KR101292088B1

KR101292088B1 - 통기성 및 소수성을 갖는 다층 복합소재

Info

Publication number: KR101292088B1
Application number: KR1020120076980A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 김선기; 조인셋 주식회사
Priority date: 2012-07-14
Filing date: 2012-07-14
Publication date: 2013-08-08

Abstract

통기성과 유연성을 갖는 시트 형상의 베이스; 및 상기 베이스의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되고, 다수의 나노 파이버가 거미줄 형태로 얽혀 형성된 불균일한 미세 구멍을 구비한 나노 파이버 웹 구조를 갖는 폴리머 코팅층을 포함하며, 상기 나노 파이버의 내부에 파우더가 길이방향을 따라 배열되어 상기 파우더에 대응하는 부분에서 상기 나노 파이버의 표면이 돌출된 것을 특징으로 소수성이 향상된 다층 복합소재가 개시된다.

Description

통기성 및 소수성을 갖는 다층 복합소재{Multilayer composite element having permeability and hydro phobic property}

본 발명은 통기성 및 소수성을 갖는 다층 복합소재에 관한 것으로, 나노 파이버 웹을 구성하는 나노 파이버의 표면이 돌출되도록 하여 소수성을 향상시킨 다층 복합소재에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 베이스 위에 폴리머 코팅층을 적층하여 외부의 물이 스며들지 않게 하면서 음향을 전달할 수 있는 통기성 및 소수성을 갖는 다층 복합소재에 관한 것이다.

평판 스피커 또는 스마트 폰 등의 전자장치는 액체 또는 먼지 등의 외부 오염물로부터 보호될 필요가 있는 마이크로폰, 신호기, 스피커 또는 버저 등의 음향 변환기를 구비하고 있다.

음향 변환기는 전기 신호를 소리로 또는 그 반대로 변환하는 전기 부품이며, 물리적으로 손상되기 쉬워 음향 변환기에 대응하는 위치에 구멍을 갖는 보호 하우징 내에 장착된다. 이들 구멍은 큰 조각이 하우징에 진입하여 음향 변환기를 손상시키는 것을 방지하는 동시에 최소의 음향 손실로 시스템이 소리 신호를 전송 또는 수신할 수 있게 한다.

그러나, 이들 구멍은 유출물이나 빗물 등과 같은 액체 또는 미세 먼지 및 다른 입자로부터 음향 변환기를 보호하지 못하기 때문에 구멍에 대한 보조 장벽으로서 음향 변환기와 하우징 사이에 보호 커버 조립체가 이용된다. 다시 말해, 보호 커버 조립체는 원하지 않는 오염물이 장치 내 민감한 부품에 도달하는 것을 방지하면서 음향 전달을 한다.

따라서, 시스템의 음향 손실에 대한 전체 영향을 최소화하면서 보호 커버 조립체가 이들 오염으로부터의 보호를 달성하는 것이 바람직하다.

한편, 컴퓨터 장치 등에 구비된 많은 전자 부품은 방출되어야 할 열을 발생시키며, 발생된 열에 의해 온도가 증가함에 따라 내부의 전자 부품의 고장비율이 증가하기 때문에, 이들 전자 장치의 내부 온도를 낮게 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해, 많은 전자 장치는 내부의 유동을 증가시켜 냉각하도록 전기 팬을 사용한다. 이들 시스템은 냉각 공기가 유입되고 가열된 공기가 방출되도록 하우징 내에 개구 또는 구멍을 필요로 하는데, 큰 구멍은 공기 유동 저항을 감소시키고 이에 의해 냉각 효과를 증가시키지만, 원하지 않는 액체 및 먼지 입자가 장치 내부에 진입하여 민감한 부품을 잠재적으로 손상시킬 가능성이 크다.

따라서, 낮은 공기 유동 저항을 제공하며, 액체와 같은 오염물이 장치 내부에 진입하는 것을 방지하는 보호 커버 조립체에 대한 산업적인 요구가 존재한다.

이러한 요구에 부응하여 부직물(Non-woven) 위에 소수성의 폴리머 코팅층을 적층한 구조의 보호 커버 조립체가 제안되고 있다.

그러나, 종래의 보호 커버 조립체에 적용된 부직물은 탄성이 떨어져 대향하는 대상물에 신뢰성 있게 접촉하기 곤란하다는 단점이 있다.

또한, 부직물 자체가 전기 절연성이어서 정전기 방지 및 전자파 차폐에 효과가 없으며, 부직물은 구멍의 크기가 불균일하여 음향 전달의 품질이 균일하지 않다는 단점이 있다.

또한, 폴리머 코팅층을 구성하는 폴리머로 소수성이 좋은 팽창된 PTFE를 사용하기 때문에 가격이 비싸며, 특히 경화 온도가 매우 높아 이에 적합한 부직물이나 직물 베이스를 선택하기 어렵고 탄성이 작다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정전기 방지 및 전자파 차폐가 가능한 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 음향 전달 능력이 일정한 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 탄성과 신축성이 좋으며 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 제조 비용이 싼 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 통기성이면서 소수성이 향상된 다층 복합소재를 사용하여 대향하는 대상물에 부착이 용이한 보호 커버 조립체를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 다수의 구멍이 두께 방향으로 연결되어 상기 두께 방향으로 공기가 통하는 시트 형상의 베이스; 및 상기 베이스의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되고, 다수의 나노 파이버가 거미줄 형태로 얽혀 형성된 불균일한 미세 구멍을 구비한 나노 파이버 웹 구조를 갖는 폴리머 코팅층을 포함하며, 상기 나노 파이버의 내부에 파우더가 길이방향을 따라 배열되어 상기 파우더 위치에 대응하는 부분에서 상기 나노 파이버의 표면이 돌출되거나, 상기 파우더가 상기 나노 파이버의 표면으로 노출되어 돌출된 것을 특징으로 다층 복합소재에 의해 달성된다.

또한, 상기의 목적은, 균일한 크기의 구멍을 갖는 격자 형태로 짜인 메쉬 베이스; 및 상기 베이스의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되고, 다수의 나노 파이버가 거미줄 형태로 얽혀 형성된 불균일한 미세 구멍을 구비한 나노 파이버 웹 구조를 갖는 폴리머 코팅층을 포함하며, 상기 나노 파이버의 내부에 파우더가 길이방향을 따라 배열되어 상기 파우더 위치에 대응하는 부분에서 상기 나노 파이버의 표면이 돌출되거나, 상기 파우더가 상기 나노 파이버의 표면으로 노출되어 돌출된 것을 특징으로 다층 복합소재에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 상기의 다층 복합소재; 상기 다층 복합소재의 중앙 부위를 제외한 가장자리 부위를 따라 상기 베이스 또는 상기 폴리머 코팅층의 적어도 어느 한 부분에 점착되는 양면 점착 테이프; 및 상기 양면 점착 테이프 위에 점착된 이형지를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 커버 조립체에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 다층 복합소재는 상기 파우더에 의해 또는 상기 폴리머 코팅층에 의해 소수성이 향상된다.

바람직하게, 상기 나노 파이버에는 불소가 함유되며, 상기 불소는 불소 고무 또는 불소 실리콘 고무이다.

바람직하게, 상기 베이스에 형성된 구멍의 내면에는 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지가 코팅되며, 상기 다층 복합소재는 상기 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지에 의해 소수성이 향상된다.

바람직하게, 상기 베이스는 폴리머 수지 또는 펄프이거나, 폴리머 직물(woven), 폴리머 부직물(non-woven), 또는 오픈 셀(open cell) 구조를 갖는 폴리머 발포 탄성체일 수 있으며, 상기 폴리머 발포 탄성체는 우레탄 고무 또는 실리콘 고무일 수 있다.

바람직하게, 상기 나노 파이버는 용제에 의해 용융된 폴리머 수지로 된 액상의 폴리머 가 경화 또는 용제의 증발 중 적어도 어느 하나에 의해 형성된다.

바람직하게, 상기 파우더는 금속, 금속 산화물, 카본, 세라믹 또는 폴리머이며, 폴리머인 경우 불소를 포함하는 불소 폴리머 파우더이고, 카본인 경우 카본 블랙 또는 카본 나노 튜브(CNT)이다.

바람직하게, 상기 파우더의 형상은 다각형이고, 상기 나노 파이버의 직경보다 크다.

바람직하게, 상기 나노 파이버 웹 구조는 액상 폴리머의 분사(Spining)에 의해 형성되며, 상기 나노 파이버 웹에서 겹쳐진 나노 파이버끼리는 서로 접착된다.

바람직하게, 상기 메쉬 베이스는 비 발포 폴리머 모노 필라멘트 또는 금속 와이어를 직조하여 제조하거나, 금속판을 프레스 또는 에칭으로 구멍을 형성하여 제조할 수 있는데, 상기 비 발포 폴리머 모노 필라멘트 위에는 금속이 도금되어 전기 전도성을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 다층 복합소재는 정전기 방지 또는 전자파 차폐 기능을 가지며, 소수성 및 통기성을 갖는다.

바람직하게, 상기 보호 커버 조립체는 이동 통신기기의 음향 전달을 위한 개구에 설치되며, 소수성 및 통기성을 갖는다.

바람직하게, 상기 양면 점착 테이프가 점착되는 상기 베이스 또는 상기 폴리머 코팅층의 부위에는 불소 또는 불소를 포함한 폴리머가 형성되지 않는다.

상기한 구조에 의하면, 나노 파이버의 내부에 길이 방향을 따라 배열된 파우더에 의해 나노 파이버의 표면이 돌출되어 연꽃 효과(Lotus effect)를 갖게 됨으로써 전체적으로 다층 복합소재의 소수성이 향상된다는 이점이 있다.

또한, 통기성 베이스의 구멍 내부에 코팅된 불소 함유 수지에 의해 다층 복합소재의 소수성이 더욱 향상된다.

또한, 나노 파이버의 내부에 길이 방향을 따라 배열된 파우더의 전기적 특성에 의해 정전기 방지용 또는 전자파 차폐용으로 사용이 가능하다.

또한, 폴리머 코팅층을 구성하는 나노 파이버로 불소 고무를 사용하여 탄성 및 신축성이 향상된다.

또한, 베이스의 재료로 불규칙한 기공이 형성된 탄성체를 사용하는 경우 다층 복합소재는 전체적으로 탄성과 신축성을 갖는다.

또한, 베이스의 재료로 메쉬를 사용하는 경우 음향 전달 및 이물질을 막아내는 성능이 일정하다.

또한, 베이스 및 폴리머 코팅층을 제조하기 용이하고 제조 비용이 저렴하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 복합소재를 나타낸다.
도 2는 나노 파이버의 내부에 배열된 파우더를 보여준다.
도 3은 본 발명의 다층 복합소재의 사용을 보여주는 일 예이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 메브레인 어셈블리를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 복합소재를 나타낸다.

다층 복합소재(100)는 베이스(110)와 그 위에 적층되는 폴리머 코팅층(120)으로 구성된다.

베이스(110)의 내부에는 다수의 구멍(112)이 두께 방향으로 연결되어 상하로 통기성을 가지며 시트 형상으로 형성된다. 베이스(110)가 발포 탄성체인 경우, 구멍(112)은 기공으로 불리며 화학적 발포에 의해 형성되는데 통상 불균일한 직경을 가지며 불규칙한 위치에 형성되며, 탄성체 재료 및 구멍(112)에 의해 베이스(110)는 탄성과 신축성을 갖는다.

베이스(110)에 형성된 구멍(112)의 내면에는 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지가 코팅되어 베이스(110) 자체가 소수성을 갖도록 할 수 있다.

여기서, 구멍(112)의 내면에 형성된 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지는 함침 공정에 의해 형성된다.

구멍(112)의 내면에 코팅된 불소함유 폴리머 수지의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 다층 복합소재(100)를 통해 액체는 통과하지 않으면서 음향 전달이 용이한 정도이다.

이와 같이 구멍(112)의 내면에 불소함유 폴리머 수지를 코팅함으로써 구멍(112)의 내면이 매끄럽게 되어 공기 흐름 저항이 낮아져 음향의 통과가 잘 되고, 불소가 함유되기 때문에 소수성에 의해 액체의 통과를 어렵게 한다.

바람직하게, 베이스(110)의 재료는 폴리머 수지 또는 펄프일 수 있고, 형태는 직물(woven)이나 부직물(non-woven), 격자 형태의 메쉬(mesh) 또는 오픈 셀(open cell) 구조의 폴리머 발포 탄성체일 수 있다.

베이스(110)가 폴리머 발포 탄성체의 경우, 우레탄 고무 또는 실리콘 고무가 적용될 수 있는데, 실리콘 고무를 사용하는 경우 소수성이 좋다.

베이스(110)가 일정한 치수의 구멍을 갖는 격자 형태의 메쉬인 경우 모노 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 베이스(110)는 두께가 균일하고 가령 0.01㎜ 내지 0.8㎜의 두께를 가질 수 있으며 이에 한정되지 않는다.

선택적으로, 베이스(110)에는 전기전도성이나 전기 반전도성 또는 열전도성 파우더가 분산되어 전기전도성이나 전기 반전도성 또는 열 전도성을 갖도록 할 수 있다. 전기전도성을 갖는 경우 전자파 차폐 기능을 가지며 또한 전기접촉단자로 사용할 수 있고, 열 전도성을 갖는 경우 전자장치의 내부에서 발생한 열을 방출하는데 보조적인 역할을 할 수 있다.

폴리머 코팅층(120)은 다수의 나노 파이버(122)가 거미줄 형태로 얽혀 나노 파이버 웹(nano fiber web) 구조를 가지며, 한 겹 또는 여러 겹이 겹쳐 두께 방향으로 연결되는 불균일한 미세 구멍(124)을 형성한다.

나노 파이버 웹을 구성하는 나노 파이버의 직경은 다양하지만, 1000㎚ 이하의 직경을 갖는 나노 파이버를 최소한 포함한다.

나노 파이버(122)의 재질은 불소 또는 불소를 함유한 폴리머이며, 바람직하게 불소 실리콘 고무가 이용될 수 있다.

나노 파이버(122)가 탄성 및 신축성이 좋기 위하여 나노 파이버(122)의 재료는 불소가 함유된 탄성 고무 또는 탄성 고무 실리콘 고무를 사용할 수 있다.

상기한 것처럼, 폴리머 코팅층(120)은 나노 파이버 웹 구조에 의해 탄성이 향상되며, 미세 구멍(124)에 의한 구조적 특성과 소수성의 불소 재질의 사용에 의해 소수성이 향상될 수 있다.

베이스(110) 위에 나노 파이버 웹 구조의 폴리머 코팅층(120)을 형성하는 방법으로는, 용융 블로잉(melt blowing), 정전 스피닝(eletro spining), 또는 바이오-컴포넌트 스피닝(bio-component spining) 등이 적용될 수 있으며, 특히 액상의 불소 고무 또는 불소 고무 실리콘으로 제조되는 나노 파이버(122)는 정전 스피닝 방식에 의해 제조된다.

상기한 것처럼, 폴리머 코팅층(120)을 구성하는 나노 파이버 웹은 한 겹 또는 여러 겹이 겹쳐 구성될 수 있으며, 미세 직경의 노즐을 통하여 액상의 폴리머를 분사하고 용제를 증발시키거나 열 경화 등에 의해 형성할 수 있다.

나노 파이버(122)의 재료가 불소 고무 또는 불소 실리콘 고무인 경우 나노 파이버(122)의 두께가 얇고 용제가 포함되어 가령 80℃ 내지 200℃의 비교적 낮은 온도에서 경화가 이루어짐으로써 베이스(110)가 충분히 견딜 수 있다. 또한, 액상의 폴리머에 존재하는 용제는 나노 파이버 또는 나노 파이버 웹을 제조하는 공정에서 증발된다.

이와 같이, 액상의 폴리머를 분사하고 용제를 증발 시키거나 경화하여 나노 파이버(122)를 만들고 이를 적층하여 나노 파이버 웹을 형성함으로써 서로 겹치는 나노 파이버끼리는 서로 접착되며, 특히 나노 파이버(122)의 재질과 베이스(110)의 재질이 같은 경우에는 폴리머 코팅층(120)과 베이스(110)의 접착이 신뢰성 있게 잘 이루어진다.

도 2는 나노 파이버의 내부에 배열된 파우더를 보여준다.

나노 파이버(122)의 내부에 파우더(123)가 길이방향을 따라 배열되고, 파우더(123) 위치에 대응하는 부분에서 나노 파이버(122)의 표면이 돌출되거나 파우더(123) 자체가 노출되어 돌기(122a, 122b)가 형성된다.

이러한 구성에 의하면, 나노 파이버(122)의 표면에서 돌출된 돌기(122a, 122b)에 의해 나노 파이버(122) 자체가 연꽃 효과(Lotus effect)를 갖게 되고, 나노 파이버(122)가 거미줄처럼 얽혀 구성된 폴리머 코팅층(120)의 소수성이 향상된다.

잘 알려진 것처럼, 연이라는 식물은 강한 소수성 표면을 가지고 있어 물방울이 떨어지면 방울 형태를 그대로 유지하고 표면이 조금이라도 기울어져 있으면 미끄러져 내린다. 독일의 본대학교(University of Bonn)의 식물학자 빌헬름 바틀롯(Wilhelm Barthlott)은 이 현상을 처음으로 설명했고 연꽃 효과로 명명하였다. 연꽃 효과는 연잎이 매우 미세한 표면 구조를 가지고 있고 표면에 직경 1나노미터의 소수성 왁스 결정이 코팅되어 있기 때문에 발생한다. 나노 규모에서 거친 표면은 매끄러운 표면보다 더 강한 소수성을 나타내는데, 그것은 물과 고체 사이의 접촉 면적이 작아지기 때문이다.

본 발명에서는 나노 파이버(122)의 내부에 배열된 파우더(123)에 의해 나노 파이버(122)의 표면에 돌기(122a, 122b)가 형성되어 결과적으로 거친 표면을 구성함으로써 소수성을 갖도록 한다.

파우더(123)는 세라믹 또는 폴리머일 수 있는데, 세라믹은 금속 산화물, 열 전도성인 알루미나 또는 보론 등 일 수 있다.

또한, 파우더(123)는 금속, 금속 산화물, 카본, 세라믹 또는 폴리머일 수 있다. 특히 폴리머의 경우 소수성의 향상을 위해 불소 성분을 포함한 불소 파우더일 수 있고, 카본의 경우 카본 블랙 또는 카본 나노 튜브(CNT)일 수 있다.

파우더(123)의 크기는 나노 파이버(122)의 직경보다 크거나 작을 수 있는데, 큰 경우에 나노 파이버(122)의 표면에 돌기(122a, 122b)가 더 쉽게 형성되도록 한다. 파우더(123)의 크기가 작은 경우에도, 다수의 파우더(123)가 한 곳에 뭉쳐 큰 덩어리를 구성하여 쉽게 돌기(122a, 122b)를 형성할 수 있다.

돌기(122a, 122b)는 길이 방향으로 다수이고, 돌기(122a, 122b)가 많을수록 소수성이 좋아지며, 돌기(122a, 122b)의 모양은 파우더(123)의 크기와 모양 및 양에 따라 달라진다.

파우더(123)를 너무 많이 넣으면 점도가 너무 높아져 파우더(123)가 포함된 나노 파이버(122)를 제조하기 어렵고 나노 파이버(122)가 쉽게 끊어질 수 있으며, 파우더(123)를 너무 적게 넣으면 소수성 향상에 크게 기여를 할 수 없다.

그러므로, 기계적 강도, 소수성의 정도 등 용도에 적합한 파우더(123)의 크기, 형태 및 양을 넣어 나노 파이버(122)를 제조한다.

예를 들면, 통상 상업적으로 제공되는 파우더(123)의 크기는 산포를 가져 균일한 크기의 파우더(123)를 제공하기 어렵고 이에 따라 나노 파이버(122)에 형성되는 돌기(122a, 122b)의 모양 및 구조는 다양할 수 있는데 시험을 통해 소수성을 극대화 할 수 있으면서 작업성이 용이한 조건을 찾아 사용한다.

바람직하게, 용제를 포함한 폴리머의 무게 대비 파우더(123)의 무게는 대략 5% 내지 50% 이내이나 파우더(123)의 재질, 크기 및 형상에 따라 이에 한정하지 않는다.

바람직하게, 파우더(123)의 평균 입자 크기는 1,000nm 이하이다.

또한, 파우더(123)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 구형이나 다각형 또는 수지상(dendrite)이거나 부정형일 수 있으나, 파우더의 형상이 다각형인 경우 외부 면적이 넓어져 소수성이 향상된다는 이점이 있다.

파우더(123)는 가령 액상 폴리머에 고루 분산된 상태에서 미세 직경의 노즐을 통하여 분사된 후 경화하거나 용제를 증발시켜 나노 파이버(122)를 형성하는 과정에서 나노 파이버(122)의 내부에 길이 방향으로 배열되면서 나노 파이버(122)의 표면에 돌기(122a, 122b)를 형성한다.

특히, 파우더(123)가 전기전도성 또는 전기 반전도성을 갖는 경우 파우더(123)를 함유한 나노 파이버(122)로 이루어진 폴리머 코팅층(120)이 정전기를 방지하거나 전자파를 차폐하는 역할을 할 수 있다.

이 실시 예에서는 베이스(110)의 한 면에 폴리머 코팅층(120)이 적층되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 베이스(110)의 양면에 폴리머 코팅층(120)을 적층할 수 있다. 이 경우, 다층 복합소재(100)의 양면에서 유입되는 물이나 먼지 등을 막을 수 있다는 이점이 있다.

다층 복합소재(100)의 특성에 대해서는 공기 흐름 저항, 물 유입 압력 측정 및 먼지 보호 테스트 등을 통하여 측정할 수 있다.

공기 흐름 저항은 음향 저항도와 직접 상호 관련이 있는데, Rayl은 공기 흐름에 대한 샘플의 저항 측정 단위로, 가령 일정한 직경의 샘플을 통한 공기 압력의 저하(ΔP)를 고정된 공기 흐름 속도에서 측정하고, 압력 저하는 아래의 식을 사용하여 Rayl 단위로 변환할 수 있다.

저항(Rayls) = ΔP·샘플의 면적/유동속도

베이스(110)의 기공(112)의 크기는 2㎛보다 크게 형성되어 500 Rayls보다 작은 공기 유동 저항을 갖는 것이 바람직하다.

물 유입 압력은 샘플을 통한 물 침입을 측정하기 위한 테스트 방법으로, 한쪽에서 샘플의 일부를 물과 함께 가압하고, 반대쪽에는 pH 테스트 종이를 물 유입 증거에 대한 표시기로서 기능하도록 배치한다. 이후, pH 테스트 종이에서 색상 변화가 인지될 때까지, 작은 압력 증분으로 샘플을 가압하여 유입 압력을 측정한다.

바람직하게, 다층 복합소재(100)는 1m 깊이의 물의 수압에 의해 물이 침투되지 않는 정도이나 본 발명은 이에 한정하지 않는다.

먼지 보호 테스트는 국제 전자 기술 위원회(IEC) 공보 문헌 60529, 2.1판(2001-02)의 섹션 5.2에 기재된 절차를 사용한다.

도 3은 본 발명의 다층 복합소재의 사용을 보여주는 일 예이다.

도 3(a)을 참조하면, 베이스(110)와 폴리머 코팅층(120)의 다층 복합소재에서, 폴리머 코팅층(120)의 가장자리를 따라 양면 점착테이프(130)가 점착되고 그 위 전면에 이형시트(140)가 점착되어 보호 커버 조립체를 구성한다.

바람직하게, 이형시트(140)의 일측에는 탭(142)이 돌출되어 이형시트(140)를 양면 점착테이프(130)로부터 제거할 때 파지하기 쉽게 한다.

이 실시 예에서는 폴리머 코팅층(120) 위에 양면 점착테이프(130)를 부착하였으나 폴리머 코팅층(120)을 작게 형성하여 폴리머 코팅층(120)이 형성되지 않은 베이스(110)의 가장자리 부분에 부착할 수도 있다.

도 3(b)을 참조하면, 가령 휴대폰에 장착된 스피커나 리시버에 대응하여 하우징(10)에는 개구, 즉 입출력 홀(12)이 형성되는데, 입출력 홀(12)의 내측에 보호 커버 조립체가 설치된다.

즉, 보호 커버 조립체의 이형시트(140)가 제거되고, 폴리머 코팅층(120)의 가장자리에 점착된 양면 점착테이프(130)가 하우징(10)에 점착된다.

상기한 것처럼, 베이스(110)나 폴리머 코팅층(120)이 탄성과 신축성을 갖기 때문에 하우징(10)에 탄성적으로 점착할 수 있다.

폴리머 코팅층(120)이 입출력 홀(12)을 통하여 외부로 노출되도록 설치하는 경우, 외부의 액체나 먼지 등과 같은 이물질(20)은 폴리머 코팅층(120)의 미세 구멍(124)을 통과하지 못하여 효과적으로 차단된다.

반면, 화살표로 나타낸 것처럼, 스피커(미도시)로부터 출력되는 음향은 베이스(110)의 전면에 걸쳐 형성된 기공(112)과 폴리머 코팅층(120)에 형성된 미세 구멍(124)을 통하여 원활하게 출력된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다층 복합소재를 나타낸다.

이 실시 예에 의하면, 다층 복합소재(200)는 메쉬 베이스(210)와 메쉬 베이스(210) 위에 코팅된 불소 수지가 함유된 폴리머 코팅층(220)으로 이루어진다.

메쉬 베이스(210)는 비 발포 폴리머 모노 필라멘트 또는 스테인리스 스틸 와이어 등 금속 와이어를 직조하여 제조하거나, 금속판을 프레스 또는 에칭으로 구멍을 형성하여 제조할 수 있다.

메쉬 베이스(210)는 격자 형태를 이루며 크기가 균일한 구멍이 제공되어 음향 전달이 균일하게 이루어져 소수성 및 음향 전달의 품질 균일성이 좋다.

또한 얇은 두께를 갖기 유리하다.

메쉬 베이스(210)에 폴리머 재료가 사용되는 경우, 기계적 강도가 좋고 내열성이 좋은 폴리에스터(PET)이 바람직하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

또한, 폴리머 재질로 구성된 메쉬 베이스(210)는 금속 도금에 의해 전기전도성을 구비함으로써 다층 복합소재(200)가 정전방지나 전자파 차폐용으로 사용될 수 있다.

바람직하게, 적당한 음향 전달과 수분 침투 방지를 위해 메쉬 베이스(210)의 치수는 #80 내지 #400 사이이다.

메쉬 베이스(210)는 수분 침투 방지를 위해 불소가 함유된 폴리머, 예들 들어, 불소 실리콘 고무 등이 함침에 의해 코팅될 수 있다. 이때 음향 전달을 위하여 불소가 함유된 폴리머는 격자의 구멍을 유지하도록 격자를 형성하는 와이어 위에 만 얇게 코팅된다. 불소 실리콘 고무를 코팅한 경우 메쉬 베이스(210)는 더욱 좋은 신축성 및 탄성을 갖는다.

여기서, 불소가 함유된 폴리머로 불소 실리콘 고무를 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 PTFE 등의 불소 수지가 포함될 수 있다. 예들 들어, 메쉬 베이스(210)로 내열온도가 높은 스테인리스 스틸 와이어를 사용한 경우 불소를 함유한 폴리머로 소수성이 좋고 경화 온도가 높은 PTFE를 사용할 수 있다.

또한, 메쉬 베이스(210)의 구멍의 내면에는 불소를 포함한 액상의 폴리머가 경화에 의해 접착된 비 발포 폴리머 코팅층이 형성될 수 있으며, 이 경우 구멍의 내면에 형성된 비 발포 폴리머 코팅층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 다층 복합소재를 통해 액체는 통과하지 않으면서 음향 전달이 용이한 정도이다.

한편, 상기 발명의 다층 보호소재를 사용하여 보호 커버 조립체를 제공하기 위해서, 메쉬 베이스(210)의 상면과 하면 또는 폴리머 코팅층(220) 중 어느 한 면에서 중앙 부위를 제외한 가장자리를 따라 양면 자기 점착테이프가 점착될 수 있다.

양면 점착테이프가 점착되는 베이스 또는 폴리머 코팅층의 부위에는 불소 또는 불소를 포함한 폴리머가 형성되지 않도록 한다.

통상, 불소가 포함된 폴리머 수지에는 점착테이프가 잘 붙지 않기 때문에 점착테이프가 위치할 자리에는 마스킹 테이프(Masking tape)를 사용하여 불소가 포함된 폴리머 수지가 코팅 또는 방사되지 않도록 하고, 불소가 함유된 폴리머 수지가 형성되지 않은 가장자리 부위를 따라 양면 점착테이프가 부착되며 양면 점착테이프는 대향하는 기구물, 가령 하우징에 부착된다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

10; 하우징
12; 입출력 홀
20: 먼지
100, 200: 다층 복합소재
110, 210: 베이스
112: 기공
120, 220: 폴리머 코팅층
122, 222: 나노 파이버
123: 파우더
124, 224: 미세 구멍

Claims

다수의 구멍이 두께 방향으로 연결되어 상기 두께 방향으로 공기가 통하는 시트 형상의 베이스; 및
상기 베이스의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되고, 다수의 나노 파이버가 거미줄 형태로 얽혀 형성된 불균일한 미세 구멍을 구비한 나노 파이버 웹 구조를 갖는 폴리머 코팅층을 포함하며,
상기 나노 파이버의 내부에 파우더가 길이방향을 따라 배열되어 상기 파우더 위치에 대응하는 부분에서 상기 나노 파이버의 표면이 돌출되거나, 상기 파우더가 상기 나노 파이버의 표면으로 노출되어 돌출된 것을 특징으로 다층 복합소재.
균일한 크기의 구멍을 갖는 격자 형태로 짜인 메쉬 베이스; 및
상기 베이스의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되고, 다수의 나노 파이버가 거미줄 형태로 얽혀 형성된 불균일한 미세 구멍을 구비한 나노 파이버 웹 구조를 갖는 폴리머 코팅층을 포함하며,
상기 나노 파이버의 내부에 파우더가 길이방향을 따라 배열되어 상기 파우더 위치에 대응하는 부분에서 상기 나노 파이버의 표면이 돌출되거나, 상기 파우더가 상기 나노 파이버의 표면으로 노출되어 돌출된 것을 특징으로 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 다층 복합소재는 상기 파우더에 의해 소수성이 향상된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 다층 복합소재는 상기 폴리머 코팅층에 의해 소수성이 향상된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스의 구멍은 불규칙한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 나노 파이버에는 불소가 함유된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 6에 있어서,
상기 불소는 불소 고무 또는 불소 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 베이스에 형성된 구멍의 내면에는 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지가 코팅된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 8에 있어서,
상기 다층 복합소재는 상기 불소 또는 불소가 함유된 폴리머 수지에 의해 소수성이 향상된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스는 폴리머 수지 또는 펄프인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스는 폴리머 직물(woven), 폴리머 부직물(non-woven), 또는 오픈 셀(open cell) 구조를 갖는 폴리머 발포 탄성체인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 11에 있어서,
상기 폴리머 발포 탄성체는 우레탄 고무 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 나노 파이버는 용제에 의해 용융된 폴리머 수지로 된 액상의 폴리머 가 경화 또는 용제의 증발 중 적어도 어느 하나에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 파우더는 금속, 금속 산화물, 카본, 세라믹 또는 폴리머인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 14에 있어서,
상기 파우더는 불소를 포함하는 불소 폴리머 파우더인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 15에 있어서,
상기 카본은 카본 블랙 또는 카본 나노 튜브(CNT) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 파우더의 형상은 다각형인 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 파우더는 상기 나노 파이버의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 적층은 상기 베이스와 상기 폴리머 코팅층이 서로 접착되어 형성된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 나노 파이버 웹 구조는 액상 폴리머의 분사(Spining)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 나노 파이버 웹에서 겹쳐진 나노 파이버끼리는 서로 접착된 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 2에 있어서,
상기 메쉬 베이스는 비 발포 폴리머 모노 필라멘트 또는 금속 와이어를 직조하여 제조하거나, 금속판을 프레스 또는 에칭으로 구멍을 형성하여 제조하는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 22에 있어서,
상기 비 발포 폴리머 모노 필라멘트 위에는 금속이 도금되어 전기 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 다층 복합소재는 정전기 방지 또는 전자파 차폐 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 다층 복합소재는 소수성 및 통기성을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 복합소재.
청구항 1 또는 2의 다층 복합소재;
상기 다층 복합소재의 중앙 부위를 제외한 가장자리 부위를 따라 상기 베이스 또는 상기 폴리머 코팅층의 적어도 어느 한 부분에 점착되는 양면 점착 테이프; 및
상기 양면 점착 테이프 위에 점착된 이형지를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 커버 조립체.
청구항 26에 있어서,
상기 보호 커버 조립체는 이동 통신기기의 음향 전달을 위한 개구에 설치되는 것을 특징으로 하는 보호 커버 조립체.
청구항 26에 있어서,
상기 보호 커버 조립체는 소수성 및 통기성을 갖는 것을 특징으로 하는 보호 커버 조립체.
청구항 26에 있어서,
상기 양면 점착 테이프가 점착되지 않는 상기 베이스 또는 상기 폴리머 코팅층의 부위에만 불소 또는 불소를 포함한 폴리머가 형성되는 것을 특징으로 하는 보호 커버 조립체.