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KR101937650B1 - 열박리형 전도성 점착층을 포함하는 전자파 차폐 시트 - Google Patents

열박리형 전도성 점착층을 포함하는 전자파 차폐 시트 Download PDF

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KR101937650B1
KR101937650B1 KR1020170047176A KR20170047176A KR101937650B1 KR 101937650 B1 KR101937650 B1 KR 101937650B1 KR 1020170047176 A KR1020170047176 A KR 1020170047176A KR 20170047176 A KR20170047176 A KR 20170047176A KR 101937650 B1 KR101937650 B1 KR 101937650B1
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wave shielding
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Abstract

본 발명은 (메타)아크릴계 중합체 프리폴리머, 열팽창성 미소구, 전도성 입자, 첨가제, 광개시제를 포함하는 점착 조성물을 자외선 경화시켜 얻은 점착층; 상기 점착층의 어느 일 면에 형성된 이형층; 및 상기 점착층의 다른 일면에 형성된 전자파 차폐층;으로 구성되고, 상기 점착층 및 피착재가 가열에 의해 서로 박리가능한 열박리형 전자파 차폐 시트이다.
본 발명의 전자파 차폐 시트는 본 발명의 전자파 차폐 시트는 전자파 차폐 효과 및 접착력이 매우 우수하고, 임의의 시기에 용이하게 박리할 수 있고, 박리 시 피착재의 오염을 억제 또는 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

열박리형 전도성 점착층을 포함하는 전자파 차폐 시트{An electromagnetic wave shielding sheet comprising a heat peelable adhesive layer}
본 발명은 전자부품용 점착제 조성물 및 이를 이용한 전자파 차폐 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자파 차폐 기능 및 접착성이 우수하면서도, 박리성이 우수하여 재작업이 용이한 열박리형 전도성 열융착형 점착 조성물 및 이를 이용한 전자파 차폐 시트에 관한 것이다.
디스플레이를 비롯한 대부분의 전자 제품들은 다수의 상이한 재료들의 조합들로 이루어져 있으며, 이와 같은 전자 제품의 조립시에는 상기 재료들이 기능을 원활하게 할 수 있도록 하기 위하여 두께 및 성능이 다양한 점착제들이 사용되고 있다. 전자 제품 등에 적용된 점착제는 이종 재료들을 접합하는 기능뿐만 아니라 접합되는 재료들이 고유 기능을 제대로 발휘할 수 있도록 전자기파 흡수성 또는 전자기파 차폐성 등의 기능이 요구될 수 있다.
전기ㆍ전자 기기간의 상호 불요전자파에 의한 전자파 장해 등이 심각해졌으며, 최근에는 인체에 미치는 피해가 우려되고 있기 때문이다. 이러한 불요전자파, 즉 전자파 잡음(Electromagnetic noise)을 저감하는 방법으로 전자파 차폐와 전자파 흡수의 두 가지 방법이 있다.
전자파 차폐 및 흡수는 전자파 발생영역과 그 주위의 2개의 전자영역사이에 금속판이나 섬유상 도전재료로 만든 보호재를 두어 한쪽에 속한 전자가 다른 쪽에 영향을 미치는 것을 방지하는 것을 말한다.
EMI 흡수의 능력을 나타내는 투자율이란 자속(자기력선속)이 얼마만큼 쉽게 통과되는냐를 정량화 시킨 상수이다. 자기력선이 존재하는 자계 내에서 투자율이 높은 물질과 낮은 물질이 동시에 존재하게 되면 자기력선은 대부분 투자율이 높은 물질로 수렴하게 되는데 자성체에 자기력선을 투과시킬때 자성체 내부에 존재하는 자기력선이 얼마만큼의 밀도를 가지게 되느냐를 의미한다. 다시 말해서 자속밀도란 단위면적당 투과되는 자기력선의 수를 의미하기 때문에, 인가한 자기력선에 비해 자속밀도가 높고 낮음을 투자율이라는 상수로 표현한다.
대한민국 공개특허 2009-01141634호는 전자파 차폐용 초박막 도전 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것으로, "저온 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척 처리된 후에 스퍼터 에칭 및 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적 계면 처리되고, 전기전도성이 우수한 금속이 도금된 후에 단면 또는 양면에 도전성 점착제가 도포된 도전성 기재가 합지되어 있는 전자파 차폐용 초박막 도전 테이프로서, 일정한 간격으로 타공된 홀(hole)을 갖는 초박막 절연 필름 기재 층; 타공된 홀을 경계로 하여 상기 초박막 절연 필름 기재 층을 둘러싸고 있으며, 전기전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 치환, 진공 증착 또는 스퍼터링 방식으로 도금된 하나 이상의 도금 층; 및 일면 또는 양면에 부착된 도전성 점착제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 초박막 도전 테이프"를 개시하고 있다. 그러나 상기한 기술은 전자기파 차단효과를 나타내는 작용효과는 있으나, 그 제조공정이 복잡하고, 접착력에 한계가 있다.
대한민국 공개특허 2004-0085079호에는 열팽창성 미소구를 함유하는 열박리성 점착층을 포함하는 열박리성 양면 점착 시트가 개시되어 있으나, 전자기파 차폐 기능을 부여하는 기술 구성에 대한 언급이 없다.
따라서, 열박리성 점착 시트에 있어서, 접착성 및 박리성이 우수하면서도 전자파 차폐 기능을 가지는 전자파 차폐 시트에 대한 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 공개특허 2004-0085079호 대한민국 공개특허 2009-01141634호
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하면서, 열박리성이 우수한 전자파 차폐 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전자파 차폐율, 표면 저항, 상하(수직) 저항, 접착력, 두께 편차, 표면평활도 등이 현저히 우수한 전자부품용 접착 조성물 및 이를 이용한 전자파 차폐 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 (메타)아크릴계 중합체 프리폴리머, 열팽창성 미소구, 전도성 입자, 첨가제, 광개시제를 포함하는 점착 조성물을 자외선 경화시켜 얻은 점착층; 상기 점착층의 어느 일 면에 형성된 이형층; 및 상기 점착층의 다른 일면에 형성된 전자파 차폐층;으로 구성되고, 상기 점착층 및 피착재가 가열에 의해 서로 박리 가능한 열박리형 전자파 차폐 시트이다.
본 발명의 적절한 일 실시예에 의하면, 상기 열박리형 점착 조성물은, 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 70 내지 99중량부, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체 1 내지 30 중량부를 포함하는 단량체를 부분 중합시켜서 제조된 수지 시럽 100 중량부에, 열팽창성 미소구 15 내지 75중량부, 전도성 입자 3 내지 10 중량부, 첨가제 1 내지 10 중량부, 광개시제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 전자파 차폐층은, 무전해 도금 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 섬유인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 과제의 해결을 위해, 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체, 광개시제를 포함하는 단량체를 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 시럽 상태의 예비중합체를 제조하는 단계; 상기 시럽에 열팽창성 미소구, 첨가제, 전도성 입자, 광개시제를 첨가한 후 교반하여 점착제 조성물 제조하는 단계; 이형 필름의 어느 일 면에 상기 교반된 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 단계; 상기 점착층 상에 전자파 차폐 섬유를 합지하는 단계; 유브이 존(UV-Zone)을 통과시키며 점착성 수지 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열박리형 전자파 차폐 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 일 실시예에 따르면, 상기 유브이 존은 3~7단계를 가지고, UV-광원이 LED-Bulb-LED의 순으로 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 LED의 출력량은 7,000~9,000W, Bulb의 출력량은 50~200W인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자파 차폐 시트는 전자파 차폐 효과 및 접착력이 매우 우수하다.
또한 본 발명의 전자파 차폐 시트는 임의의 시기에 용이하게 박리할 수 있고, 박리 시 피착재의 오염을 억제 또는 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명의 열박리형 전자파 차폐 시트는, (메타)아크릴계 중합체 프리폴리머, 열팽창성 미소구, 전도성 입자, 첨가제, 광개시제를 포함하는 점착 조성물을 자외선 경화시켜 얻은 점착층; 상기 점착층의 어느 일 면에 형성된 이형층; 및 상기 점착층의 다른 일면에 형성된 전자파 차폐층;으로 구성되고, 상기 점착층 및 피착재가 가열에 의해 서로 박리 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 점착 조성물은, 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 70 내지 99중량부, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체 1 내지 30 중량부를 포함하는 단량체를 부분 중합시켜서 제조된 수지 시럽 100 중량부에, 열팽창성 미소구 15 내지 75중량부, 전도성 입자 3 내지 10 중량부, 첨가제 1 내지 10 중량부, 광개시제 0.01 내지 10중량부를 포함한다.
본 발명의 점착 조성물은 통상적인 점착제의 제조방법에 따라 제조될 수 있다.
점착제를 형성하는 점착성 수지는 모노머들의 중합에 의하여 형성되는 것이 일반적이다. 구체적으로, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머와 광개시제 및 첨가제를 혼합하고, 필요에 따라 충진제를 첨가한 후 이를 중합하여 이형 필름상에 코팅하여 경화시킨 후 점착제 또는 점착 테이프를 제조할 수 있다. 점착 조성물의 제조과정에서 중합개시제 및 가교제 등을 첨가할 수 있음은 물론이다. 바람직하게는, 상기 충진제 및 기타 첨가제가 점착제 조성물에 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위하여, 상기 점착성 고분자 수지를 형성하기 위한 모노머를 먼저 예비 중합하여 시럽 상태로 만든 후, 여기에 상기 충진제 및 기타 첨가제 등을 첨가하고 균일하게 교반한 후 중합을 실시한다.
본 발명에서 사용되는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 알킬(메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이와 같은 당량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등을 예시할 수 있다.
상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카르복실기 함유 단량체를 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 히드록시기 함유 단량체의 예로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 카르복실기 함유 단량체로는 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 또는 말레산 무수물 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 점착 조성물은 상기와 같은 단량체와 함께 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 광개시제는 점착 테이프의 제조 과정에서 자외선 등의 조사에 의해 반응하여 점착제 조성물의 경화 반응을 개시시키는 역할을 한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 광개시제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 그 예로 α-히드록시케톤계 화학물, 페닐글리옥실레이트계 화합물, 벤질디메틸케탈계 화합물, α-아미노케톤계 화합물 등을 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 광개시제의 중량비율은 0.01 내지 10, 바람직하게는 0.01 내지 5일수 있다. 개시제의 중량 비율을 상기 범위로 조절함으로써 우수한 물성 및 생산성을 확보할 수 있다.
상기 첨가제는 붕산, 에폭시계 실레인 및 분산용 칙소부여제로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 1 내지 10중량부가 바람직하다. 1중량부 미만일 경우, 첨가제 투입 목적 달성이 어렵고, 10중량부 를 초과할 경우, 접착성이 나빠질 수 있다.
상기 전도성입자는 구리, 니켈, 금, 은, 알루미늄, 그라파이트, 그래핀 및 질화붕소로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어진다. 또한, 상기 전도성입자는 구리 및 니켈로 이루어질 수도 있으며, 상기 구리와 니켈은 2:1의 비율로 이루어지는 것이 가장 바람직하고, 요구되는 물성에 따라 구리와 니켈의 비율을 변경할 수도 있다.
상기 니켈은 스파이크타입의 니켈파우더 및 체인타입의 니켈파우더로 이루어지며, 상기 스파이크타입의 니켈파우더와 체인타입의 니켈파우더는 1:1의 비율로 이루어지는것이 가장 바람직하고, 요구되는 두께에 따른 필요 전기전도도에 따라 그 비율을 변경할 수도 있다.
상기 전도성입자는 2 내지 4 마이크로미터의 입자크기로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 전도성입자의 입자크기가 2 마이크로미터 미만이면 쉽게 비산되어 작업성이 저하되며, 4 마이크로미터를 초과하게 되면 접착제에 고르게 분산되지 못하기 때문에, 고른 물성을 나타내는 점착층을 형성할 수 없다.
상기 전도성 입자는 3 내지 10 중량부가 함유되며, 상기 전도성 입자의 함량이 3 중량부 미만이면 기재된 내용에 따른 무기재 열융착 방열 및 전도성 테이프의 전도성이 저하되며, 10 중량부를 초과하게 되면 접착력이 저하된다.
열팽창성 미소구란, 가열에 의해 팽창 또는 발포될 수 있는 미소구이다. 상기 열팽창성 미소구를 포함하는 점착제층을 갖는 열 박리형 점착 시트는, 가열에 의해, 접착면에 요철이 발생해서 점착력이 저하되므로, 점착력을 필요로 하는 경우에서는 충분한 점착력을 갖고, 또한, 박리를 필요로 하는 경우에서의 박리성이 우수하다. 상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 산성 또는 알칼리성의 약액에 노출되어도, 열팽창성 미소구가 변질되기 어려워, 열팽창성 미소구로서의 상기 기능을 충분히 발현시킬 수 있다.
상기 열팽창성 미소구의 함유 비율은, 원하는 점착력의 저하성 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 열팽창성 미소구의 함유 비율은, 아크릴계 점착제 내의 상기 (메트)아크릴계 부분중합체 100중량부에 대하여, 15 내지 75중량부가 바람직하다. 열팽창성 미소구의 함유 비율이 15중량부 미만일 경우 열박리성 측면에서 바람직하지 않고, 75중량부를 초과할 경우 접착성 면에서 바람직하지 않다.
상기 열팽창성 미소구로서는, 임의의 적절한 열팽창성 미소구를 사용할 수 있다. 상기 열팽창성 미소구로서는, 예를 들어 가열에 의해 용이하게 팽창되는 물질을, 탄성을 갖는 껍데기 내에 내포시킨 미소구가 사용될 수 있다. 이러한 열팽창성 미소구는, 임의의 적절한 방법, 예를 들어 코아세르베이션법, 계면 중합법 등에 의해 제조할 수 있다.
가열에 의해 용이하게 팽창되는 물질로서는, 예를 들어 프로판, 프로필렌, 부텐, 노르말부탄, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 노르말펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 헵탄, 옥탄, 석유 에테르, 메탄의 할로겐화물, 테트라알킬실란 등의 저비점 액체; 열분해에 의해 가스화되는 아조디카르본아미드 등을 들 수 있다.
상기 껍데기를 구성하는 물질로서는, 예를 들어 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, ?-클로르아크릴로니트릴, ?-에톡시아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등의 니트릴 단량체; 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 시트라콘산 등의 카르복실산 단량체; 염화 비닐리덴; 아세트산 비닐; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, ?-카르복시에틸아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산에스테르; 스티렌, ?-메틸스티렌, 클로로스티렌 등의 스티렌 단량체; 아크릴아미드, 치환 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 치환 메타크릴아미드 등의 아미드 단량체 등으로 구성되는 중합체를 들 수 있다. 이들 단량체로 구성되는 중합체는, 단독 중합체여도 되고, 공중합체여도 된다. 상기 공중합체로서는, 예를 들어 염화 비닐리덴-메타크릴산 메틸-아크릴로니트릴 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-메타크릴로니트릴-이타콘산 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 열팽창성 미소구로서, 무기계 발포제 또는 유기계 발포제를 사용해도 된다. 무기계 발포제로서는, 예를 들어 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 탄산수소나트륨, 아질산 암모늄, 수산화 붕소 나트륨, 각종 아지드류 등을 들 수 있다. 또한, 유기계 발포제로서는, 예를 들어 트리클로로모노플루오로메탄, 디클로로모노플루오로메탄 등의 염불화 알칸계 화합물; 아조비스이소부티로니트릴, 아조디카르본아미드, 바륨아조디카르복실레이트 등의 아조계 화합물; 파라톨루엔술포닐히드라지드, 디페닐술폰-3,3'-디술포닐히드라지드, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드), 알릴비스(술포닐히드라지드) 등의 히드라진계 화합물; p-톨루일렌술포닐세미카르바지드, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐세미카르바지드) 등의 세미카르바지드계 화합물; 5-모르포릴-1,2,3,4-티아트리아졸 등의 트리아졸계 화합물; N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 등의 N-니트로소계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 열팽창성 미소구의 가열 전의 입자 직경은, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 100㎛이며, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 50㎛이며, 더욱 바람직하게는 5㎛ 내지 30㎛이며, 특히 바람직하게는 10㎛ 내지 15㎛이다. 따라서, 상기 열팽창성 미소구의 가열 전의 입자 사이즈를 평균 입자 직경으로 말하면, 바람직하게는 3㎛ 내지 50㎛이며, 보다 바람직하게는 10㎛ 내지 40㎛이다. 상기의 입자 직경과 평균 입자 직경은 레이저 산란법에 있어서의 입도 분포 측정법에 의해 구해지는 값이다.
상기 열팽창성 미소구는, 체적 팽창률이 바람직하게는 5배 이상, 보다 바람직하게는 7배 이상, 더욱 바람직하게는 10배 이상이 될 때까지 파열되지 않는 적당한 강도를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 열팽창성 미소구를 사용할 경우, 가열 처리에 의해 점착력을 효율적으로 저하시킬 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 시트를 구성하는 점착층은 5 내지 500 마이크로미터의 두께로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 점착층이 두께가 5 마이크로미터 미만이면, 고온에서 응력 완화 효과가 부족하고, 500 마이크로미터를 초과하게 되면 경제적이지 못하다.
본 발명의 적절한 일실시예에 의하면, 전자파 차폐층은 무전해 도금 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 섬유 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
일반적으로 전기 부도체인 고분자 소재에 전자파 차폐 성능을 부여하는 방법은 두 가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째 방법은 고분자 매트릭스 수지에 전도성 충전제를 혼합하는 방법이고, 두 번째 방법은 고분자 소재 표면에 알루미늄, 코발트, 금, 구리, 니켈, 아연, 철 또는 그라파이트 등 전기전도성 입자 및 박막을 도포하는 방법이다.
상기 전기전도성 입자 및 박막을 도포하는 방법에도 여러 가지가 있으나, 전도성 입자도장법, 진공증착법, 금속섬유와 교직하는 방법, 무전해 도금법 등이 섬유제품에의 응용이 가능한 방법으로 알려져 있다. 이 중 무전해 도금법은 섬유와 같은 불균일한 표면 구조를 가진 기질에도 적용이 가능하고 내구성과 차폐 효과가 우수하다고 알려져 있다.
무전해 도금은 금속염과 환원제가 공존하는 용액에서 자기촉매에 의한 화학반응에 의하여 원하는 기질에 금속 피막을 석출시키는 방법으로, 무전해 도금은 전기도금에 비해 경제성은 낮지만 직류전원을 사용하지 않고 용액에서 화학 반응에 의하여 금속피막을 석출하는 방법이므로, 촉매활성화된 핵을 기질에 부여하면 부도체인 유리, 세라믹, 플라스틱이나 섬유의 표면에 금속막 형성이 가능하다. 무전해 도금은 복작한 구조를 가진 표면에도 막 두께가 균일하고 접착성이 좋은 도금막을 형성할 수 있기 때문에 섬유에의 적용이 가능하고 또 이 방법을 사용하면 스퍼터링이나 진공증착으로 도포된 전기전도성 섬유보다 내구성과 전자파 차폐 효과가 우수한 전기전도성 섬유를 얻을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 무전해 도금법에 의한 전자파 차폐 섬유를 전자기기나 전자부품에 부착하기 위해서는 접착층을 가지고 있는 전자파 차폐 시트나 테이프에 의하여야 하는데, 일반적인 접착제로는 무전해 도금법에 의한 전자파 차폐 섬유와 접착이 잘 안되는 단점이 있었다. 이에 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 전자파 차폐 소재와 접착성이 우수한 접착 조성물로 점착층을 형성시킨 데에 그 특징이 있는 것이다.
본 발명의 전자파 차폐 섬유를 구성하는 고분자로는 폴리에스테르계 고분자가 바람직하고, 전자파 차폐 섬유의 밀도는 40 내지 180 g/㎥, 두께는 0.01 내지 2.00mm의 범위가 바람직하다. 밀도가 40 g/㎥ 미만이거나, 두께가 0.01mm 미만일 경우에는 전자파 차폐 성능이 떨어질 수 있고, 밀도가 180 g/㎥를 초과하거나, 두께가 2.00mm를 초과할 경우에는 접착 시트의 유연성이 좋지 않은 문제가 생긴다.
상기 이형층의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 4.5 내지 250 마이크로미터의 두께로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 이형층의 두께가 250 마이크로미터를 초과하게 되면 경제적이지 못하다.
이형층에 사용되는 소재에는 특별한 제한이 없으나, 폴리에스터계 소재가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하며, 필요에 따라 이형성을 높이기 위해 실리콘 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수도 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 기계적 물성이 우수하여 전술한 점착층을 보호하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 전자파 차폐 시트 또는 전자파 차폐 테이프를 적용 부위에 형성할 때는 접착층으로부터 쉽게 이형되어 작업의 편의성을 도모한다. 이형 필름의 두께는 필요에 따라 조절하여 사용할 수 있으며, 4.5~250㎛의 범위 사이에서 이형지의 두께를 조절한다.
이하, 본 발명의 열박리형 전자파 차폐 시트의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 열박리형 전자파 차폐 시트는 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체, 광개시제를 포함하는 단량체를 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 시럽 상태의 예비중합체를 제조하는 단계; 상기 시럽에 열팽창성 미소구, 첨가제, 전도성 입자, 광개시제를 첨가한 후 교반하여 점착제 조성물 제조하는 단계; 이형 필름의 어느 일 면에 상기 교반된 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 단계; 상기 점착층 상에 전자파 차폐 섬유를 합지하는 단계; 및 유브이 존(UV-Zone)을 통과시키며 점착성 수지 조성물을 경화시키는 단계;를 거쳐 제조된다.
본 발명에 있어서, 상기 이형 필름상에 점착성 수지 조성물을 도포하는 방법은 점착 테이프의 제조에 사용되는 공지의 방법에 의한다. 본 발명에서는 어플리케이터로 이형 필름상에 점착성 수지 조성물을 도포하였다. 본 발명에 있어서, 점착성 수지 조성물의 코팅 두께는 점착 테이프 또는 점착 테이프의 용도에 따라 조절할 수 있으며, 구체적으로 5 내지 500㎛일 수 있다.
본 발명의 유브이 존에 대하여 설명한다. 이후 이와 같이 얻어진 적층체를 유브이 존을 통과시키며 경화 단계를 수행한다. 자외선 조사 시 자외선의 피크 파장은 320 내지 390nm의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 형태에 있어서, 상기 자외선 경화형 점착제 조성물에 조사하는 자외선의 조도는 20㎽/㎠ 이상이 바람직하고, 25㎽/㎠ 이상이 보다 바람직하다. 당해 자외선의 조도가 20㎽/㎠ 미만이면, 중합 반응 시간이 길어져, 생산성이 떨어지는 경우가 있다. 또한, 당해 자외선의 조도는 200㎽/㎠ 이하가 바람직하다. 당해 자외선의 조도가 200㎽/㎠를 초과하면, 광중합 개시제가 급격하게 소비되기 때문에, 중합체의 저분자량화가 일어나서, 특히 고온에서의 유지력이 저하되는 경우가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하며, 유브이 존에 설치되는 유브이 광원은 벌브(Bulb) 램프(Lamp) 및 엘이디(LED) 램프 중의 1종 또는 2종이다. 유브이 존의 전단부에는 벌프 램프를 설치하고, 후단부에는 엘이디 램프를 설치할 수 있다. 또한 이와 달리 유브이 광원의 종류를 교호적으로 설치할 수도 있는데, 즉 전단부에는 벌브 램프를, 중단부에는 엘이디 램프를, 후단부에는 벌브 램프를 설치하는 방식으로 유브이 광원의 종류에 변화를 줄 수 있다.
유브이 광원의 개수는 작업 환경 및 필요에 따라 조절하면 된다. 통상 벌브 램프는 1개당 출력량이 낮으므로 챔버 내에 수십 개를 설치할 수도 있고, 많게는 수백 개를 설치할 수도 있다. 엘이디 램프의 출력량은 7,000~9,000W, 벌브 램프의 출력량은 50~200W인 것이 바람직하다. LED 및 Bulb의 각각의 출력량이 상기 하한치 값 미만이면 광중합반응이 충분하게 일어나기 어렵고, 상기 상한치 값을 초과하면 점착성 수지 조성물의 흐름성이 좋지 않은 문제가 생긴다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 하기 실시예의 구체적인 예들은 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
2-에틸헥실아크릴레이트(이하 2-EHA) 95중량부와 아크릴산(이하 AA) 5중량부로 광중합 된 탄소-탄소 2중 결합(C=C 결합)을 분자 내에 갖는 아크릴 중합체 (중량평균 분자량 200만, 중합률 5%) 프리폴리머 68.45중량부에 열팽창성 미소구(마쯔모토 마이크로스피어 F30D, 마쯔모토 유시-세이야쿠 社) 25 중량부와 에폭시계 실레인(A-187, 다우코팅社) 1.61중량부, 전도성 입자인 니켈파우더(T-123, VALE社) 4.84 중량부를 혼합하여 균일하게 혼합한 후 광중합 개시제인 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤(IRGACURE184, BASF社) 0.1 중량부 혼합하여 열박리형 전도성 점착제 조성물을 제조 하였다.
한쪽의 면이 실리콘계 이형 처리제로 이형 처리된 두께 100㎛의 폴리에스테르 필름(XP-3BR, 도레이社)의 박리 처리면에 위에서 기술한 열박리형 전도성 점착제 조성물을 두께가 30㎛가 되도록 어플리케이터로 도포하여 도포층을 형성 하였다. 이와 같이 하여 얻어진 점착제 도포층을 밀도가 165g/㎥이고, 두께가 0.18mm인 전자파 차폐 필름(WD-270-NiCo, 아진일렉트론社)과 합지하여 LED lamp(출력 8,000W, 조사 광량 4000mj/㎠, 조사 파장 320~390nm, HOYA社)를 사용하여 자외선 경화를 시켜 열박리형 전자파 차폐 시트를 제조하였다.
<실시예 2>
전자파 차폐 섬유로써, 밀도가 100 g/㎥이고, 두께가 0.11mm인 전자파 차폐 섬유(WD-250-NiCo, 아진일렉트론社)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 차폐 시트를 제조하였다.
<실시예 3>
전자파 차폐 섬유로써, 밀도가 44.6 g/㎥이고, 두께가 0.035mm인 전자파 차폐 섬유(SS-370-PCN, 아진일렉트론社)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 차폐 시트를 제조하였다.
<비교예>
2-에틸헥실아크릴레이트(이하 2-EHA) 95중량부와 아크릴산(이하 AA) 5중량부로 중합 된 중합체(중량평균 분자량 50만) 93.45중량부에 에폭시계 실레인(A-187, 다우코팅社) 1.61중량부, 전도성 입자인 니켈파우더(T-123, VALE社) 4.84 중량부를 혼합하여 균일하게 혼합한 후 에폭시 경화제인 tetrad-X(Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) 0.1중량부 혼합하여 도전성 아크릴 점착제 조성물을 제조 하였다.
한쪽의 면이 실리콘계 이형 처리제로 이형 처리된 두께 100㎛의 폴리에스테르 필름(XP-3BR, 도레이社)의 박리 처리면에 위에서 기술한 도전성 아크릴 점착제 조성물을 최종적인 두께가 20㎛가 되도록 어플리케이터로 도포하여 도포층을 형성 하였다. 이와 같이 하여 얻어진 점착제 도포층을 밀도가 165g/㎥이고, 두께가 0.18mm인 전자파 차폐 기능성 폴리에스테르 섬유(WD-270-NiCo, 아진일렉트론社)과 합지한 후, 60℃에서 24시간 아크릴 점착제를 경화시켜, 전자파 차폐 시트를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 의해서 제조된 접착 조성물 및 전자파 차폐 시트에 대해 아래의 특성 평가방법을 사용하여 그 특성 등을 확인하였다.
<특성 평가 방법>
1. 점착력 측정
실시예 및 비교예에서 얻어진 열박리형 전자파 차폐 시트를 폭 25mm, 길이 100mm의 형상으로 절단하여 시편을 만들어 이형지를 벗겨내 점착층을 SUS판에 고, 30분간 방치하였다. 피착제를 박리 속도 300mm/min, 박리 각도 18O도의 조건에서 점착력(gf/25mm)을 측정했다. 여기에 기재한 것 이외의 조건은 ASTM D3330에 준거하여 측정을 행하였다.
2. 열박리성 측정
상기 점착력 측정 방법과 동일한 방법으로 준비한 시편을 100℃ 온도 조건하에 30분간 방치한 후, 전자파 차폐 시트를 상기 SUS판으로부터 떼어내고 박리성의 평가를 행하였다. 점착제 남음이나 응집 파괴 등을 발생시키지 않고 양호하게 박리할 수 있었던 것을 ○로, 박리할 수 없었거나 박리 후 피착재에 풀 남음을 발생시킨 것을 X로 평가하였다.
3. 전기저항 평가
제조된 차폐 시트와 구리판을 100mm x 100mm로 절삭해 시편을 만든 후, 차폐 시트 점착면의 이형지를 떼어낸 다음, 구리판(Cu substrate) 시편에 부착하여, 히오키社(Hioki)의 테스트 설비(RM3544)를 사용하여 수직 전기 저항을 측정 하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
점착력
(gf/25mm)		 990 950 910 980
박리성 ○ ○ ○ ×
전기저항
(Ω)		 0.01 0.01 0.01 0.01
상기 표 1의 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전자파 차폐시트는 전자파 차폐 성능 및 점착력이 비교예와 유사한 수준이나, 박리 시 피착재에 풀 남음이나 응집 파괴등이 발생하지 않아 재작업이 용이함을 알 수 있다

Claims (6)

  1. 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 70 내지 99중량부, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체 1 내지 30 중량부를 포함하는 단량체를 부분 중합시켜서 제조된 수지 시럽 100 중량부에, 열팽창성 미소구 15 내지 75중량부, 전도성 입자 3 내지 10 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부, 광개시제 0.01 내지 10중량부를 포함하는 점착 조성물을 자외선 경화시켜 얻은 점착층;
    상기 점착층의 어느 일 면에 형성된 이형층; 및
    상기 점착층의 다른 일면에 형성된 전자파 차폐층;으로 구성되고,
    상기 전자파 차폐층은, 무전해 도금 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 섬유이며,
    상기 열팽창성 미소구는, 탄성을 갖는 껍데기 내에 열팽창성 물질이 내포되어 있는 미소구로써, 상기 열팽창성 물질은 프로판, 프로필렌, 부텐, 노르말부탄, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 노르말펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 헵탄 및 옥탄으로 구성된 군에서 선택된 1종의 물질이고, 상기 껍데기는 니트릴 단량체, 스티렌 단량체 및 아미드 단량체로 구성된 군에서 선택된 화합물의 단독중합체 혹은 공중합체이고,
    상기 점착층 및 피착재가 가열에 의해 서로 박리 가능한 열박리형 전자파 차폐 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 탄소수 1~20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체, 상기 단량체와 공중합이 가능한 극성 단량체, 광개시제를 포함하는 단량체를 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 시럽 상태의 예비중합체를 제조하는 단계;
    상기 시럽에 열팽창성 미소구, 첨가제, 전도성 입자, 광개시제를 첨가한 후 교반하여 점착제 조성물 제조하는 단계;
    이형 필름의 어느 일 면에 상기 교반된 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 단계;
    상기 점착층 상에 전자파 차폐 섬유를 합지하는 단계;
    유브이 존(UV-Zone)을 통과시키며 점착성 수지 조성물을 경화시키는 단계;를 포함하고,
    상기 열팽창성 미소구는, 탄성을 갖는 껍데기 내에 열팽창성 물질이 내포되어 있는 미소구로써, 상기 열팽창성 물질은 프로판, 프로필렌, 부텐, 노르말부탄, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 노르말펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 헵탄 및 옥탄으로 구성된 군에서 선택된 1종의 물질이고, 상기 껍데기는 니트릴 단량체, 스티렌 단량체 및 아미드 단량체로 구성된 군에서 선택된 화합물의 단독중합체 혹은 공중합체이고,
    상기 유브이 존은 3~7단계를 가지고, UV-광원이 LED-Bulb-LED의 순으로 배치되어 있으며, 상기 LED의 출력량은 7,000~9,000W, Bulb의 출력량은 50~200W인 것을 특징으로 하는 열박리형 전자파 차폐 시트의 제조방법.
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