-COOH)수지를 주성분으로 하는 음이온형 도료는 양극에 피도장물 즉 금속화 섬유를 ,음극에는 극판을 연결시키고 폴리아민(-NH₂)수지를 주성분으로 하는 양이온형 도료는 반대로 연결시킨다.

이때 극간거리 20cm이내, 극비 2/1-4/1정도를 유지해야 하는데 극간거리가 20cm이상의 경우 통전이 불가하며, 극비 2/1-4/1이상의 경우나 전압이 150V이상의 경우 과부하로 인해 금속화 섬유가 타거나 표면이 균일하게 도장이 되지 않는다.

상기 방법으로 전착도장된 금소섬유는 표면고유저항치가 10Ω-10³Ω이며, 전자파 감쇄효과가 20-60dB정도로 일반수지 코팅이나 침지법에 비해 월등히 우수한 균일하고 얇은 수지층을 형성시켜 금속화 섬유 고유의 물성인 도전성을 그대로 유지시키면서 외관 및 내구성이 우수하게 코팅시킬 수 있다.

본 발명은 금속화 섬유에 전착가공을 행함으로서 0.1-5μ정도의 아주 얇고 균일한 두께의 피막을 형성시킬수 있으며, 또 금속고유의 물성저하가 없고 망사직물과 같은 미세한 부분도 균일하게 도포시킬 수 있다. 또 색상에 있어서도 첨가되는 수분산성 및 수가용성 안료 및 염료의 첨가로 다양하게 선택가능하다. 전착가공방법을 금속화 섬유에 도입 실시함으로서 종래의 코팅법이나 함침법에 비해 수지와 금속간의 1) 접착력이 월등하게 우수하고, 2) 아주 얇고 균일한 두께의 피막을 형성, 피막두께를 자유롭게 조절가능하며, 3) 공극이 있는 망사직물의 경우에는 격자공극을 메우지 아니하고 금속화 섬유 표면층에 균일한 수지층을 피복할 수 있으며, 4) 전자파 차폐율 및 표면고유저항치가 안정되는 효과가 있다.

[실시예]

10Ω의 표면저항을 갖는 금속화 섬유를 다음과 같은 조성비의 전착도료상에 침지하고 극비 2/1, 극간거리 15cm에서, 60V직류전압, 5A의 전류를 통전시킨 후 180℃에서 10분간 열처리 하였다.

전착도료액의 조성 :

-수지(아크릴-멜라민을 80 : 20) 8중량%

-유기용제 5중량%

-안료 6중량%

-중화제 0.5중량%

-첨가제 0.5중량%

-이온교환수 80중량%

[비교예 1]

아클릴계 수지의 에멀죤(수지 : 물=10:90)에 실시예와 동일한 시료를 함침후 피크업(Pick Up)를 10%이하로 한 다음 180℃에서 10분간 열처리 하였다.

[비교예 2]

폴리우레탄 수지와 유기용제가 50 : 50으로 혼합된 액에서 코팅한 후 습열처리(RH 100%, 온도 110℃에서 10분)하였다.

상기실시예와 비교예1,2에 따른 도장된 금속화 섬유 포지의 물성을 비교하면 다음의 표와 같다.

상기 표에서 나타난 바와같이 본 발명에 따라 도막된 피막의 경우 두께가 0.1-5μ의 범위로 얇고 일정하므로 표면저항도 대체로 일정하다. 그러나 침지법이나 코팅의 경우 도막된 두께가 5μ의 이상으로 매우 두꺼우면서 불균일하여 표면저항의 변동이 매우 심하다.

Claims (2)

10³Ω이하의 표면고유저항을 갖는 무전해도금된 금속섬유를 수지 5-8중량%, 유기용제 2-4중량%, 중화제 0.5중량%, 첨가제 0.5중량%, 이온교환수 70-80중량%, 입도 20μ이하의 수가용성 분산염료 또는 분산성안료, 1-6중량%로 구성된 양이온 또는 음이온형 전착도료 수용액상에 금속화 섬유를 양극 또는 음극상태로 침지시키고, 금속섬유와 그 대극사이에 직류전류를 극비 2/1-4/1, 극간거리 20cm이내, 직류전압 40-150V, 전류 2-5A로 통전시켜 도막을 형성하고 건조 열처리하는 금속화 섬유의 전착도장방법.

전착도장된 무전해도금 금속화 섬유로서, 도막두께가 0.1-5μ, 표면고유저항이 10Ω-10³Ω이고, 전자파 감쇄효과가 20-60dB인 전착도장한 금속화 섬유.