WO2018110941A1 - 플렉서블 전자파차폐재, 이를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

플렉서블 전자파차폐재, 이를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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WO2018110941A1
WO2018110941A1 PCT/KR2017/014552 KR2017014552W WO2018110941A1 WO 2018110941 A1 WO2018110941 A1 WO 2018110941A1 KR 2017014552 W KR2017014552 W KR 2017014552W WO 2018110941 A1 WO2018110941 A1 WO 2018110941A1
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WO
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conductive
fiber
fibrous web
electromagnetic shielding
shielding material
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PCT/KR2017/014552
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Inventor
서인용
정의영
이준우
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주식회사 아모그린텍
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic shielding material, and more particularly, to a flexible electromagnetic shielding material having excellent flexibility, elasticity, and wrinkle / restorability, an electromagnetic shielding circuit module including the same, and an electronic device having the same.
  • Electromagnetic waves are a phenomenon in which energy moves in a sinusoidal shape while an electric field and a magnetic field interoperate with each other, and are useful for electronic devices such as wireless communication and radar.
  • the electric field is generated by a voltage and easily shielded by a distance or an obstacle such as a tree, while the magnetic field is generated by a current and is inversely proportional to the distance but not easily shielded.
  • the electromagnetic shielding material is typically made of a conductive material, and the electromagnetic radiation emitted toward the electromagnetic shielding material is reflected back from the electromagnetic shielding material or flows to the ground to shield the electromagnetic wave.
  • an example of the electromagnetic shielding material may be a metal case or a metal plate, such an electromagnetic shielding material is difficult to express flexibility, elasticity, and once manufactured, it is not easy to deform / restore to a variety of shapes in various applications There is a problem that cannot be easily employed.
  • electric wave shielding materials such as metal plates or metal thin films are difficult to be closely adhered to the components that are the source of electromagnetic waves or parts that need protection from the sources, and cracks may occur due to bending at the stepped or uneven portions, resulting in electromagnetic shielding performance. It may be difficult to express fully.
  • an electromagnetic shielding material in which a conductive coating layer is formed on a lightweight support member such as a polymer film has been recently introduced, but the electromagnetic shielding performance is limited according to the limitation of the area that can be coated on the support member.
  • Films with a certain thickness or more have a lack of flexibility and are difficult to be completely adhered to a stepped or uneven part, and after being manufactured in a specific shape, it may be difficult to freely deform the shape.
  • cracks, peeling, etc. occur frequently in the conductive coating layer coated during the shape deformation.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and excellent flexibility, elasticity and crease / restoring, so that the shape can be freely transformed as desired, various shapes such as irregularities and steps of the application mounting surface where the electromagnetic shielding material is employed It is an object of the present invention to provide a flexible electromagnetic shielding material that can be provided to be completely in close contact with the structure.
  • another object of the present invention is to provide a flexible electromagnetic shielding material in which the deterioration of the electromagnetic shielding performance is prevented even in various shape changes.
  • the present invention provides an electromagnetic shielding circuit module and an electronic device having the same, which can be easily employed in a light and small and small sized electronic device or a flexible electronic device provided with components with a high density in a small area. There is this.
  • a first embodiment of the present invention is a flexible including a conductive fiber web formed of a fiber portion including a conductive filler and a conductive composite fiber including a metal shell portion coated on the outside of the fiber portion.
  • a conductive fiber web formed of a fiber portion including a conductive filler and a conductive composite fiber including a metal shell portion coated on the outside of the fiber portion.
  • the conductive composite fiber may have a diameter of 0.2 ⁇ 10 ⁇ m.
  • the conductive fiber web may have a thickness of 5 to 200 ⁇ m, and a basis weight of 5 to 100 g / m 2.
  • the conductive fibrous web may have a porosity of 30 to 80%.
  • the conductive filler may include any one or more of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys and stainless steel.
  • the conductive polymer compound is polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyaniline, polyacetylene, polyacetylene, polydiacetylene (polydiacetylene), poly (thiophenevinylene), polyfluorene (polyfluorene) and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT): one selected from the group consisting of polystyrenesulfonate (PSS) It may contain the above.
  • PSS polystyrenesulfonate
  • the conductive filler is a metal, it may be provided to occupy 10 to 50% of the total volume of the fiber portion.
  • the fiber portion includes a first portion with a conductive filler that is a metal and a second portion without a conductive filler, the diameter of the second portion and the diameter of the conductive filler 1: 1 to 5 times.
  • the conductive filler may be a rod type having a predetermined aspect ratio, and preferably, the aspect ratio may be 1.1 to 20.
  • the rod-shaped conductive filler may have a hollow continuous in the longitudinal direction.
  • the fiber part may include 25 to 400 parts by weight of the conductive filler based on 100 parts by weight of the fiber forming component.
  • the fiber portion as a fiber forming component polyurethane (polyurethane), polystyrene (polystylene), polyvinyl alcohol (polyvinylalchol), polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate), polylactic acid (polylactic acid), polyethylene oxide (polyethyleneoxide), Polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polycaprolactone, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, polyvinylchloride, polycarbonate, PC (polycarbonate), polyetherimide, polyesthersulphone, polybenzimidazol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and fluorine-based compounds have.
  • polyurethane polyurethane
  • polystyrene polystylene
  • polyvinyl alcohol polyvinylalchol
  • polymethyl methacrylate polymethyl methacrylate
  • polylactic acid polylactic acid
  • polyethylene oxide
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyurethane
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Purethane polyurethane
  • the metal shell may be at least one material selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys and stainless steel.
  • the metal shell portion may have a thickness of 0.1 ⁇ 2 ⁇ m.
  • At least a portion of the conductive filler may be exposed to the outer surface of the fiber portion to be in electrical communication with the metal shell portion.
  • a conductive adhesive may be provided on at least one surface of the conductive fibrous web.
  • a second embodiment of the present invention (1) forming a first conductive portion on the outer surface of the fiber portion; (2) extending the fiber portion formed on the outer surface of the first conductive portion in the longitudinal direction to generate a crack in the first conductive portion; And (3) forming a second conductive portion on an outer surface of the first conductive portion.
  • the step (2) may stretch the fiber portion 1.1 to 20 times the length of the fiber portion before stretching.
  • step (3) is 3-1) to maintain the fiber portion in an extended state to secure a space between the cracks generated in the first conductive portion; And 3-2) forming a second conductive portion on an outer surface of the first conductive portion, including the separation space.
  • a second embodiment of the present invention includes a fiber portion, a first conductive portion coated on the outer surface of the fiber portion, including a crack, and a second conductive portion covering the outer surface of the first conductive portion;
  • a conductive composite fiber for electromagnetic shielding material is provided.
  • the fiber portion may include polyvinylidene fluoride (PVDF) as a fiber forming component with polyurethane and a fluorine-based compound.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyurethane (polyurethane) may be included in a weight ratio of 1: 0.2 to 2, more preferably 1: 0.4 to 1.5 by weight.
  • first conductive portion may be made of a metal
  • second conductive portion may include a conductive polymer compound
  • first conductive portion may include at least one material selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloy, and stainless steel.
  • the second conductive portion polythiophene polythiophene
  • poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • polyaniline polyaniline
  • polyacetylene polyacetylene
  • polydiacetylene polydiacetylene
  • polyfluorene polyfluorene
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene)
  • the conductive composite fiber may have a diameter of 0.2 ⁇ 10 ⁇ m.
  • the first conductive portion may have a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, and the second conductive portion may have a thickness of 0.05 to 1 ⁇ m.
  • a second conductive portion may be filled in the space between the cracks of the first conductive portion.
  • the present invention also provides a conductive fibrous web including a fibrous web formed of a fibrous portion, a first conductive portion coated on an outer surface of the fibrous portion and including a crack, and a second conductive portion covering an outer surface of the first conductive portion.
  • a flexible electromagnetic shielding material provided.
  • the thickness of the conductive fiber web is 5 ⁇ 200 ⁇ m
  • the basis weight may be 5 ⁇ 100g / m2.
  • the conductive fibrous web may have a porosity of 30 to 80%.
  • a second conductive portion may be filled in the space between the cracks of the first conductive portion.
  • a conductive adhesive may be provided on at least one surface of the conductive fibrous web.
  • a third embodiment of the present invention is a conductive fibrous web including a conductive composite fiber including a metal shell portion coated on the outside of the fiber portion to form a plurality of pores, and at least a portion of the first conductivity provided in the pores.
  • a flexible electromagnetic shielding material comprising a component.
  • the first conductive component in order to prevent an increase in resistance due to cracks occurring in the metal shell portion, may be electrically disposed in the pores so as to contact at least a portion of the conductive composite fiber. Can be connected.
  • the conductive composite fiber may have a diameter of 0.2 ⁇ 10 ⁇ m.
  • the conductive fiber web may have a thickness of 5 to 200 ⁇ m, and a basis weight of 5 to 100 g / m 2.
  • the conductive fibrous web may have a porosity of 30 to 80%.
  • the first conductive component is a metal particle
  • the metal particles may be a particle having a particle size of 0.80 ⁇ 0.95 times the average pore size of the pores may be 90% or more of the total metal particles.
  • the first conductive component may include any one or more of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel.
  • the conductive polymer compound is polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyaniline, polyacetylene, polyacetylene, polydiacetylene (polydiacetylene), poly (thiophenevinylene), polyfluorene (polyfluorene) and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT): one selected from the group consisting of polystyrenesulfonate (PSS) It may contain the above.
  • PSS polystyrenesulfonate
  • the metal shell part may include a crack formed at least in part
  • the flexible electromagnetic shielding material may further include a second conductive component interposed in the spaced gap between the cracks to electrically connect the spaced gap.
  • the metal shell may be at least one metal selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys and stainless steel.
  • the metal shell portion may have a thickness of 0.1 ⁇ 2 ⁇ m.
  • the fiber portion may include polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyurethane (polyurethane) in a weight ratio of 1: 0.2 to 2 as a fiber forming component.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • polyurethane polyurethane
  • a conductive adhesive layer may be provided on at least one surface of the conductive fibrous web.
  • a fourth embodiment of the present invention provides a flexible electromagnetic shielding material including a conductive fibrous web formed with a conductive composite fiber including a crimped fiber portion and a conductive portion covering the outside of the fiber portion.
  • the diameter of the conductive composite fiber may be 0.2 ⁇ 10 ⁇ m.
  • the conductive fiber web may have a thickness of 5 to 200 ⁇ m, and a basis weight of 5 to 100 g / m 2.
  • the conductive fibrous web may have a porosity of 30 to 80%.
  • the fiber portion may include polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyurethane (polyurethane) in a weight ratio of 1: 0.2 to 2.0 as a fiber forming component.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • polyurethane polyurethane
  • the conductive portion may include any one or more of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys and stainless steel.
  • the conductive polymer compound is polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyaniline, polyacetylene, polyacetylene, polydiacetylene (polydiacetylene), poly (thiophenevinylene), polyfluorene (polyfluorene) and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT): one selected from the group consisting of polystyrenesulfonate (PSS) It may contain the above.
  • the conductive portion thickness may be 0.1 ⁇ 2 ⁇ m.
  • the surface resistance value measured in the state where the stretching force is removed may vary by 10% or less based on the surface resistance value before stretching.
  • a conductive adhesive layer may be provided on at least one surface of the conductive fibrous web.
  • the present invention also provides an electromagnetic shielding circuit module including a circuit board on which the device is mounted, and an electromagnetic shielding material according to the present invention provided on the circuit board so as to cover at least the upper and side portions of the device.
  • the present invention provides an electronic device including the electromagnetic shielding circuit module according to the present invention.
  • the electromagnetic shielding material according to various embodiments of the present invention is excellent in flexibility, elasticity and wrinkle / recoverability, and can be freely deformed as desired, and also completely in curved shapes such as unevenness or step of the application mounting surface where the electromagnetic shielding material is disposed. It can be attached to make close contact. In addition, deterioration or fluctuation of the electromagnetic shielding performance can be prevented even with various shape changes. Furthermore, even when parts are provided with a high density in a small area, they can be provided in close contact with the mounted parts by overcoming the dense spacing and step between parts, thereby providing excellent electromagnetic shielding performance, thereby minimizing light and small size. Or can be easily employed in flexible electronics.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a flexible electromagnetic shielding material according to an embodiment of the first embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views for explaining the structure and operation of the conductive composite fiber included in one embodiment of the first embodiment of the present invention
  • FIGS. 4A to 4C are perspective views illustrating various examples of the conductive filler included in the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5a is a partial cross-sectional view of a conductive composite fiber included in one embodiment of the first embodiment of the present invention
  • Figure 5b is a SEM picture of the conductive fiber web according to an embodiment of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6a and 6b are views of the conductive composite fiber included in one embodiment of the first embodiment of the present invention
  • Figure 6a is a perspective view and a cross-sectional view of the conductive composite fiber according to an embodiment of the first embodiment
  • Figure 6b is another embodiment Perspective view
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a flexible electromagnetic shielding material according to an embodiment of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a conductive composite fiber included in one embodiment of the second embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a schematic diagram of the (2) step of the manufacturing method of the conductive composite fiber included in an embodiment of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a flexible electromagnetic shielding material according to an embodiment of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the conductive composite fiber included in one embodiment of the third embodiment of the present invention.
  • 12A and 12B are cross-sectional views of a flexible electromagnetic shielding material and a cross-sectional view along X-X ′ boundary line according to another embodiment of the third embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a sectional view of a flexible electromagnetic shielding material and a partially enlarged cross-sectional view of a conductive fiber web according to an embodiment of the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a conductive composite fiber included in an embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
  • 15 is a cross-sectional view of an electromagnetic shielding circuit module according to an embodiment of the present invention.
  • the flexible electromagnetic shielding material 1000 includes a conductive fibrous web 100 including a conductive composite fiber 10, and the conductive fibrous web 100 It may be further provided with a conductive adhesive layer 200 provided on one side or both sides of the).
  • the conductive fibrous web 100 is a three-dimensional network structure including a conductive composite fiber 10, through which the conductive fibrous web 100 may have a plurality of pores, the porosity is 30 to 80% It may be easy to be implemented as a flexible and flexible electromagnetic shielding material through this.
  • the conductive fibrous web 100 may have an air permeability of 0.01 ⁇ 2cfm, if the air permeability is less than 0.01cfm when forming a conductive adhesive layer on any one surface of the conductive fibrous web, the conductive adhesive layer as pores of the fibrous web Impregnation of the formation composition may be difficult, and if it exceeds 2cfm, mechanical properties and electromagnetic shielding performance of the conductive fibrous web may be degraded.
  • the conductive fiber web 100 has a thickness of 5 ⁇ 200 ⁇ m, the basis weight may be 5 ⁇ 100g / m2. If the thickness of the conductive fibrous web exceeds 200 ⁇ m, the metal shell may not be easily formed on the nanofibers included in the entire outer and inner regions of the fibrous web, and there is a concern that the stretch property may be deteriorated. In addition, when the thickness is less than 5 ⁇ m the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, the handling becomes difficult, it may not be easy to manufacture.
  • the conductive fibrous web may be formed by stacking a single conductive fibrous web or a single conductive fibrous web.
  • a conductive adhesive for bonding each conductive fibrous web may be further interposed therebetween.
  • the conductive adhesive is replaced with the description of the conductive adhesive layer 200 to be described later.
  • the basis weight of the conductive fibrous web 100 is less than 5g / m2 the mechanical strength of the conductive fibrous web is reduced, the handling becomes difficult, may not be easy to manufacture, if the metal shell exceeds 100g / m2 The portion may not be easily formed in the nanofibers included in the entire outer and inner regions of the fibrous web, and there is a fear that the elastic properties are degraded.
  • the conductive composite fiber 10 forming the conductive fiber web 100 includes a fiber part 1 having a conductive filler 1b dispersed in the fiber forming component 1b, and the And a metal shell portion 2 coated on the outside of the fiber portion 1.
  • the conductive composite fiber 10 may have a diameter of 0.2 to 10 ⁇ m, and when the diameter is less than 0.2 ⁇ m, handleability may be degraded, and manufacturing may not be easy, and when the diameter exceeds 10 ⁇ m, elasticity / flexibility may occur. There is a fear of deterioration of electromagnetic wave shielding performance when deterioration, adherence to a stepped or uneven surface, and / or shape deformation during use occurs.
  • the fiber portion 1 includes a fiber forming component 1a and a conductive filler 1b dispersed in the fiber forming component 1a.
  • the fiber part 1 may have a diameter of 0.15 to 5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the mechanical strength of the conductive composite fiber 10, the thickness of the metal shell part 2, and the inside of the conductive filler 1b may be provided. It may be appropriately changed in consideration of the content.
  • the fiber forming component (1a) is a subject of forming a fiber or a fibrous web in a conductive composite fiber or a conductive fibrous web, expresses the elasticity, compressibility, flexibility and wrinkle / resilience of the fibrous web, and can be generally formed into a fibrous shape
  • Known high molecular compounds can be used without limitation.
  • the fiber forming component (1a) polyurethane (polyurethane), polystyrene (polystylene), polyvinyl alcohol (polyvinylalchol), polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate), polylactic acid (polylactic acid), polyethylene oxide (polyethyleneoxide) , Polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polycaprolactone, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, polyvinylchloride, polycarbonate, It may include at least one selected from the group consisting of PC (polycarbonate), polyetherimide, polyesthersulphone, polybenzimidazol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and fluorine-based compound Can be.
  • PC polycarbonate
  • polyetherimide polyesthersulphone
  • polybenzimidazol polyethylene terephthalate
  • polybutylene terephthalate polyfluorine-
  • the fluorine-based compound is polytetrafluoroethylene (PTFE) -based, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) -based, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) -based, Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) system, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) system, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) system, chlorotrifluoro It may include any one or more compounds selected from the group consisting of a low ethylene-ethylene copolymer (ECTFE) system and a polyvinylidene fluoride (PVDF) system.
  • ECTFE low ethylene-ethylene copolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the fiber portion 1 and the conductive fibrous web 100 embodied therein are blended with PVDF, which is a fluorine-based compound, and polyurethane on the spinning solution for the expression of improved elasticity, flexibility, heat resistance, chemical resistance and mechanical strength. It may be radiated.
  • PVDF and polyurethane may be included in a weight ratio of 1: 0.2 to 2, and more preferably 1: 0.4 to 1.5 weight ratio. If the polyurethane weight is less than 0.2 times based on the weight of PVDF, flexibility, elasticity, etc. may be lowered, which may cause tearing when the substrate is provided on the substrate having deformation or step difference in use.
  • the damage of the conductive fibrous web may be greater than the initial designed electromagnetic shielding performance.
  • the polyurethane weight is more than 2 times based on the weight of PVDF, the restoring force due to expansion and contraction is lowered, which may cause permanent deformation of the shape due to failure to restore to the state before stretching. Failure to reduce the spacing between cracks can cause degradation of electromagnetic shielding performance.
  • the chemical resistance is significantly lowered, and the fiber portion may be damaged during the formation of the metal shell. Accordingly, the mechanical properties such as the fiber part is cut off or the fiber web is torn due to the shape deformation of the conductive fiber web may be stretched or wrinkled. Can be degraded.
  • the conductive filler 1b is expressed together with the metal shell portion 2 which describes the electromagnetic shielding performance of the conductive fiber web, and at the same time, the conductive fiber may be cracked in the metal shell portion 2, which may occur when the conductive fiber web is stretched, compressed and wrinkled. It is possible to prevent the increase in resistance of the web to express the electromagnetic shielding performance to the desired level.
  • the conductive composite fiber 20 may generate cracks C in the metal shell part 22 due to shape deformation such as stretching and wrinkles. In this case, the resistance of the metal shell part 22 is greatly increased. There is a risk of increase.
  • the conductive filler 21b provided in the fiber portion 21 may be in contact with each other to reduce the longitudinal resistance and the vertical resistance of the conductive composite fiber 20. In addition, at the same time, the conductive filler 21b may further prevent an increase in the resistance of the conductive fibrous web 20 and maintain the electromagnetic shielding performance as it contacts the metal shell portion 22 in which the crack C is generated. .
  • the conductive fillers 1b and 21b may be used without limitation in the case of known materials having electrical conductivity.
  • the conductive fillers 1b and 21b may be made of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel. It may be a material of any one or more of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group.
  • the conductive filler (1b, 21b) when the conductive filler (1b, 21b) is a metal may be provided to occupy 10 to 50% of the total volume of the fiber portion. If less than 10% of the total volume of the fiber portion, it may be difficult to prevent the resistance decrease due to the connection between the conductive fillers or increased resistance of the cracked metal shell portion. In addition, if more than 50% of the total volume of the fiber portion If the fiber portion is increased in the number of trimming during spinning, there is a fear that the mechanical strength is significantly reduced even when implemented as a fiber web.
  • the conductive fillers 1b and 21b are not limited in shape, and may be employed without limitation in the case of the shape of a known conductive filler such as a spherical shape having a curved surface, a needle shape, or an amorphous shape. However, it may be a rod type having a predetermined aspect ratio in order to prevent an increase in resistance due to cracks in the metal shells 2 and 22 that may occur due to the shape deformation of the conductive fibrous web.
  • the aspect ratio may be 1.1 to 20, and if the aspect ratio is less than 1.1, it may be difficult to directly contact the metal shell portion in which the mutual contact and cracks between the conductive fillers occur, and in order to induce direct contact, the content of the filler in the fiber portion may be increased. In this case, there is a concern that the mechanical strength of the conductive composite fiber may be significantly reduced.
  • the aspect ratio exceeds 20, when the composite fiber is bent, the conductive filler penetrates the fiber part and damages the metal shell part, which may result in a decrease in electromagnetic shielding performance.
  • the rod-shaped conductive filler may have a diameter of 0.8 ⁇ m to 1.1 ⁇ m and a length of 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the conductive fillers 1b and 21b are metal, as shown in FIGS. 4A and 4B in the cross-sectional shape, the conductive fillers 1b and 1b 'have a curved shape such as a circle or an ellipse in the outer circumference of the cross-section. It may be a regular shape, including polygons such as squares, pentagons, or may be atypical.
  • the conductive filler 1b ′′ may have an aspect ratio, and may have a hollow shape that is continuous in the longitudinal direction while the outer periphery of the cross section perpendicular to the longitudinal direction is in a regular shape or atypical shape.
  • the conductive filler (1b ") having a hollow has the advantage to express the lightweight, more excellent stretch characteristics of the conductive fiber web.
  • the conductive filler is densely arranged inside the fiber portion and is not provided to expose the outer surface it may be difficult to prevent the increase in resistance due to cracks in the metal shell.
  • the conductive filler is preferably disposed toward the outer surface of the fiber as much as possible, it is not easy to adjust the position of the conductive filler when spinning the spinning solution containing the conductive filler. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the diameter of the conductive filler may be larger than that of the fiber that is radiated so that the conductive filler may be located on the outer surface of the fiber portion.
  • the fiber part 31 is provided with a conductive filler 31b in the longitudinal direction of the conductive composite fiber 30. And a second portion (A) having no portion (B) and no conductive filler (31b), wherein the diameter (h) of the second portion (A) and the diameter of the conductive filler (31b) are 1: 1 to 1.
  • the possibility of the conductive filler 31b being exposed to the outer surface of the fiber portion 31 is increased, thereby increasing the possibility of contact with the metal shell portion 32.
  • the diameter of the conductive filler is less than one times the diameter of the second portion, the possibility of the conductive filler being exposed to the outside of the fiber portion decreases, and thus an increase in resistance due to cracks occurring in the metal shell portion may not be minimized.
  • the diameter of the conductive filler is included more than five times the diameter of the second portion, there is a fear of trimming during spinning, lowering the mechanical strength of the implemented composite fiber or fibrous web, conductive when the shape of the conductive fiber web is deformed The shape deformation width according to the contact between the pillars can be reduced.
  • the diameter of the conductive filler 31b if the conductive filler has a shape having an aspect ratio, the diameter of the conductive filler 31b compared with the second portion A may be a length of a short axis. In addition, in the case of an irregular shape, it may be the inscribed circle diameter of the cross section.
  • the conductive filler may have a diameter of 1 ⁇ 5 ⁇ m, through which the possibility of being exposed to the outside of the fiber portion has an advantage of preventing the reduction of the electromagnetic shielding efficiency. If the diameter is less than 1 ⁇ m may not minimize the reduction of electromagnetic shielding efficiency, if the diameter exceeds 5 ⁇ m may cause the fiber part to be cut during spinning, there may be a decrease in the mechanical strength of the fiber web.
  • the conductive filler included in the fiber portion may be conductive polymer compounds 41b and 41b ', as shown in FIGS. 6A and 6B, and the conductive polymer compound 41b surrounds the fiber forming component 41a. It may be provided in the fiber portion 41 (see Fig. 6a), or irregularly mixed with the conductive polymer compound (41b ') and the fiber forming component (41a') may be provided in the fiber portion 41 '( 6b). In this case, the conductive polymer compounds 41b and 41b 'are exposed to the outer surface of the fiber portion 41 as shown in FIG. 6A, or at least a portion of the conductive polymer compounds 41b and 41b' is exposed to the outer surface of the fiber portion 41 'as shown in FIG.
  • the spaced gap between the cracks of the metal shell part 42 is a fiber part ( 41,41 ') As it can be electrically connected through the conductive polymer compound (41b, 41b') exposed to the outer surface it is possible to further prevent the degradation of the electromagnetic shielding performance.
  • the conductive polymer compounds 41b and 41b ' may be used without limitation in the case of a known polymer compound having electrical conductivity, and as an example thereof, a polymer resin including an electron withdrawing group may be used.
  • the electron withdrawing group is also referred to as an electron attracting group, and means an atomic group that attracts electrons from surrounding atomic groups by resonance or triggering effects.
  • the electron withdrawing group is an oxadiazole group, an azole group, a benzothiadiazole group, a cyano group, a quinoline group, a bornyl group, a silol group, a perfluorine group, a halogen group, a nitro group, a carbonyl group, a carboxyl group, a nitrile group, a halogenated alkyl group, an amino group And sulfonyl groups.
  • the conductive polymer compound may include polythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polyaniline, and polyacetylene.
  • polyacetylene, polydiacetylene, poly (thiophenevinylene), polyfluorene and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) PEDOT: polystyrenesulfonate (PSS) It may include one or more selected from the group consisting of.
  • the conductive filler (41b, 41b ') is a conductive polymer compound
  • the conductive filler (41b, 41b') is 25 to 400 parts by weight, more preferably 90 to 400 with respect to 100 parts by weight of the fiber forming component of the fiber portion It may be provided in parts by weight. If the conductive filler is provided in less than 25 parts by weight of the fiber-forming component, it may be difficult to express a desired level of electromagnetic shielding performance or it may be difficult to electrically connect all of the cracked parts when a crack occurs in the metal shell part. It can be difficult to maintain performance. In addition, if the conductive filler is provided in excess of 400 parts by weight, the mechanical strength of the composite fiber is lowered, there is a fear that the spinning properties during the manufacture of the fiber portion may be significantly reduced.
  • the metal shell portions 2, 22, 32, and 42 covering the outside of the fiber portion together with the above-described conductive fillers 1b, 1b ', 1b ", 21b, 31b, 41b, and 41b' provide resistance to the conductive fiber web.
  • the metal shell parts 2, 22, 32, and 42 may be used without limitation in the case of a conventional electrically conductive metal material, for example, the metal shell parts may include aluminum, nickel, copper, It may be one or more materials selected from the group consisting of silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel, and, for example, the metal shell may be formed of three layers of nickel, copper, and nickel.
  • the copper layer may exhibit excellent electromagnetic shielding performance as the conductive fibrous web may have a low electrical resistance, and minimize cracking of the metal shell part even when the conductive fibrous web is wrinkled or stretched. Can improve the characteristics
  • the nickel layer formed on the copper layer can prevent a decrease in electromagnetic wave shielding performance by preventing oxidation of the copper layer.
  • the metal shell portion may have a thickness of 0.1 to 2.0 ⁇ m, and if the thickness of the metal shell portion exceeds 2 ⁇ m, the shape of the conductive composite fibers 10, 20, 30, 40, and 40 ′ may change. When it is less than 0.1 ⁇ m, it may be difficult to express the electromagnetic shielding performance at a desired level, and the peeling of the metal shell may be caused by elongation due to external force during use, resulting in resistance despite the presence of the conductive filler. Can increase.
  • the conductive fiber web 100 may be manufactured through the manufacturing method described below, but is not limited thereto.
  • the conductive fibrous web 100 may be made of a fibrous web having a three-dimensional network structure through the manufactured conductive composite fibers 10, 20, 30, 40, and 40 '. Or (1) spinning a spinning solution comprising a conductive filler and a fiber forming component to produce a fibrous web formed of a fiber portion in which the conductive filler is dispersed, and (2) forming a metal shell to cover the outside of the fiber portion to form a conductive fiber. It can be produced through the step of manufacturing a web.
  • the conductive composite fiber is a metal paste capable of spinning a spinning solution containing a conductive filler and a fiber forming component through the inner nozzle of the double spinning nozzle and forming a metal shell through the outer nozzle. After extruding, the metal paste may be fired.
  • the conductive composite fiber may be prepared by forming a metal shell on the outer surface of the fiber prepared through the spinning solution containing the conductive filler and the fiber forming component.
  • the spinning solution may further include a solvent appropriately selected according to the spinning method, the type of the fiber-forming component provided, or the like, or may be a molten solution in which the fiber-forming component is melted.
  • the method of spinning the spinning solution may be appropriately selected in consideration of the diameter of the desired conductive composite fiber and the type of the fiber forming component.
  • the spinning solution may be electrospinning or a method in which the spinning solution is extruded through the spinneret using pressure. have.
  • dry spinning or wet spinning can be appropriately selected in consideration of the type of the fiber forming component, the type of the solvent provided in the spinning solution, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the method of forming the metal shell on the outer surface of the manufactured fiber may be performed by a known metal coating method or plating method.
  • the fiber may be subjected to drying and / or sintering after immersing the fiber in a metal paste.
  • the plating may be performed through electroless plating using a known plating method.
  • the conductive composite fiber produced may be a method of manufacturing a known fibrous web, for example, a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a wet nonwoven fabric, a spanless nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a meltblown fabric. Can be made into a conductive fibrous web.
  • a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a wet nonwoven fabric, a spanless nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a meltblown fabric.
  • the conductive fibrous web is another manufacturing method, comprising the steps of: (1) spinning a spinning solution containing a conductive filler and a fiber forming component to produce a fibrous web formed of a fiber portion in which the conductive filler is dispersed; It can be prepared including the step of forming a conductive fiber web by forming a metal shell portion to cover.
  • Step (1) may be performed by manufacturing the fibrous web in a state in which the metal shell is not formed after preparing the fiber having the conductive filler in the above-described method.
  • the fibrous web may be implemented in a manner of undergoing a calendering process for the fibrous mat collected and accumulated in the collector by spinning the conductive filler and the fiber forming component.
  • the fibrous web prepared in step (1) is a step (2), in which a metal shell portion is formed to cover the fibrous portion of the fibrous web.
  • Step (2) may employ a known method for coating the metal shell portion, for example, may be a metal shell portion deposition, plating, coating method through a conductive paste, and the like.
  • the metal shell portion may be deposited only on the outside of the fiber portion positioned on the surface portion of the fiber web, and the metal shell portion may be difficult to be provided in the fiber portion located in the center portion of the fiber web, and thus, electromagnetic waves may be at a desired level. It may be difficult to develop masking effects.
  • the surface portion of the fibrous web on which the metal shell is deposited may decrease the elastic properties of the fibrous web as the pores may be closed, and there is a concern that the deposited portion may be easily crushed or peeled off during the stretching.
  • the fibrous portion in the case of coating the fibrous web with a conductive paste, the fibrous portion may be evenly coated on the surface / center portion of the fibrous web, but the elastic properties may be remarkably reduced due to the pore closure, thereby causing the metal shell to break during stretching. Peeling can be serious.
  • the metal shell may be formed through plating on the fibrous web, and more preferably, the plating may be electroless plating.
  • a conductive adhesive layer 200 may be further provided on at least one surface of the conductive fibrous web 100 including the conductive composite fibers 10, 20, 30, 40, and 40 ′ as shown in FIG. 1. .
  • the conductive adhesive layer 200 may be a known conductive adhesive layer.
  • the conductive filler 220 may be dispersed in the adhesive matrix 210.
  • the adhesive matrix may be formed of at least one resin selected from acrylic resin and urethane resin, and the conductive filler may be selected from the group consisting of nickel, nickel-graphite, carbon black, graphite, alumina, copper, and silver. It may be more than one species.
  • the conductive adhesive layer 200 may be provided with the conductive filler 220 at 5 to 95% by weight based on the total weight of the conductive adhesive layer 200.
  • the conductive adhesive layer 200 may have a thickness of 10 to 30 ⁇ m. When the thickness of the conductive adhesive layer 200 is excessive, as the vertical resistance of the electromagnetic shielding material 1000 is increased, the electromagnetic shielding performance may not be expressed at a desired level.
  • the conductive adhesive layer 200 may be formed by treating and impregnating a conductive adhesive layer forming composition on one surface of the conductive fiber web 100 to be formed, and thus, a portion of the conductive adhesive layer 200 is conductive. It is formed on the fibrous web 100, the remaining portion may be provided to be filled in the pores of the conductive fibrous web 100 to be located inside the conductive fibrous web (100). Alternatively, unlike FIG. 1, all parts may be disposed in the conductive fibrous web 100.
  • the flexible electromagnetic shielding material 1100 includes a conductive fiber web 110 including a conductive composite fiber 50, and the conductive fiber web 110. It may be further provided with a conductive adhesive layer 200 provided on one side or both sides of the).
  • the conductive composite fiber 50 is coated on the fiber portion 51, the outer surface of the fiber portion 51, as shown in Figure 8, the first conductive portion 52 containing a crack and the first conductive And a second conductive portion 53 covering the outer surface of the portion 52.
  • the crack formed on the first conductive portion 52 complements the elasticity and flexibility of the fiber portion 51 which can be reduced by the coating of the first conductive portion 52, and the crack has the first conductive portion 52 formed thereon.
  • the second conductive portion 53 formed on the top serves to compensate for the decrease in the electrical conductivity due to the increase in resistance caused by the occurrence of cracks.
  • the second conductive portion 53 may penetrate and fill the spaces of the first conductive portions 52a and 52b in which the cracks occur, thereby increasing resistance due to the crack of the first conductive portion 52. To maintain the desired level of conductivity.
  • first conductive portion on the outer surface of the fiber portion to produce a conductive composite fiber 50 having such a structure; (2) extending the fiber portion formed on the outer surface of the first conductive portion in the longitudinal direction to generate a crack in the first conductive portion; And (3) forming a second conductive portion on an outer surface of the first conductive portion in a state where the fiber portion is extended.
  • the step of forming the first conductive portion on the outer surface of the fiber portion is performed.
  • the fiber part 51 is disposed on the composite fiber core part and is a theme to express the elasticity and flexibility of the conductive composite fiber, and supports the first conductive part 52 and the second conductive part 53 which will be described later.
  • Serves as The fiber portion 51 may be used without limitation as a fiber forming component in the case of a known polymer compound that can be formed in a fibrous form.
  • the fiber-forming component is one in which the conductive composite fiber 50 is spun and blended on the spinning solution with PVDF and polyurethane, which are fluorine-based compounds, for the purpose of more improved elasticity, flexibility, compressibility, heat resistance, chemical resistance and mechanical strength.
  • PVDF and polyurethane may be included in a weight ratio of 1: 0.2 to 2, and more preferably 1: 0.4 to 1.5 weight ratio. If the polyurethane weight is less than 0.2 times based on the weight of PVDF, flexibility, elasticity, etc. may be lowered, and thus, lower than the initially designed electromagnetic shielding performance when provided on a substrate having deformation or step in use. Can be large. In addition, if the polyurethane weight is more than 2 times based on the PVDF weight, the restoring force due to expansion and contraction decreases, and thus the state of being stretched during the process and / or the use of cracking in the first conductive portion in step (2) described later. Deformation of the shape can be caused by not being restored to.
  • the chemical resistance is significantly lowered, and mechanical properties such as the fiber part is cut off or the fiber web is torn due to the shape deformation such as stretching and wrinkles due to the damage of the fiber part during the formation of the first conductive part or the second conductive part may be deteriorated. have.
  • the fiber portion 51 may be prepared by a known method that can be produced in a fibrous form of the fiber-forming component, for example, is produced by the spinning solution is extruded through the spinneret using an electrospinning or pressure It may have been.
  • the specific spinning method is to select the type of fiber-forming component or the fineness of the desired fiber.
  • the present invention is not particularly limited in this regard, since the known procedures and conditions may be adopted or appropriately modified in each method.
  • the first conductive portion 52 formed on the outer surface of the fiber portion 51 described above can be used without limitation when the material is electrically conductive and has no problem in material compatibility with the fiber portion 51.
  • the first conductive portion 52 may be, for example, at least one metal selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel.
  • the first conductive portion 52 may be formed by a known metal coating method or a plating method.
  • the first conductive part 52 may be manufactured by immersing the fiber part in a metal paste and then drying and / or sintering the same. have.
  • the plating may be performed through electroless plating using a known plating method.
  • the first conductive portion 52 may be a laminate of two or more kinds of materials, for example, the first conductive portion may be a three-layer structure of a nickel layer / copper layer / nickel layer.
  • the first conductive portion 52 may be formed of three layers of a nickel layer / copper layer / nickel layer, and the copper layer may provide excellent electromagnetic shielding performance as the conductive fiber web may have a low electrical resistance.
  • the crack of the first conductive part may be minimized even when the conductive fiber web is deformed, such as wrinkles or stretches, and the stretch property may be improved.
  • the nickel layer formed on the copper layer can prevent the degradation of the electromagnetic shielding performance by preventing oxidation of the copper layer.
  • the first conductive portion 52 may have a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, and more preferably, the first conductive portion may have a thickness of 0.1 to 1.0 ⁇ m. If the thickness of the first conductive portion exceeds 2 ⁇ m, when the shape of the conductive composite fiber 50 changes, such as bending, additional cracks and peelings generated during use other than the cracks formed in step (2) are likely to occur. If less than 0.1 ⁇ m, peeling occurs in step (2) to be described later, even after the second conductive portion is formed, it may not express the desired level of initial electromagnetic shielding performance, and due to elongation generated during use, There is a risk of increased volatility.
  • the first conductive portion 52 is formed on the outer surface of the fiber portion 51 already manufactured.
  • the fiber portion 51 and the first conductive portion 52 may be formed integrally without making it.
  • the first conductive part 52 is a metal
  • the spinning solution containing the fiber-forming component is spun through the inner nozzle of the double spinning nozzle, and the metal paste capable of forming the first conductive part is extruded through the outer nozzle. After that, by firing the metal paste, the first conductive portion 52 can be integrally formed on the outside of the fiber portion 51.
  • the first conductive portion 52 extends the fiber portion 51 formed on the outer surface in the longitudinal direction to generate a crack in the first conductive portion 52. do.
  • the crack compensates for the decrease in the flexibility of the fiber part according to the coating of the first conductive part, so that the conductive composite fiber expresses the flexibility in the state in which the first conductive part is formed.
  • the first conductive portion 52 may elongate the fibrous portion 51 formed on the outside in the longitudinal direction to generate a crack c.
  • the step (2) may be performed by stretching 1.1 to 20 times, more preferably 1.1 to 8 times, even more preferably 1.1 to 2 times the length of the fiber portion before stretching. If it is stretched to less than 1.1 times, the crack of the first conductive portion is insignificant and cannot be expressed to the desired level for the flexible complementary effect. If it is stretched more than 20 times, peeling of the first conductive portion occurs, trimming or stretching. There is a fear that the shape may be deformed after being restored.
  • the second conductive portion 53 is formed on the outer surface of the first conductive portion 52 in the state in which the fiber portion 51 is extended.
  • the second conductive portion 53 serves to minimize or prevent an increase in resistance due to a crack formed in the first conductive portion 52 as the second conductive portion 53 covers the outer surface of the first conductive portion 52 in which the crack is generated.
  • step (3) preferably, 3-1) securing the separation space between the cracks generated in the first conductive part 52 by maintaining the fiber part 51 in an extended state and 3-2.
  • the second conductive portion 53 may be formed on the outer surface of the first conductive portion 52 including the separation space. That is, when the fiber portion is elongated to generate a crack in the first conductive portion and then contracted again to form the second conductive portion in such a state, fine gaps of the first conductive portion crack may exist, and in this case, the first conductive portion may be present.
  • the fibrous part 51 is maintained in an extended state to secure the separation space which is a gap of the crack generated in the first conductive part 52, and then the step 3-2) is performed on the upper part thereof.
  • the second conductive portion 53 is coated therethrough, the second conductive portion 53 penetrates not only between an outer surface of the first conductive portion 52 but also a space between cracks of the first conductive portion 52 as shown in FIG. 8. It may be easy to fill some or all of the separation space.
  • the second conductive portion 53 may be used without limitation in the case of a known conductive material, but preferably, a conductive polymer compound may be used so as not to inhibit the stretching and flexibility of the fiber portion.
  • the specific kind of the conductive polymer compound replaces the description of the conductive polymer compound in the first embodiment.
  • the second conductive portion may be formed through a second conductive portion formation composition including a conductive polymer compound and a dispersion solvent.
  • the dispersion solvent may be a known solvent capable of smoothly dispersing the conductive polymer compound, and may be differently selected according to the conductive polymer compound selected, and thus the present invention is not particularly limited thereto.
  • the dispersion solvent may be isopropyl alcohol.
  • the conductive polymer compound and the dispersion solvent may be mixed in a ratio of 1: 0.5 to 10, but may be changed according to the type of the conductive polymer compound and the dispersion solvent to be selected.
  • the second conductive portion forming composition may be formed on the first conductive portion through a conventional coating method, for example, by a known method such as dip coating, bar coating, comma coater.
  • the thickness of the second conductive portion 53 may be 0.05 ⁇ 1 ⁇ m. If the thickness of the second conductive portion is less than 0.05 ⁇ m, it may be difficult to prevent an increase in resistance due to the first conductive portion in which the crack occurs, and it may be difficult to sufficiently fill the second conductive portion in the crack. In addition, if the thickness of the second conductive portion is greater than 1 ⁇ m, although the first conductive portion is provided due to the rather high electrical resistance of the conductive polymer compound, the electrical resistance of the conductive fibrous web may increase rapidly, thereby achieving the desired level. It may be difficult to express electromagnetic shielding performance. In addition, the flexible extension property may decrease due to the increase in the thickness of the second conductive portion, which may cause tearing of the conductive fiber web due to external force generated during use.
  • the conductive composite fiber 50 manufactured through the above-described manufacturing method may have a diameter of 0.2 to 10 ⁇ m, and when the diameter is less than 0.2 ⁇ m, handleability is lowered, manufacturing may not be easy, and the diameter may be 10 ⁇ m. When it exceeds, there exists a possibility of elasticity fall and electromagnetic wave shielding performance fall.
  • the above-described conductive composite fiber 50 is implemented in any one of a woven fabric, knitted fabric and non-woven fabric can be utilized as an electromagnetic shielding material, the specific implementation method of the woven fabric, knitted fabric and nonwoven fabric known in the woven, knitted and web According to the present invention, a special description thereof will be omitted.
  • the electromagnetic shielding material 1100 implemented by forming the conductive fiber web 110 through the above-described conductive composite fiber 50 will be described.
  • the conductive fibrous web 110 has a three-dimensional network structure and includes a plurality of pores.
  • the plurality of pores may be formed by being surrounded by conductive composite fibers 50, which is an example of forming the conductive fibrous web 110.
  • the porosity of the conductive fibrous web 110 may be 30 to 80%, through which it can be easily implemented as a flexible and flexible electromagnetic shielding material.
  • the conductive fibrous web 110 may have an air permeability of 0.01 to 2 cfm. If the air permeability is less than 0.01 cfm, when the conductive adhesive layer is formed on any one surface of the conductive fibrous web, the conductive adhesive layer is formed by pores of the fibrous web. Impregnation of the formation composition may be difficult, and if it exceeds 2cfm, mechanical properties and electromagnetic shielding performance of the conductive fibrous web may be degraded.
  • the conductive fiber web 110 has a thickness of 5 ⁇ 200 ⁇ m, the basis weight may be 5 ⁇ 100g / m2. If the thickness of the conductive fibrous web exceeds 200 ⁇ m, it may not be easy to form the conductive portion on the outer surface of the fibrous portion located at the center of the fibrous web, and there is a concern that the stretching property is degraded. In addition, when the thickness is less than 5 ⁇ m the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, the handling becomes difficult, it may not be easy to manufacture.
  • the conductive fibrous web 110 may be formed by stacking a single conductive fibrous web or a single conductive fibrous web.
  • a conductive adhesive for bonding each conductive fibrous web may be further interposed therebetween.
  • the conductive adhesive is replaced with the description of the conductive adhesive layer 200 to be described later.
  • the basis weight of the conductive fibrous web 110 is less than 5g / m2 the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, handling becomes difficult, may not be easy to manufacture, if the fiber web exceeds 100g / m2 It may not be easy to form the conductive portion on the outer surface of the fiber portion located in the center of the, and there is a fear that the elastic properties are lowered.
  • the conductive fibrous web 110 is a method for producing a known conductive fibrous web 50, such as chemical bonding non-woven fabric, thermal bonding non-woven fabric, air-ray non-woven fabric such as dry nonwoven fabric or wet nonwoven fabric, span nonwoven fabric, It may be manufactured using a method such as needle punching nonwoven fabric or melt blown, but is not limited thereto.
  • the conductive fibrous web 110 is not made of a conductive fibrous web through the conductive composite fibers 50 separately prepared as described above, it may be first made of a fibrous web and then made of a conductive fibrous web.
  • the conductive fibrous web 110 includes (I) forming a first conductive portion on the outer surface of the fiber portion forming the fibrous web; (II) stretching the fibrous web in any one or more directions to generate cracks in the first conductive portion; And (III) forming a second conductive portion on an outer surface of the first conductive portion in the stretched state of the fiber portion.
  • the step (I) the step of forming the first conductive portion on the outer surface of the fiber portion forming the fibrous web.
  • the fibrous web may be manufactured by manufacturing a fiber part through chemical spinning or electrospinning, and then manufacturing a known fibrous web.
  • the method for producing a fibrous web through the electrospun fiber portion can be produced into a fibrous web through a calendering process for the fibrous mat collected and accumulated in the collector by electrospinning.
  • heat and / or pressure may be applied to the fiber mat, and the temperature and pressure may be appropriately changed in consideration of the diameter of the fiber portion, the basis weight of the desired fiber web, the thickness, and the like, and the present invention is particularly limited thereto. I never do that.
  • the first conductive part is formed on the outer surface of the fiber part of the manufactured fibrous web.
  • the material of the first conductive part may be a metal as described above, and the method of forming the first conductive part of the metal on the fibrous web may include deposition, plating, and the like. The coating method through a conductive paste, etc. can be used.
  • the first conductive portion may be deposited only outside the fiber portion positioned on the surface portion of the fibrous web, and the first conductive portion may be difficult to be provided in the fiber portion located at the center portion of the fibrous web. It may be difficult to express the electromagnetic shielding effect at the level.
  • the surface portion of the fibrous web on which the first conductive portion is deposited may hinder the stretching and flexible properties of the fibrous web, and the first conductive portion is deposited. There is a concern that the first conductive portion deposited may be easily crushed or peeled off when stretching or bending the fibrous web.
  • the first conductive portion when the first conductive portion is formed by coating the fibrous web with the conductive paste, the first conductive portion may be evenly provided on the fiber portion positioned on the surface / center of the fibrous web. In this case, however, the first conductive portion penetrates the pores. By fixing the fiber portion surrounding the pores, there is a fear that the stretching and flexible properties of the fiber web is inhibited, and the first conductive portion can be easily broken or peeled off.
  • the first conductive portion may be formed through plating on the fibrous web, and more preferably, the plating may be electroless plating.
  • the fibrous web is elongated in one or more directions to generate cracks in the first conductive portion.
  • the fiber web In order to generate a crack in the first conductive portion, it is preferable to stretch the fiber web by 1.1 to 20 times the length of the fiber web before stretching in the direction to be stretched. If the fibrous web is stretched less than 1.1 times, it may be difficult to achieve the desired level of stretch and flexibility. In addition, when the fibrous web is stretched more than 20 times, the peeling of the first conductive portion is remarkably increased, which may cause a decrease in the electromagnetic wave shielding performance or the fibrous web may be torn.
  • step (III) the step of forming a second conductive portion on the outer surface of the first conductive portion where the crack is generated.
  • the method of forming the second conductive portion is the same as the description of step (3) in the method of manufacturing the conductive composite fiber described above, and the detailed description thereof will be omitted.
  • step (III) may be preferably performed in a state in which the fibrous web is elongated, through which the second conductive portion easily penetrates into the space between the cracks of the first conductive portion, and the electromagnetic shielding material is flexible and flexible.
  • the electromagnetic shielding material is flexible and flexible.
  • the method of forming the conductive web is realized by first forming the fibrous web and then forming the conductive part.
  • the electromagnetic shielding material is implemented in the form of a woven or knitted fabric other than the fibrous web
  • the woven or knitted fabric is manufactured first.
  • the conductive material is formed by forming a first conductive portion in the fabric or knitted fabric, and forming the second conductive portion in a state in which a crack is generated in the first conductive portion by stretching it.
  • the shielding material is also within the scope of the present invention.
  • the conductive fibrous web 110 manufactured by the above-described method is implemented by the electromagnetic shielding material 1100 including the same, and the conductive fibrous web 110 is a fibrous web formed of the fibrous portion 51, the fibrous portion 51. And a first conductive portion 52 coated on an outer surface of the first conductive portion 52 and including a crack, and a second conductive portion 53 covering an outer surface of the first conductive portion 52.
  • a conductive adhesive layer 200 may be further provided on at least one surface of the conductive fibrous web 110 as shown in FIG. 7.
  • the conductive adhesive layer 200 may be a known conductive adhesive layer. The detailed description is replaced with the description in the first embodiment described above.
  • the flexible electromagnetic shielding material 1200 may have at least some pores of the conductive fibrous web 120 and the plurality of pores H including a plurality of pores H.
  • the first conductive component 300 provided therein may further include a conductive adhesive layer 200 provided on one or both surfaces of the conductive fibrous web 120.
  • the conductive fibrous web 120 has a three-dimensional network structure and includes a plurality of pores (H).
  • the plurality of pores H may be formed by being surrounded by conductive composite fibers 60 forming the conductive fibrous web 120.
  • the porosity of the conductive fibrous web 120 may be 30 to 80%, through which it can be easily implemented as a flexible and flexible electromagnetic shielding material.
  • the conductive fiber web 120 may have an air permeability of 0.01 ⁇ 2cfm, if the air permeability is less than 0.01cfm when forming a conductive adhesive layer on any one surface of the conductive fiber web, the conductive adhesive layer as pores of the fiber web Impregnation of the formation composition may be difficult, and if it exceeds 2cfm, mechanical properties and electromagnetic shielding performance of the conductive fibrous web may be degraded.
  • the conductive fiber web 120 may have a thickness of 5 to 200 ⁇ m, and a basis weight may be 5 to 100 g / m 2. If the thickness of the conductive fibrous web is greater than 200 ⁇ m, it may not be easy to form a metal shell portion of the conductive composite fiber, which is an example of forming the conductive fibrous web 120, on the fibers included in the entire outer and inner regions of the fibrous web. There is a fear that the elastic properties are lowered. In addition, when the thickness is less than 5 ⁇ m the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, the handling becomes difficult, it may not be easy to manufacture.
  • the conductive fibrous web may be formed by stacking a single conductive fibrous web or a single conductive fibrous web.
  • a conductive adhesive layer for bonding each conductive fibrous web may be further interposed therebetween.
  • the conductive adhesive layer is replaced with the description of the conductive adhesive layer 200 to be described later.
  • the basis weight of the conductive fibrous web 120 is less than 5g / m2 the mechanical strength of the conductive fibrous web is reduced, the handling becomes difficult, may not be easy to manufacture, if the conductive fiber web exceeds 100g / m2 It may not be easy to form the metal shell portion of the fiber in the fiber contained in the entire area outside and inside the fiber web, and there is a fear that the elastic property is lowered.
  • the conductive composite fiber 60 forming the conductive fiber web 120 includes a fiber part 61 including a fiber forming component and a metal shell part coated on the outside of the fiber part 11. And (62).
  • the fiber forming component of the fiber portion 61 is a subject of forming a fiber or a fibrous web in a conductive composite fiber or a conductive fibrous web, and expresses elasticity, flexibility and wrinkle / resilience of the fibrous web, and is usually formed in a fibrous form.
  • Known high molecular compounds that can be used without limitation.
  • the fiber forming component is a fiber part 61 and the conductive fibrous web 120 implemented therein is a fluorine-based compound PVDF and polyurethane to prevent the development of improved elasticity, flexibility, heat resistance, chemical resistance and mechanical strength It may be blended on the use solution and spun.
  • PVDF and polyurethane may be included in a weight ratio of 1: 0.2 to 2, and more preferably 1: 0.4 to 1.5 weight ratio. If the polyurethane weight is less than 0.2 times based on the weight of PVDF, flexibility, elasticity, etc. may be lowered, which may cause tearing when the substrate is provided on the substrate having deformation or step difference in use. It may be difficult to get in close contact with the part where it is, and the damage of the conductive fibrous web may be greater than the initial designed electromagnetic shielding performance. In addition, if the polyurethane weight is included in excess of 2 times based on the PVDF weight, the restoring force due to expansion and contraction is lowered, which may cause permanent deformation of the shape due to failure to restore to the stretched state.
  • the chemical resistance is significantly lowered, and the fiber portion may be damaged during the formation of the metal shell. Accordingly, the mechanical properties such as the fiber part is cut off or the fiber web is torn due to the shape deformation of the conductive fiber web may be stretched or wrinkled. Can be degraded.
  • the metal shell 62 functions to reduce the resistance of the conductive fibrous web to express the electromagnetic shielding performance.
  • the metal shell 62 may be used without limitation in the case of a conventional electrically conductive metal material.
  • the metal shell 62 may be at least one material selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel.
  • the metal shell portion may be formed of three layers of nickel layer / copper layer / nickel layer, wherein the copper layer may exhibit excellent electromagnetic shielding performance as the conductive fiber web may have low electrical resistance.
  • the nickel layer formed on the copper layer can prevent the degradation of the electromagnetic shielding performance by preventing oxidation of the copper layer.
  • the metal shell portion 62 may have a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, and if the thickness of the metal shell portion exceeds 2 ⁇ m, cracking or peeling occurs when the shape of the conductive composite fiber 60 changes, such as bending. easy to do.
  • the increased thickness of the conductive portion alters the pore structure of the conductive fibrous web, which can make it difficult to achieve a desired level of flexibility, flexibility, and the like.
  • the thickness is less than 0.1 ⁇ m it is not easy to form a thin thickness, it is very easy to crack or peel off it may be difficult to express the electromagnetic shielding performance to the desired level when stretched.
  • the conductive composite fiber 60 may have a diameter of 0.2 to 10 ⁇ m, and when the diameter is less than 0.2 ⁇ m, handleability may decrease, and manufacturing may not be easy. There is a risk of reducing the shielding performance.
  • the first conductive component 300 may be provided in some or all of the plurality of pores H provided in the conductive fibrous web 120 formed of the conductive composite fiber 60.
  • the first conductive component 300 expresses the electromagnetic wave shielding performance together with the conductive fiber web 120 described above, and at the same time, the conductive fiber may be cracked in the metal shell 62 that may occur when the conductive fiber web 120 is stretched or wrinkled. It is possible to prevent the increase in resistance of the web to express the electromagnetic shielding performance to the desired level.
  • the first conductive component 300 may be provided to contact at least a portion of the conductive composite fiber 60 in the pores (H) formed surrounded by the conductive composite fiber (60).
  • the pores H may be in contact with the conductive composite fiber 60. Due to the first conductive component 300 provided, spaced apart gaps due to cracks are electrically connected to each other, thereby minimizing or preventing increase in resistance of the conductive fibrous web 120.
  • the first conductive component 300 may be used without limitation in the case of a known material having electrical conductivity.
  • the first conductive component 300 may be made of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloy, and stainless steel. It may be a material of any one or more of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group. The specific kind of the conductive polymer compound is replaced with the description of the conductive polymer compound in the first embodiment described above.
  • the first conductive component 300 may be a metal particle to prevent the increase in resistance due to cracks that may occur in the metal shell portion 62, and to improve the electromagnetic shielding performance due to the first conductive component itself. have.
  • the metal particles when the metal particles are provided in the pores H, the metal particles may be adjusted to have a particle diameter equal to or smaller than the pore diameter of the pores H so as to contact the metal shell 62. Particles having a particle size of 0.80 to 0.95 times the average pore size can be used as the first conductive component 90% or more of the total metal particles.
  • the metal particles having a particle size of less than 0.8 times the average pore size of the pores are included in more than 90% of the total metal particles, even if the metal particles are included in the pores, the metal shell portion 62 of the conductive composite fiber 60 As there is less possibility of contacting with, it may not be possible to minimize or prevent the increase of resistance to the desired level when cracking occurs in the metal shell part by stretching or bending.
  • the metal particles having a particle size of more than 0.95 times the average pore size of the pores are included in more than 90% of the total metal particles, it may be difficult to provide the metal particles in the pores, even if provided Particles are provided only in the pores exposed on the surface of the fibrous web, and metal particles may be difficult to be provided in the inner pores. Therefore, when the crack occurs in the metal shell part by stretching or bending, the resistance increase may not be minimized or prevented. have.
  • the metal particles having a particle size of 0.80 to 0.95 times the average pore size of the pores are less than 90% of the total metal particles, the metal particles are difficult to be disposed in the pores so as to contact the metal shells or the pores themselves. As more metal particles are harder to penetrate, it may not be possible to minimize or prevent an increase in resistance to a desired level when cracking occurs in the metal shell part by stretching or bending.
  • the first conductive component 300 may be provided in an amount of 11 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive fibrous web 120. If the first conductive component 300 is less than 11 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive fibrous web, it is difficult to express a desired level of electromagnetic shielding performance or electrically cracked portions where cracks are generated when metal shells are cracked. It can be difficult to communicate, making it difficult to maintain the designed electromagnetic shielding performance. In addition, if the first conductive component is provided in excess of 900 parts by weight, the porosity of the conductive fibrous web may decrease, the weight may increase, and the elasticity and flexibility may be significantly reduced. In addition, when the electromagnetic shielding material is stretched or wrinkled, the first conductive component may be detached to deteriorate the electromagnetic shielding performance.
  • the electromagnetic shielding material according to one embodiment of the present invention described above may be prepared by including (1) preparing a conductive fibrous web and (2) providing a first conductive component in at least some pores of the manufactured conductive fibrous web. May be, but is not limited thereto.
  • step (1) a step of manufacturing the conductive fibrous web 120 is performed.
  • the conductive fibrous web 120 implements a fibrous web having a three-dimensional network structure with the manufactured conductive composite fiber 60 or (a) spinning a spinning solution containing a fiber-forming component to produce a fibrous web formed of fibrous parts. Step and (b) to form a metal shell to cover the outside of the fiber portion can be produced through the step of producing a conductive fibrous web.
  • the conductive composite fiber spins the spinning solution containing the fiber-forming component through the inner nozzle of the double spinning nozzle, and extrudes a metal paste capable of forming a metal shell through the outer nozzle. It can be prepared by firing the metal paste.
  • the conductive composite fiber may be prepared by forming a metal shell portion on the outer surface of the fiber manufactured through a spinning solution containing a fiber forming component.
  • the spinning solution may further include a solvent appropriately selected according to the spinning method, the type of the fiber-forming component provided, etc. may be a solution in which the fiber-forming component is dissolved or a melt in which the fiber-forming component is melted.
  • the method of spinning the spinning solution may be appropriately selected in consideration of the diameter of the desired conductive fiber and the type of the fiber forming component.
  • the spinning solution may be electrospinning or a method in which the spinning solution is extruded through the spinneret using pressure. .
  • dry spinning or wet spinning can be appropriately selected in consideration of the type of the fiber forming component, the type of the solvent provided in the spinning solution, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the method of forming the metal shell on the outer surface of the manufactured fiber may be performed by a known metal coating method or plating method.
  • the fiber may be subjected to drying and / or sintering after immersing the fiber in a metal paste.
  • the plating may be performed through electroless plating using a known plating method.
  • the conductive composite fiber produced may be a method of manufacturing a known fibrous web, for example, a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a wet nonwoven fabric, a spanless nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a meltblown fabric. Can be made into a conductive fibrous web.
  • a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a wet nonwoven fabric, a spanless nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a meltblown fabric.
  • the conductive fibrous web is another manufacturing method, (a) preparing a fibrous web formed of a fiber portion spun a spinning solution containing a fiber forming component and (b) a metal shell portion to cover the outside of the fiber portion It can be prepared, including the step of forming a conductive fibrous web.
  • the fibrous web may be manufactured by a known spinning method.
  • the fibrous web may be manufactured through a calendering process on a fibrous mat collected and accumulated in a collector by spinning a fiber forming component.
  • it can be prepared by performing the above-described method for producing a known fibrous web for the fibers produced separately.
  • the fiber web prepared in step (a) is a step (b), to form a metal shell portion to cover the fiber portion of the fiber web.
  • the step (b) is to form a metal shell portion on the outer surface of the fiber portion of the manufactured fiber web
  • the metal shell portion can be formed by a known method, for example, metal shell portion deposition, plating, conductivity Coating through a paste; and the like.
  • the metal shell portion may be deposited only on the outside of the fiber portion positioned on the surface portion of the fiber web, and the metal shell portion may be difficult to be provided in the fiber portion located in the center portion of the fiber web, and thus, electromagnetic waves may be at a desired level. It may be difficult to develop masking effects.
  • the surface portion of the fibrous web on which the metal shell is deposited may decrease the elastic properties of the fibrous web as the pores may be closed, and there is a concern that the deposited portion may be easily crushed or peeled off during the stretching.
  • the fibrous portion in the case of coating the fibrous web with a conductive paste, the fibrous portion may be evenly coated on the surface / center portion of the fibrous web, but the elastic properties may be remarkably reduced due to the pore closure, thereby causing the metal shell to break during stretching. Peeling can be serious.
  • the metal shell may be formed through plating on the fibrous web, and more preferably, the plating may be electroless plating.
  • step (2) the step of providing a first conductive component in at least some pores of the prepared conductive fibrous web.
  • the first conductive component may be provided in the pores provided in the conductive fibrous web by appropriately changing a known method for filling the material in the pores of the porous substrate, for example, the application of a conductive solution containing the first conductive component, Known coating methods such as dipping, screen printing, floating printing, bar coating or comma coating can be used, and the listed methods can be carried out by employing the conditions according to the known methods for each. Detailed description thereof will be omitted.
  • the viscosity of the conductive solution, the pore size, the porosity of the conductive fiber web can be adjusted to adjust the content of the conductive solution provided in the conductive fiber web.
  • the conductive solution may be a metal paste including metal particles as a conductive component, and the metal paste may include a binder component.
  • the binder component may be a polymer compound having elasticity and elasticity so as not to inhibit elasticity, flexibility, etc. of the conductive fibrous web, and may be, for example, a urethane-based compound.
  • the flexible electromagnetic shielding material 1200 ′ is a metal shell portion 62 of the conductive composite fiber 60 ′ forming the conductive fiber web 120 ′.
  • Crack (C) is formed at '), and may include a second conductive component 310 provided in the spaced gap of the crack (C). As the second conductive component 310 electrically connects the spaced gaps of the cracks C, the increase in resistance due to the occurrence of the cracks C may be minimized.
  • the crack (C) is intentionally formed in the manufacturing step of the electromagnetic shielding material, to improve the flexibility of the electromagnetic shielding material through the crack (C), and to prevent the degradation of properties due to the generation of the crack (C) after commercialization
  • the second conductive component 310 is interposed in the spaced gap of the crack C, and the resistance decreases due to the crack C through the first conductive component 300 'contacting the portion where the crack C is located. Can be minimized from the commercialization stage to meet the desired initial design properties.
  • the second conductive component 310 may be used without limitation when the material is a known material having electrical conductivity.
  • the second conductive component 310 may be aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloy, and stainless steel. It may be any one or more materials of one or more metals and conductive polymer compounds selected from the group consisting of.
  • the second conductive component 310 may be silver particles.
  • the second conductive component 310 may have the same or different material as the first conductive component 120 ′.
  • the second conductive component 310 may be used to adjust the size so that the average particle size is interposed in the spaced gap of the crack, for example, the particle size may be 0.01 ⁇ 0.1 ⁇ m.
  • the method for manufacturing the flexible electromagnetic shielding material having the second conductive component 310 interposed in the spaced apart gap of the crack C will be described. It may be prepared by elongating in the uniaxial or biaxial direction to generate a crack in the metal shell portion and then the second conductive component 310 penetrates the spaced gaps of the crack (C) in the elongated state. .
  • a solution including the second conductive component 310 for example, silver paste is treated to the conductive fibrous web, and the conductive fibrous web is stretched in the uniaxial or biaxial direction to generate cracks in the metal shell.
  • the silver paste may be interposed in the spaced spaces by allowing the pretreated silver paste to penetrate into the spaced spaces of the cracks maintained in the stretched state.
  • the first conductive component is interposed with the second conductive component in the spaced apart gap of the crack and then provided to the pores of the conductive fibrous web in a separate process, or in the process of treating the above-mentioned second conductive component
  • the first conductive component may be included in the solution to be used so that the first conductive component may be provided in the pores of the conductive fibrous web, and the second conductive component may be interposed between the cracks between the cracks of the metal shell.
  • Conductive adhesive layers 200 and 200 ' may be further provided on at least one surface of the conductive fibrous webs 120 and 120' implemented by the aforementioned manufacturing methods.
  • the detailed description of the conductive adhesive layers 200 and 200 ' is replaced with the description of the conductive adhesive layer in the above-described first embodiment.
  • the flexible electromagnetic shielding material 1300 includes a conductive fibrous web 130 formed of the conductive composite fiber 70, and the conductive fibrous web 130 of FIG. It may further include a conductive adhesive layer 200 provided on one side or both sides.
  • the conductive fibrous web 130 has a three-dimensional network structure and includes a plurality of pores.
  • the plurality of pores may be formed by being surrounded by conductive composite fibers 70, which is an example of forming the conductive fibrous web 130.
  • the conductive fiber web 130 may have an air permeability of 0.01 ⁇ 2cfm, if the air permeability is less than 0.01cfm when forming a conductive adhesive layer on any surface of the conductive fiber web, the conductive adhesive layer as pores of the fiber web Impregnation of the formation composition may be difficult, and if it exceeds 2cfm, mechanical properties and electromagnetic shielding performance of the conductive fibrous web may be degraded.
  • the conductive fiber web 130 has a thickness of 5 ⁇ 200 ⁇ m, the basis weight may be 5 ⁇ 100g / m2. If the thickness of the conductive fibrous web exceeds 200 ⁇ m, it may not be easy to form the conductive portion on the outer surface of the fibrous portion located at the center of the fibrous web, and there is a concern that the stretching property is degraded. In addition, when the thickness is less than 5 ⁇ m the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, the handling becomes difficult, it may not be easy to manufacture.
  • the conductive fibrous web 130 may be formed by stacking a single conductive fibrous web or a single conductive fibrous web.
  • a conductive adhesive layer for adhering each conductive fibrous web may be further interposed therebetween.
  • the conductive adhesive layer is replaced with the description of the conductive adhesive layer 200 to be described later.
  • the basis weight of the conductive fibrous web 130 is less than 5g / m2 the mechanical strength of the conductive fibrous web is lowered, handling becomes difficult, may not be easy to manufacture, if the fiber web exceeds 100g / m2 It may not be easy to form the conductive portion on the outer surface of the fiber portion located in the center of the, and there is a fear that the elastic properties are lowered.
  • the conductive composite fiber 70 is implemented by including a crimped fiber portion 71 and a conductive portion 72 coated on the outside of the fiber portion 71 as shown in FIG.
  • the crimp formed on the fiber portion 71 may be formed in different ways according to the material and the manufacturing method of the fiber portion, and the degree of formation of the crimp is not particularly limited in the present invention as it can be adjusted in consideration of the desired elasticity. However, preferably, after stretching the conductive fibrous web 130 having the conductive portion 72 to be described later 1.2 times in the uniaxial direction, the surface resistance value measured in a state where the stretching force is removed is based on the surface resistance value before stretching. Crimps may be formed in the fiber portion to vary by less than 10%.
  • the elasticity of the conductive fiber web may be determined by factors such as the elongation / restoration force of the fiber portion and / or the elongation / restoration force of the conductive portion, and the structure in which the fiber portion forms the web. have.
  • the conductive part is a material having poor elasticity such as a metal, cracks and peeling may occur in the conductive part due to uniaxial stretching of the conductive fiber web, thereby increasing the surface resistance.
  • the conductive fiber web may not be torn or visually torn when the conductive fiber web is uniaxially stretched. Emissions can greatly increase resistance.
  • the conductive fibrous web formed of the crimped fiber part as in the present invention has excellent elasticity like the spring by the winding fiber part, thereby minimizing the influence of the material of the fiber part, the elastic properties of the material of the conductive part, and the like. Etc. can be significantly increased, and even when stretched, damage or peeling of the conductive portion can be minimized or prevented, thereby preventing a decrease in physical properties that increase from the initial designed resistance value.
  • the conductive fibrous web according to an embodiment of the present invention stretches 1.2 times the uniaxial length in the uniaxial direction and then measures the resistance in the state in which the stretching force is removed, so that the measured surface resistance value extends the conductive fibrous web. As it changes within 10% of the total surface resistance value, the property change can be minimized or prevented despite the expansion. If the resistance value is more than 10% in the state of recovery after extension than the resistance value before extension, the resistance value may be significantly increased than that originally designed due to peeling or damage of the conductive part when adhered to the stepped skin contact surface. Damage to the shielding material may occur.
  • the fiber forming component for implementing the fiber portion 71 is a subject of forming a fiber or a fibrous web in a conductive composite fiber or a conductive fibrous web, to express the elasticity, flexibility and wrinkle / resilience of the fibrous web, and usually in fibrous form
  • the fiber forming component may be a conductive fiber web 130 is a mixture of spinning fluorine-based compound PVDF and polyurethane on the spinning solution for spinning to improve the elasticity, flexibility, heat resistance, chemical resistance and mechanical strength .
  • PVDF and polyurethane may be included in a weight ratio of 1: 0.2 to 2, and more preferably 1: 0.4 to 1.5 weight ratio.
  • the polyurethane weight is less than 0.2 times based on the weight of PVDF, flexibility, elasticity, etc. may be lowered, which may cause tearing when the substrate is provided on the substrate having deformation or step difference in use. It may be difficult to get in close contact with the part where it is, and the damage of the conductive fibrous web may be greater than the initial designed electromagnetic shielding performance.
  • the polyurethane weight is more than 2 times based on the weight of PVDF, the restoring force due to expansion and contraction is lowered, which may cause permanent deformation of the shape due to failure to restore to the state before stretching. Failure to reduce the spacing between cracks can cause degradation of electromagnetic shielding performance.
  • the chemical resistance is significantly lowered, and the fiber portion may be damaged during the formation of the metal shell. Accordingly, the mechanical properties such as the fiber part is cut off or the fiber web is torn due to the shape deformation of the conductive fiber web may be stretched or wrinkled. Can be degraded.
  • the fiber portion to form a crimp according to the bi-shrinkage characteristics can be formed by placing in the fiber cross-section so that the two components with different shrinkage characteristics as a fiber forming component is not blended.
  • the two components may be a heterogeneous component having different shrinkage characteristics or a homogeneous component having different viscosity.
  • the conductive portion 72 serves to express the electromagnetic shielding performance by lowering the resistance of the conductive fibrous web.
  • the conductive portion 72 may be used without limitation in the case of a conventional electrically conductive material.
  • the conductive portion 72 may be at least one metal selected from the group consisting of aluminum, nickel, copper, silver, gold, chromium, platinum, titanium alloys, and stainless steel.
  • the conductive portion 72 may be a conductive polymer compound.
  • the conductive polymer compound may be used without limitation in the case of a known polymer compound having electrical conductivity. The specific kind of the conductive polymer compound replaces the description of the conductive polymer compound in the first embodiment.
  • the conductive portion 72 may be a metal in order to express a desired level of electromagnetic shielding performance.
  • the conductive portion may be formed of three layers, that is, a nickel layer / copper layer / nickel layer.
  • the copper layer may exhibit excellent electromagnetic shielding performance as the conductive fiber web may have a low electrical resistance.
  • the nickel layer formed on the copper layer can prevent the degradation of the electromagnetic shielding performance by preventing oxidation of the copper layer.
  • the nickel layer contacting the fiber portion may have a thickness of 0.02 to 0.2 ⁇ m, and the copper layer formed thereon may have a thickness of 0.08 to 1.8 ⁇ m, and the outermost nickel layer may be formed. Silver thickness may be formed to 0.02 ⁇ 0.2 ⁇ m. If the thickness of each layer is out of the above range, the expression of the effect according to each layer may be insignificant or non-expression, and the desired physical properties of the present invention may be insignificant.
  • the conductive part may have a thickness of 0.1 to 2 ⁇ m, and if the thickness of the conductive part exceeds 2 ⁇ m, cracks and peeling may easily occur when the shape of the conductive composite fiber 70 changes, such as bending, and conductivity.
  • the negative material is a conductive polymer compound, it may be difficult to reduce the electrical resistance by increasing the thickness.
  • the increased thickness of the conductive portion alters the pore structure of the conductive fibrous web, which can make it difficult to achieve a desired level of flexibility, flexibility, and the like.
  • the thickness is less than 0.1 ⁇ m it is not easy to form a thin thickness, it is very easy to crack or peel off it may be difficult to express the electromagnetic shielding performance to the desired level when stretched.
  • the conductive composite fiber 70 may have a diameter of 0.2 ⁇ 10 ⁇ m, when the diameter is less than 0.2 ⁇ m the handleability is lowered, may not be easy to manufacture, when the diameter exceeds 10 ⁇ m reduced elasticity As a result, electromagnetic wave shielding performance may be reduced.
  • the conductive adhesive layer 200 may be further provided on at least one surface of the conductive fibrous web 130 including the conductive composite fiber 70 described above as shown in FIG. 13.
  • the description of the conductive adhesive layer 200 is replaced with the description of the conductive adhesive layer in the above-described first embodiment.
  • Electromagnetic shielding material 1300 is a three-dimensional network structure to implement a fibrous web with a crimped conductive composite fiber 70 to produce a conductive fibrous web or (a) fiber formation Spinning the spinning solution containing the component to produce a fiber web through the crimped fiber portion, and (b) forming a conductive portion to cover the outside of the fiber portion to produce a conductive fiber web. .
  • the method of the present invention is a method of implementing a conductive fibrous web through conductive composite fibers prepared after the conductive composite fibers are manufactured.
  • the conductive composite fiber may be manufactured by first manufacturing a fiber part to which crimp is applied and then forming a conductive part on the outside of the fiber part, and simultaneously forming a fiber part and a conductive part.
  • the crimped fiber part may be manufactured through a known method of manufacturing a crimped fiber. Specifically, a method of extruding the molten spinning solution to impart crimping to the spun fiber portion, the method of imparting crimping to the fiber part using the bishrinkage property of the bicomponent polymer, and the physical flammability and heat setting method of the fiber part. Consider how to give crimps.
  • the method of imparting crimping to the fiber part by using the bishrinkage property of the bicomponent polymer is, for example, polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6 to 0.8 dl / g as the first component and an intrinsic viscosity of 0.4 to the second component.
  • the polyethylene terephthalate of 0.55 dl / g may be produced by complex spinning such that the spun fiber section cross-sectional shape is appropriately divided into two components in a side-by-side type, an 8-shaped shape, or a circular cross section. In this case, during spinning, it may be manufactured as a stretched yarn through a separate stretching process after high-speed spinning or spinning. Fibers thus produced are latent crimps that have not been crimped and may express the crimps through separate heat treatment before forming the conductive portion, or simultaneously express the crimps through heat applied to form the conductive portion.
  • the method of imparting crimping through the physical flammability and heat setting method to the fiber portion is a combustible-heat fixation-combustion method, a combustible method, a knife edge method, a starting method, a high pressure air spray method, a complex crimping method, and an open horn.
  • Known methods such as islanding, can be suitably employed, and can be manufactured. As the known conditions can be used according to the selected method, the present invention omits specific description thereof.
  • the fiber portion by electrospinning when manufacturing the fiber portion by electrospinning it can be spun so that the crimp is formed on the fiber spun by changing the spinning conditions. For example, there is a method of inducing rapid aggregation by increasing the weight and diameter of the fiber to form a crimp, and a method of shortening the flight time of the fiber at the time of aggregation.
  • the spinning conditions such as reducing the distance between the nozzle and the integrated plate, the fiber can be crimped by spinning differently from the usual electrospinning.
  • the conductive portion can be formed in the fiber portion implemented by the above-described method, the conductive portion can be carried out through a known coating method or plating method for coating a metal or a polymer compound on the outer surface of the fiber produced, for example,
  • the conductive part is a metal
  • the conductive part may be formed by immersing the fiber in the metal paste and then drying and / or sintering the fiber.
  • the conductive portion can be formed through electroless plating by a known plating method.
  • the method of simultaneously forming the fiber portion and the conductive portion to produce a conductive composite fiber is to spin the spinning solution containing the fiber-forming component through the inner nozzle of the double-spinning nozzle, it is possible to form the conductive portion through the outer nozzle After extruding the metal paste, the metal paste may be fired.
  • the discharge rate of the spinning solution radiated from the inner nozzle during electrospinning, an applied voltage and / or humidity between the air gaps Properly adjusted can impart a winding crimp to the spun nanoscale fiber portion.
  • the specific conditions for crimping imparted may be changed according to the degree of crimping to be imparted to the nanofiber part, so the present invention is not particularly limited thereto.
  • the conductive composite fiber produced by the above-described method is a known method of manufacturing a fibrous web, for example, a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a wet nonwoven fabric, a span nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a meltable fabric. It can be made into a conductive fibrous web using a method such as new.
  • the step (a) it is possible to manufacture a fiber web after the crimped fiber part is manufactured through the method of manufacturing the crimped fiber part in the conductive composite fiber manufacturing method described above.
  • the fiber web is produced through a calendering process on a fiber mat collected and accumulated in a collector by spinning a fiber-forming component, or known for the crimped fibers produced separately.
  • the fibrous web may be manufactured by performing the prepared fibrous web.
  • the fiber web prepared in step (a) is performed in step (b) to form a conductive part to cover the fiber part of the fiber web.
  • the step (b) is to form a conductive portion on the outer surface of the fiber portion of the fibrous web state
  • the conductive portion may be formed by a known method, for example, the deposition of the conductive portion, plating, coating method through the conductive paste, etc. This can be.
  • the conductive portion may be deposited only on the outside of the fiber portion positioned in the surface portion of the fibrous web, and the conductive portion may be difficult to be provided in the fibrous portion located in the center portion of the fibrous web. It can be difficult to express.
  • the surface portion of the fibrous web on which the conductive portion is deposited may decrease the elastic properties of the fibrous web as the pores may be closed, and there is a concern that the deposited portion may be easily broken or peeled off during the stretching.
  • the fibrous portion in the case of coating the fibrous web with the conductive paste, the fibrous portion may be evenly coated on the surface / center portion of the fibrous web, but the elastic property may be remarkably decreased due to the pore closure, thereby causing the conductive portion to break. Peeling can be serious.
  • the conductive portion may be formed through plating on the fibrous web, and more preferably, the plating may be electroless plating.
  • a conductive adhesive layer on at least a portion of the conductive fibrous web prepared;
  • the conductive adhesive layer is formed by being treated on at least one surface of a conductive fibrous web in which a conductive adhesive composition including a resin component, a conductive filler, a solvent, and other additives such as a dispersant and a flame retardant, which forms the matrix of the conductive adhesive layer, is formed.
  • a conductive adhesive composition including a resin component, a conductive filler, a solvent, and other additives such as a dispersant and a flame retardant, which forms the matrix of the conductive adhesive layer, is formed.
  • the method of treating the conductive adhesive composition may use a known coating method such as coating, screen printing, floating printing, or comma coating of the conductive adhesive composition, and the enumerated methods employ conditions according to the known methods for each.
  • the viscosity of the conductive adhesive composition, the pore size of the conductive fibrous web, the porosity may be adjusted to prevent the conductive adhesive composition from penetrating into the conductive fibrous web, or may be adjusted to be impregnated into the conductive fibrous web.
  • the electromagnetic shielding materials 1000, 1100, 1200, and 1300 are implemented as the electromagnetic shielding circuit module 2000 as shown in FIG. 15, and specifically, a circuit board 2200 on which the elements 2310 and 2320 are mounted.
  • the electromagnetic shielding material 2100 may be provided on the circuit board 2200 to cover at least the upper and side portions of the elements 2310 and 2320.
  • the circuit board 2200 may be a known circuit board provided in an electronic device.
  • the circuit board 2200 may be a PCB or an FPCB. Since the size and thickness of the circuit board 1200 can be changed according to the internal design of the electronic device to be implemented, the present invention is not particularly limited thereto.
  • the devices 2310 and 2320 may be well-known devices mounted on a circuit board in an electronic device such as a driving chip, and may be devices that generate electromagnetic waves and / or heat or are sensitive to electromagnetic waves to easily malfunction.
  • the electromagnetic shielding material 2100 according to the exemplary embodiment of the present invention, even when a distance between the adjacent elements 2310 and 2320 is narrow or a step occurs due to the thickness of the elements 2310 and 2320 as shown in FIG. As it can be adhered closely, it is advantageous to express more improved electromagnetic shielding performance.
  • a spinning solution was prepared by dissolving 12 g of polyvinylidene fluoride in a weight ratio of dimethylacetamide and acetone at 70:30 using 88 ° C. at 6 ° C. for 6 hours using a magnetic bar. Spherical silver particles having an average particle diameter of 1.3 ⁇ m were added to the spinning solution by mixing polyvinylidene fluoride and silver particles in a volume ratio of 1: 0.2 to account for 16.7% of the total volume of the final fiber, followed by ultrasonic disperser. Dispersed for 12 hours. The spinning solution was introduced into a solution tank of an electrospinning apparatus, the solution was stirred through an impeller, and discharged at a rate of 20 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the spinning section is 30 °C
  • the humidity is maintained at 50%
  • the distance between the collector and the spinneret tip 20cm using a high voltage generator to apply a voltage of 40kV to the spin nozzle pack (Spin Nozzle Pack) and
  • a calendering process was performed by applying heat and pressure at a temperature of 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the fibrous web.
  • a nickel metal shell portion was formed on the manufactured fibrous web.
  • nickel electroless plating was performed on the fibrous web.
  • the fibrous web was immersed in a degreasing solution at 60 ° C. for 30 seconds and then washed with pure water, and then immersed in an etching solution (5 M NaOH, pure water) at 60 ° C. for 1 minute. It was washed with pure water. Thereafter, the fibrous web was immersed in a catalyst solution (Pd 0.9%, HCl 20%, pure water) at room temperature for 3 minutes and then washed with pure water.
  • a catalyst solution Pd 0.9%, HCl 20%, pure water
  • the conductive fibrous web was prepared as shown in Table 1 having a thickness of 10 ⁇ , a basis weight of 12 g / m 2, and a porosity of 40%. It was.
  • Example 2 Prepared in the same manner as in Example 1, the content of the conductive filler, the particle diameter was changed as shown in Table 1 or Table 2 to prepare a conductive fiber web as shown in Table 1.
  • Example 2 Prepared in the same manner as in Example 1, but did not include a conductive filler, to prepare a conductive fibrous web as shown in Table 2.
  • the resistance of the conductive fiber web surface was measured by a resistance meter (HIOKI 3540 m ⁇ HITESTER, HIOKI). Based on the measured value of Comparative Example 1 measured as 100, the measured resistance value according to the example was expressed as a relative percentage.
  • the specimen was stretched 1.2 times in the transverse direction using a jig, and then three sets were repeated with one set of 1.2 times in the longitudinal direction.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Conductive Filler Particle size ( ⁇ m) 1.3 1.45 1.6 0.25 0.35 0.75 Content (% by volume) 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7 2nd part diameter (nm) 300 300 300 300 300 300 300 300 300 Second part diameter: conductive filler diameter 1: 4.33 1: 4.83 1: 5.33 1: 0.83 1: 1.17 1: 2.5 Initial electromagnetic shielding performance (%) 89.6 87.4 86.7 99.1 94.2 92.1 Electromagnetic shielding performance change rate (%) 10.7 11.1 23.8 26.6 18.5 14.9 Shape holding power ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Example 7 Example 8 Example 9 Example 10 Example 11 Comparative Example 1 Conductive Filler Particle size ( ⁇ m) One 1.3 1.3 1.3 1.3 - Content (% by volume) 16.7 8.5 10.5 49 52 0 2nd part diameter (nm) 300 300 300 300 300 300 300 300 Second part diameter: conductive filler diameter 1: 3.33 1: 4.33 1: 4.33 1: 4.33 1: 4.33 - Initial electromagnetic shielding performance (%) 90.5 98.5 93.2 79.4 78.1 100 Electromagnetic shielding performance change rate (%) 12.0 14.4 11.6 16.6 26.9 41.1 Shape holding power ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Example 3 the particle size of the conductive filler was outside the preferred range of the present invention, but in Example 11, the content was outside the preferred range of the present invention, the tearing occurred due to elongation due to the decrease in mechanical strength, and thus the variation rate. It can also be confirmed that it was large.
  • Example 3 Prepared in the same manner as in Example 1, but changed the fiber-forming component and solvent of the spinning solution. Specifically, 16 g of the fiber-forming component in which the weight ratio of polyvinylidene fluoride and polyurethane were mixed at 7: 3 was mixed with 84 g of the solvent in which the weight ratio of dimethylacetamide and acetone was mixed at 7: 3. It was dissolved by using to prepare a spinning solution, through which the thickness was 10 ⁇ m, basis weight of 11.6g / m2, porosity of 38% to prepare a conductive fibrous web as shown in Table 3.
  • Example 12 The preparation was carried out in the same manner as in Example 12, except that the content ratio of PVDF and polyurethane, which are fiber forming components, was changed as shown in Table 3 to prepare a conductive fiber web as shown in Table 3 below.
  • Example 1 In Example 1 and Examples 12 to 18, the following physical properties were evaluated and shown in Table 2 below.
  • the specimen was stretched 1.4 times in the transverse direction using a jig, and then three sets were repeated with one set of 1.4 times in the longitudinal direction again in a state where the stress was removed.
  • the area (C) of the specimen was calculated after three sets of stretching and recovery in the horizontal and vertical directions.
  • the area variation rate was calculated according to Equation 2 based on the area (D) of the initial specimen before the stretching process.
  • damage occurred such as tearing after 3 sets of expansion
  • Example 1 Example 12 Example 13 Example 14 Example 15 Example 16 Example 17 Example 18 Fiber Forming Ingredients PVDF: Polyurethane Weight Ratio 1: 0.0 1: 0.43 1: 1.45 1: 1.6 1: 1.9 1.2.2 1: 0.14 1: 0.22 Electromagnetic shielding performance change rate (%) 26.9 6.9 8.2 11.6 12.8 16.7 15.1 10.3 Shape holding power Damage ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Area variation rate (%) Unmeasured 3.2 6.4 6.8 7.5 Unmeasured Unmeasured 2.1
  • Example 1 containing no polyurethane as the fiber forming component of the fiber part, it was confirmed that the tearing occurred as the elongation ratio was increased than in Experimental Example 1, and it was confirmed that the rate of variation of the electromagnetic shielding performance was also significantly increased.
  • Example 16 the tearing occurred even when the polyurethane was increased was expected as a result of damage to the fiber portion depending on the various solutions applied during the plating process.
  • a spinning solution was prepared by dissolving 12 g of polyvinylidene fluoride in a weight ratio of dimethylacetamide and acetone at 70:30 using 88 ° C. at 6 ° C. for 6 hours using a magnetic bar.
  • the spinning solution was introduced into a solution tank of an electrospinning apparatus and discharged at a rate of 20 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the radiation section is 30 °C
  • the humidity is maintained at 50%
  • the distance between the collector and the spinneret tip 20cm, using a high voltage generator on the collector the voltage of 40kV to the spin nozzle pack (Spin Nozzle Pack)
  • air pressure of 0.01 MPa per spin pack nozzle was applied to produce PVDF fiber webs having an average diameter of 200 nm.
  • heat and pressure were applied at a temperature of 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the fibrous web.
  • a first conductive portion that is nickel was formed on the manufactured fibrous web.
  • nickel electroless plating was performed on the fibrous web.
  • the fibrous web was immersed in a degreasing solution at 60 ° C. for 30 seconds and then washed with pure water, and then immersed in an etching solution (5 M NaOH, pure water) at 60 ° C. for 1 minute. It was washed with pure water.
  • the fibrous web was immersed in a catalyst solution (Pd 0.9%, HCl 20%, pure water) at room temperature for 3 minutes and then washed with pure water.
  • the fibrous web After immersing the fibrous web in 50 ° C sulfuric acid solution (H 2 SO 4 85ml / L, pure water) for 30 seconds for catalytic activity and then rinsing with pure water, the fibrous web was immersed in 60 ° C nickel ion solution for 1 minute and then pure The first conductive portion of nickel having a thickness of 0.12 mu m was coated on the fiber portion of the fibrous web.
  • 50 ° C sulfuric acid solution H 2 SO 4 85ml / L, pure water
  • a second conductive part forming solution was prepared to form the second conductive part. Specifically, in order to improve volatilization in a dispersion in which 1 to 1.5 parts by weight of PEDOT is mixed with respect to 100 parts by weight of ultrapure water, 100 parts by weight of the dispersion is used. 50 parts by weight of IPA was mixed and stirred at room temperature for 6 hours. The second conductive part forming solution prepared was spray coated on the fibrous web fixed to the mold and dried in a vacuum oven at 60 ° C.
  • the nanofiber diameter, the thickness of the first conductive portion and / or the second conductive portion was changed as shown in Table 4 to prepare a conductive fiber web as shown in Table 4.
  • Example 19 Prepared in the same manner as in Example 19, except that only the first conductive portion was formed to prepare a conductive fiber web as shown in Table 4 below.
  • the electromagnetic wave shielding materials according to Examples 19 to 26 and Comparative Examples 2 and 3 were evaluated according to Experimental Example 1 described above, and the initial electromagnetic wave shielding performance, the electromagnetic wave shielding performance variation rate, and the shape holding force were evaluated and shown in Table 4.
  • the initial electromagnetic shielding performance is a relative value of the measured resistance value according to Examples 19 to 24 and Comparative Example 3 on the basis of the measured value of Comparative Example 2.
  • Example 19 Example 20 Example 21 Example 22 Example 23 Example 24 Example 25 Example 26 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Nano fiber diameter (nm) 200 200 800 1500 1500 800 800 200 200 200 First conductive part thickness ( ⁇ m) 0.12 0.07 1.0 1.9 2.2 1.5 1.5 0.12 0.12 0 Second conductive part thickness ( ⁇ m) 0.06 0.06 0.05 0.09 0.09 0.95 1.2 0.02 0 1.0 Initial electromagnetic shielding performance (%) 103.5 109.1 81.7 76.4 74.3 78.5 84.8 106.2 100 115.8 Electromagnetic shielding performance variation rate (%) 12.8 16.5 9.6 11.5 15.1 12.4 26.8 16.0 41.1 0.6 Shape holding power ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Comparative Example 2 in which only the first conductive portion, which is a metal, is formed, it can be seen that the electromagnetic wave shielding variation rate is remarkable.
  • Comparative Example 3 in which only the second conductive portion is formed may confirm that the initial electromagnetic shielding performance is not significantly better than the embodiments.
  • Example 20 in which the first conductive portion was made too thin, the initial electromagnetic wave shielding performance was lowered compared to Example 19, which was caused by peeling of the first conductive portion in the stretching process before forming the second conductive portion. It was expected.
  • Example 23 in which the first conductive portion was too thick, it can be seen that the variation rate of the electromagnetic shielding performance was larger than that of Example 22.
  • Example 26 in which the second conductive portion was too thin, the initial electromagnetic shielding performance was lowered in comparison with Example 19, because the second conductive portion was filled in the gaps between the cracks generated so that the electrical connection was weak. was expected as a result.
  • Example 25 in which the second conductive portion was excessively formed, tearing occurred after three sets of extension and recovery, and it can be seen that the variation of the electromagnetic shielding performance was also large.
  • Example 19 Prepared in the same manner as in Example 19, except that the fiber-forming component and the solvent of the spinning solution were changed. Specifically, 16 g of the fiber-forming component in which the weight ratio of polyvinylidene fluoride and polyurethane were mixed at 7: 3 was mixed with 84 g of the solvent in which the weight ratio of dimethylacetamide and acetone was mixed at 7: 3. It was dissolved by using to prepare a spinning solution, through which a thickness of 20 ⁇ m, a basis weight of 11.1g / m2, porosity of 30% to prepare a conductive fibrous web as shown in Table 5.
  • Example 19 Examples 27 to 33, the electromagnetic wave shielding performance variation rate and the shape holding force were evaluated in the same manner as in Experiment 2, and the following physical properties were evaluated and shown in Table 5 below.
  • Example 19 Example 27 Example 28 Example 29 Example 30
  • Example 31 Example 32
  • Electromagnetic shielding performance change rate (%) 23.9 4.8 4.0 7.5 8.7 12.7 11.1 6.4
  • Shape holding power Damage ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Area variation rate (%) Unmeasured 3.0 5.8 6.4 6.9 Unmeasured Unmeasured 2.2
  • Example 19 containing no polyurethane as the fiber forming component of the fiber part, it was confirmed that the tearing occurred as the elongation ratio was increased in Experimental Example 1, and it was confirmed that the variation rate of the electromagnetic shielding performance was also significantly increased.
  • Example 31 the tearing occurred even when the polyurethane was increased was expected as a result of the damage to the fiber portion depending on the various solutions applied during the plating process.
  • a spinning solution was prepared by dissolving 12 g of polyvinylidene fluoride in a weight ratio of dimethylacetamide and acetone at 70:30 using a magnetic bar at 85 ° C. for 6 hours at 80 ° C.
  • the spinning solution was introduced into a solution tank of an electrospinning apparatus and discharged at a rate of 20 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the radiation section is 30 °C
  • the humidity is maintained at 50%
  • the distance between the collector and the spinneret tip 20cm, using a high voltage generator on the collector the voltage of 40kV to the spin nozzle pack (Spin Nozzle Pack)
  • air pressure of 0.03 MPa per spin pack nozzle was applied to prepare a PVDF fiber web having an average diameter of 400 nm.
  • a calendering process was performed by applying heat and pressure at a temperature of 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the fibrous web.
  • a nickel metal shell portion was formed on the manufactured fibrous web.
  • nickel electroless plating was performed on the fibrous web.
  • the fibrous web was immersed in a degreasing solution at 60 ° C. for 30 seconds and then washed with pure water, and then immersed in an etching solution (5 M NaOH, pure water) at 60 ° C. for 1 minute. It was washed with pure water. Thereafter, the fibrous web was immersed in a catalyst solution (Pd 0.9%, HCl 20%, pure water) at room temperature for 3 minutes and then washed with pure water. Subsequently, the fibrous web was immersed in 50 ° C.
  • a silver paste containing silver particles having an average particle diameter of 0.58 ⁇ m as a first conductive component and a particle diameter of 92% of all the particles within a range of 0.56 to 0.66 ⁇ m was formed by using a bar coater on the conductive fiber web. Penetrated into the pores of, and the paste that did not penetrate was removed and dried in a vacuum oven at 60 °C to prepare an electromagnetic shielding material as shown in Table 6.
  • Example 33 Prepared in the same manner as in Example 33, except that the particle size of the first conductive component was changed to the following Table 6 to prepare a conductive shield as shown in Table 6.
  • Example 33 Manufactured in the same manner as in Example 33, wherein the conductive fibrous web was uniaxially treated with a silver paste containing silver particles having an average particle diameter of 0.05 ⁇ m as a second conductive component in the conductive fibrous web using a bar coater. 1.2 times elongation caused cracking in the metal shell of the conductive composite fiber. At this time, the stretched state was maintained for 2 hours to allow the second conductive component to penetrate into the spaced apart spaces of the cracked metal shell part, and was dried in a vacuum oven at 60 ° C. after removing the non-penetrated silver paste. Thereafter, the silver paste including the first conductive component according to Example 1 was treated as in Example 1 and dried to prepare an electromagnetic shielding material as shown in Table 6 below.
  • the initial electromagnetic wave shielding performance and the electromagnetic wave shielding performance fluctuation rate were evaluated and shown in Table 6 below.
  • the initial electromagnetic shielding performance is expressed as a relative percentage of the measured resistance value according to the embodiment based on the measured value of Comparative Example 4.
  • Example 33 Example 34 Example 35 Example 36 Example 37 Comparative Example 4 Pore average pore size ( ⁇ m) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 First conductive component Silver Particle Average Particle Size ( ⁇ m) 0.58 0.55 0.49 0.72 0.58 Not included Silver particle size ( ⁇ m) 0.56-0.66 0.56-0.66 0.30-0.52 0.68-0.80 0.56-0.66 Content (%) in the first conductive component 92 87 92 95 92 Second conductive component Silver particle size ( ⁇ m) Not included Not included Not included Not included Not included Not included 0.05 Not included Initial electromagnetic shielding performance (%) 73.2 80.5 89.3 86.6 77.3 100 Electromagnetic shielding performance change rate (%) 6.1 10.2 16.4 19.5 3.0 40.3
  • Example 33 in which the first conductive component is within the preferred range of the present invention, is superior in initial electromagnetic wave shielding performance and performance maintenance degree compared with Examples 34 to 36.
  • the second conductive component is interposed between the cracks generated in the nickel metal layer, but the initial electromagnetic shielding performance in comparison with the electromagnetic shielding material according to Example 33 in which no crack is generated It can be seen that this somewhat reduced. However, it can be seen that the electromagnetic shielding material according to Example 37 is superior to Example 33 in terms of maintaining performance even in external force due to additional expansion / recovery.
  • Example 33 Prepared in the same manner as in Example 33, except that the fiber-forming component and solvent of the spinning solution were changed. Specifically, 16 g of the fiber-forming component in which the weight ratio of polyvinylidene fluoride and polyurethane were mixed at 7: 3 was mixed with 84 g of the solvent in which the weight ratio of dimethylacetamide and acetone was mixed at 7: 3. It was dissolved to use to prepare a spinning solution, through which the thickness is 20 ⁇ m, basis weight is 9.85g / m2, porosity of 49%, the average pore diameter of 0.7 ⁇ m was prepared after the conductive fiber web containing the first conductive component The silver paste was treated to prepare an electromagnetic shielding material as shown in Table 7 below.
  • Example 38 Prepared in the same manner as in Example 38, but changed the content ratio of PVDF and polyurethane as a fiber forming component as shown in Table 7 to prepare an electromagnetic shielding material as shown in Table 7.
  • the electromagnetic wave shielding material according to Examples 33 and 38 to 44 was evaluated in the same manner as in Experiment 2, and the variation rate and shape holding force of the electromagnetic wave shielding performance were evaluated and shown in Table 7 below.
  • Example 33 Example 38 Example 39 Example 40
  • Example 42 Example 43
  • Example 44 Fiber Forming Ingredients PVDF: Polyurethane Weight Ratio 1: 0.0 1: 0.43 1: 1.45 1: 1.6 1: 1.9 1.2.2 1: 0.14 1: 0.22
  • Electromagnetic shielding performance change rate (%) 22.9 5.5 6.1 9.4 10.0 15.7 14.1 10.3 Shape holding power Damage ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Area variation rate (%) Unmeasured 3.0 6.1 6.7 7.0 Unmeasured Unmeasured 2.0
  • Example 33 containing no polyurethane as the fiber forming component of the fiber part, it was confirmed that the tearing occurred as the elongation ratio was increased, and the rate of variation of the electromagnetic shielding performance was also significantly increased.
  • Example 42 the tearing occurred even when the polyurethane was increased was expected as a result of damage to the fiber portion depending on the various solutions applied during the plating process.
  • a spinning solution was prepared by dissolving 15 g of polyvinylidene fluoride in a weight ratio of dimethylacetamide and acetone at 70:30 using a magnetic bar at 85 ° C. for 6 hours at a temperature of 80 ° C.
  • the spinning solution was poured into the solution tank of the electrospinning apparatus and discharged at a rate of 20 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the spinning section is 32 °C
  • the humidity is 55%
  • the distance between the collector and the spinning nozzle tip is 16cm
  • 40 kV is applied to the spinning nozzle pack using a high voltage generator.
  • a winding crimp was formed on the fiber, and a PVDF fiber web having an average diameter of 500 nm was prepared.
  • a calendering process was performed by applying heat and pressure at a temperature of 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the fibrous web.
  • nickel, copper, and nickel were sequentially electroless plated onto the manufactured fibrous web to form a metal shell having a three-layer structure.
  • nickel electroless plating was performed on the fibrous web.
  • the fibrous web was immersed in a degreasing solution at 60 ° C. for 30 seconds and then washed with pure water, and then immersed in 60 ° C. etching solution (5M NaOH, pure water) for 1 minute. After washing with pure water. Thereafter, the fibrous web was immersed in a catalyst solution (Pd 0.9%, HCl 20%, pure water) at room temperature for 3 minutes and then washed with pure water.
  • the fibrous web After immersing the fibrous web in 50 ° C sulfuric acid solution (H 2 SO 4 85ml / L, pure water) for 30 seconds for catalytic activity and then rinsing with pure water, the fibrous web was immersed in 60 ° C nickel ion solution for 1 minute and then pure It washed with and formed the nickel layer of 0.03 micrometer in thickness. After washing, immersed in a 40 °C copper ion solution for 3 minutes and then washed with pure water to form a copper layer having a thickness of 1.0 ⁇ m.
  • nickel is difficult to be plated on top of copper
  • copper-plated nanoweb is applied to nickel ion solution, soaked for 30 seconds, washed with pure water to form a nickel layer having a thickness of 0.04 ⁇ m, and then a final layer of nickel / copper / nickel.
  • the metal shell of the structure was coated on the fiber portion of the fibrous web, and the final thickness was 20 ⁇ m, and the basis weight was 16.3 g / m 2, and the conductive fiber web having a porosity of 45% was prepared as shown in Table 8 below.
  • Example 45 Prepared in the same manner as in Example 45 except that 12 g of polyvinylidene fluoride was dissolved in 85 g of a magnetic bar at a temperature of 80 ° C. for 6 hours at a weight ratio of 70:30 of dimethylacetamide and acetone. did.
  • the spinning solution was introduced into a solution tank of an electrospinning apparatus and discharged at a rate of 20 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the radiation section is 30 °C
  • the humidity is maintained at 50%
  • an air pressure of 0.03 MPa per spin pack nozzle was applied to produce a PVDF fibrous web having an average diameter of 400 nm and no crimp.
  • a calendering process was performed by applying heat and pressure at a temperature of 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to dry the solvent and moisture remaining in the fibrous web.
  • the resistance of the surface of the electromagnetic shielding material was measured by a resistance meter (HIOKI 3540 m ⁇ HITESTER, HIOKI). Based on the measured value of Comparative Example 1 measured as 100, the measured resistance value according to the example was expressed as a relative percentage.
  • the specimen was stretched in the horizontal direction and visually observed.
  • the force applied when the electromagnetic shielding material was torn or damaged was expressed by the ratio of the initial length in the horizontal direction to the initial length in the horizontal direction.
  • Example 45 Example 46 Comparative Example 5 Air gap (cm) 15 17 20 Air pressure (MPa) 0.01 0.02 0.03 Crimp has exist has exist none Initial electromagnetic shielding performance (%) 99.9 100 100 Electromagnetic shielding performance change rate (%) 4 8 27.5 Mechanical strength according to elongation (times) 1.67 1.53 1.29
  • Example 45 Prepared in the same manner as in Example 45, but changed the fiber-forming component and solvent of the spinning solution. Specifically, 16 g of the fiber-forming component in which the weight ratio of polyvinylidene fluoride and polyurethane were mixed at 7: 3 was mixed with 84 g of the solvent in which the weight ratio of dimethylacetamide and acetone was mixed at 7: 3. It was dissolved by using to prepare a spinning solution, the spinning solution was put in the solution tank of the electrospinning apparatus, and was discharged at a rate of 20 ⁇ m / min / hole.
  • the temperature of the spinning section is 32 °C
  • the humidity is 55%
  • the distance between the collector and the spinning nozzle tip is 16cm
  • 40 kV is applied to the spinning nozzle pack using a high voltage generator.
  • Example 47 Prepared in the same manner as in Example 47, but changed the content ratio of PVDF and polyurethane as a fiber forming component as shown in Table 9 to prepare an electromagnetic shielding material as shown in Table 9.
  • the electromagnetic wave shielding materials according to Examples 45 and 47 to Example 53 were evaluated in the electromagnetic shielding performance retention and shape holding force as shown in Experiment 2, and are shown in Table 2 below. In this case, in the case of maintaining the electromagnetic shielding performance, three sets of stretching were performed in a set of stretching the transverse and vertical by 1.8 times differently from Experimental Example 2.
  • Example 45 Example 47
  • Example 48 Example 49
  • Example 50 Example 51
  • Example 52 Example 53 Fiber Forming Ingredients PVDF: Polyurethane Weight Ratio 1: 0.0 1: 0.43 1: 1.45 1: 1.6 1: 1.9 1.2.2 1: 0.14 1: 0.22
  • Electromagnetic shielding performance change rate (%) 24.8 2.5 3.1 11.4 12.0 20.7 23.1 10.3 Shape holding power Damage ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Area variation rate (%) Unmeasured 1.8 2.6 3.5 3.6 Unmeasured Unmeasured 2.9
  • Example 45 without polyurethane as a fiber forming component of the fiber part, it was confirmed that the tearing occurred as the elongation ratio was increased in Experimental Example 1, and it was confirmed that the variation rate of the electromagnetic shielding performance was also significantly increased.
  • Example 51 the tearing occurred even when the polyurethane was increased was expected as a result of the damage to the fiber portion depending on the various solutions applied during the plating process.
  • a conductive adhesive layer 7 parts by weight of nickel particles having an average particle diameter of 3 ⁇ m was mixed with respect to 100 parts by weight of the conductive adhesive composition including an acrylic adhesive forming component, and then a mixed solution was prepared using a mixing mixer.
  • the prepared mixed solution is coated on a release PET film using a bar coater, and then the conductive fibrous web prepared according to Example 1 is laminated on the coated surface, and then the mixed solution is coated thereon, then laminated with a release PET film, followed by a calendering process.
  • the laminated conductive shielding was thermally cured at 120 ° C. for 24 hours to cure the adhesive adhesive layer. Through this, the conductive adhesive layer was formed to a predetermined thickness on both sides of the conductive fiber web, and the remaining conductive adhesive layer was rested. The part produced an electromagnetic shielding material disposed inside the conductive fibrous web.

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Abstract

플렉서블 전자파차폐재가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐재는 섬유부의 외부에 피복된 금속쉘부를 포함하는 전도성 복합섬유가 다수의 기공을 형성하도록 포함된 전도성 섬유웹, 및 적어도 일부의 상기 기공 내 구비된 제1전도성 성분을 포함하여 구현된다. 이에 의하면, 유연성, 신축성 및 구김/복원성이 뛰어나서 형상을 원하는 대로 자유자재로 변형 가능하며, 전자파차폐재가 배치되는 곳의 표면이 요철이나 단차 등의 굴곡진 형상이어도 완전히 밀착되도록 부착이 가능하여 우수한 전자파차폐성능을 발현할 수 있다. 또한, 다양한 형상변화에도 전자파 차폐성능의 저하가 방지될 수 있다. 나아가 좁은 면적 내 높은 밀도로 부품이 구비된 경우에도 부품간 조밀한 이격 간격 및 단차를 극복하여 실장된 부품들에 완전히 밀착하여 구비될 수 있어서 경박단 소형화되거나 플렉서블한 전자기기에 용이하게 채용될 수 있다.

Description

플렉서블 전자파차폐재, 이를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비하는 전자기기
본 발명은 전자파차폐재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유연성, 신축성, 및 구김/복원성이 뛰어난 플렉서블 전자파차폐재, 이를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
전자파란 전계와 자계가 상호 연동하면서 정현파 모양으로 에너지가 이동하는 현상으로서, 무선통신이나 레이더와 같은 전자기기에 유용하게 이용된다. 상기 전계는 전압에 의해 생성되고 거리가 멀어지거나 나무 등의 장애물에 의해 쉽게 차폐되는 반면에, 상기 자계는 전류에 의해 생성되고 거리에 반비례하지만 쉽게 차폐되지 않는 특성이 있다.
한편, 최근의 전자기기는 전자기기 내부 간섭원 또는 외부 간섭원에 의해 발생되는 전자파 장애(electromagnetic interference: EMI)에 민감하여, 전자파에 의해 전자기기의 오동작이 유발될 우려가 있다. 또한, 전자기기를 사용하는 사용자 역시 전자기기에서 발생되는 전자파에 의해 유해한 영향을 받을 수 있다.
이에 따라 최근에는 전자파 발생원 또는 외부에서 방사되는 전자파로부터 전자기기의 부품이나 인체를 보호하기 위한 전자파차폐재에 대한 관심이 급증하고 있다.
상기 전자파차폐재는 통상적으로 도전성 재료로 제조되며, 전자파차폐재를 향해 방사된 전자파는 전자파차폐재에서 다시 반사되거나 그라운드로 흐르게 됨으로써 전자파를 차폐하게 된다. 한편, 상기 전자파차폐재의 일예는 금속케이스나 금속플레이트일 수 있는데, 이와 같은 전자파차폐재는 유연성, 신축성이 발현되기 어렵고, 한 번 제조된 후에는 다양한 형상으로 변형/복원이 쉽지 않음에 따라서 다양한 적용처에 쉽게 채용되기 어려운 문제가 있다. 특히, 금속플레이트나 금속박막과 같은 전차파차폐재는 전자파 발생원인 부품 또는 발생원으로부터 보호가 필요한 부품에 이격 없이 밀착되기 어렵고, 단차나 요철이 있는 부분에서 꺽임으로 인하여 크랙이 발생할 수 있어서 전자파차폐성능을 온전히 발현하기 어려울 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 고분자 필름과 같은 경량화된 지지부재 상에 도전성 코팅층을 형성시킨 전자파차폐재가 소개되고 있으나 지지부재 상에 코팅할 수 있는 면적의 제한에 따라서 전자파차폐성능에 한계가 있으며, 일정두께 이상의 필름은 유연성이 부족하여 단차, 요철이 있는 부품상에 완전히 밀착하여 구비되기 어렵고, 특정 형상으로 제조된 후에는 형상을 자유자재로 변형하기에 어려울 수 있으며, 형상의 변형이 가능한 경우에도 형상변형 시 피복된 전도성 코팅층에 크랙, 박리 등이 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유연성, 신축성 및 구김/복원성이 뛰어나서 형상을 원하는 대로 자유자재로 변형 가능함에 따라서 전자파차폐재가 채용되는 적용처 부착면의 요철이나 단차 등의 다양한 형상/구조에도 완전히 밀착되도록 구비될 수 있는 플렉서블 전자파차폐재를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 형상변화에도 전자파 차폐성능의 저하가 방지되는 플렉서블 전자파차폐재를 제공하는데 다른 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 좁은 면적내 높은 밀도로 부품이 구비된 경박단소형화된전자기기나 플렉서블한 전자기기에 용이하게 채용될 수 있는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비한 전자기기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1구현예는, 전도성 필러를 포함하는 섬유부와, 상기 섬유부의 외부에 피복된 금속쉘부를 포함한 전도성 복합섬유를 구비하여 형성된 전도성 섬유웹을 포함하는 플렉서블 전자파차폐재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전도성 복합섬유는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량이 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹은 기공도가 30 ~ 80%일 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전도성 고분자화합물은 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리디아세틸렌(polydiacetylene), 폴리티오펜비닐렌(poly(thiophenevinylene)), 폴리플러렌(polyfluorene) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT):폴리스티렌설포네이트(PSS)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러는 금속이고, 섬유부 전체 부피의 10 ~ 50%를 차지하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 전도성 복합섬유의 길이방향으로 상기 섬유부는 금속인 전도성 필러가 구비된 제1부분과 전도성 필러가 구비되지 않은 제2부분을 포함하고, 상기 제2부분의 직경과 상기 전도성 필러의 직경은 1: 1 ~ 5배일 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러는 소정의 종횡비를 갖는 로드(rod)형일 수 있고, 바람직하게는 종횡비가 1.1 ~ 20일 수 있다. 이때, 상기 로드형의 전도성 필러는 종방향으로 연속된 중공을 구비할 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러가 전도성 고분자화합물인 경우 상기 섬유부는 섬유형성성분 100 중량부에 대하여 전도성 필러를 25 ~ 400 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 섬유부는 섬유형성성분으로 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트, PC(polycarbonate), 폴리이더이미드(polyetherimide), 폴리이더술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 불소계화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 바람직하게는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)이 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질일 수 있다. 또한, 상기 금속쉘부는 두께가 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러 중 적어도 일부는 섬유부의 외부면에 노출되어 상기 금속쉘부와 전기적으로 연통될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹의 적어도 일면에는 전도성 점착제가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2구현예는, (1) 섬유부의 외부면에 제1전도성부를 형성시키는 단계; (2) 제1전도성부가 외부면에 형성된 섬유부를 길이방향으로 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시키는 단계; 및 (3) 상기 제1전도성부의 외부면에 제2전도성부를 형성시키는 단계;를 포함하는 플렉서블 전자파차폐재용 전도성 복합섬유 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (2) 단계는 신장 전 섬유부 길이의 1.1 ~ 20배로 섬유부를 신장시킬 수 있다.
또한, 상기 (3) 단계는 3-1) 상기 섬유부를 신장된 상태로 유지하여 상기 제1전도성부에 발생된 크랙 사이의 이격공간을 확보하는 단계; 및 3-2) 상기 이격공간을 포함하여 상기 제1전도성부의 외부면에 제2전도성부를 형성시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2구현예는 섬유부, 상기 섬유부의 외부면에 피복되며, 크랙을 포함하는 제1전도성부, 및 상기 제1전도성부의 외부면을 피복하는 제2전도성부;를 포함하는 전자파차폐재용 전도성 복합섬유를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유부는 폴리우레탄(polyurethane) 및 불소계화합물로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 섬유형성성분으로 포함할 수 있다. 이때, 상기 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부는 재질이 금속이며, 상기 제2전도성부는 전도성 고분자화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1전도성부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2전도성부는 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리디아세틸렌(polydiacetylene), 폴리티오펜비닐렌(poly(thiophenevinylene)), 폴리플러렌(polyfluorene) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT):폴리스티렌설포네이트(PSS)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성 복합섬유는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 제1전도성부는 두께가 0.1 ~ 2㎛이며, 제2전도성부는 두께가 0.05 ~ 1㎛일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부의 크랙 사이 이격공간에는 제2전도성부가 충진될 수 있다.
또한, 본 발명은 섬유부로 형성된 섬유웹, 상기 섬유부의 외부면에 피복되며, 크랙을 포함하는 제1전도성부, 및 상기 제1전도성부의 외부면을 피복하는 제2전도성부를 포함하는 전도성 섬유웹을 구비하는 플렉서블 전자파차폐재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전도성 섬유웹의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량이 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹은 기공도가 30 ~ 80%일 일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부의 크랙 사이 이격공간에는 제2전도성부가 충진될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹의 적어도 일면에는 전도성 점착제가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3구현예는, 섬유부의 외부에 피복된 금속쉘부를 포함하는 전도성 복합섬유가 다수의 기공을 형성하도록 포함된 전도성 섬유웹, 및 적어도 일부의 상기 기공 내 구비된 제1전도성 성분을 포함하는 플렉서블 전자파차폐재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 금속쉘부에 발생하는 크랙으로 인한 저항 증가를 방지하기 위하여 상기제1전도성 성분은 상기 전도성 복합섬유의 적어도 일부분에 접촉하도록 기공 내 구비되어 발생하는 크랙을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 전도성 복합섬유는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량이 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹은 기공도가 30 ~ 80%일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성 성분은 금속입자이며, 상기 금속입자는 상기 기공의 평균공경에 대하여 0.80 ~ 0.95배의 크기의 입경을 갖는 입자가 전체 금속입자의 90% 이상일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성 성분은 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전도성 고분자화합물은 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리디아세틸렌(polydiacetylene), 폴리티오펜비닐렌(poly(thiophenevinylene)), 폴리플러렌(polyfluorene) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT):폴리스티렌설포네이트(PSS)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부는 적어도 일부분에 형성된 크랙을 포함하며, 상기 플렉서블 전자파차폐재는 상기 크랙 사이의 이격된 틈에 개재되어 상기 이격된 틈을 전기적으로 연결시키는 제2전도성 성분을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다. 또한, 상기 금속쉘부는 두께가 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 섬유부는 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹의 적어도 일면에는 전도성 점착층이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 제4구현예는, 권축이 부여된 섬유부 및 상기 섬유부의 외부를 피복하는 전도성부를 포함하는 전도성 복합섬유를 구비하여 형성된 전도성 섬유웹을 포함하는 플렉서블 전자파차폐재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전도성 복합섬유의 직경은 0.2 ~ 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량이 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 또한, 상기 전도성 섬유웹은 기공도가 30 ~ 80%일 수 있다.
또한, 상기 섬유부는 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 1: 0.2 ~ 2.0 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전도성 고분자화합물은 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리디아세틸렌(polydiacetylene), 폴리티오펜비닐렌(poly(thiophenevinylene)), 폴리플러렌(polyfluorene) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT):폴리스티렌설포네이트(PSS)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전도성부 두께는 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹을 일축방향으로 1.2배 신장시킨 뒤, 신장력을 제거한 상태에서 측정한 표면 저항값은 신장 전 표면 저항값을 기준으로 10%이하로 변동할 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹의 적어도 일면에는 전도성 점착층이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 소자가 실장된 회로기판, 및 적어도 상기 소자의 상부와 측부를 덮도록 회로기판 상에 구비되는 본 발명에 따른 전자파차폐재를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 전자파차폐형 회로모듈을 포함하는 전자기기를 제공한다.
본 발명의 여러 구현예에 따른 전자파차폐재는 유연성, 신축성 및 구김/복원성이 뛰어나서 형상을 원하는 대로 자유자재로 변형 가능하며, 전자파차폐재가 배치되는 적용처 부착면의 요철이나 단차 등의 굴곡진 형상에도 완전히 밀착되도록 부착이 가능하다. 또한, 다양한 형상변화에도 전자파 차폐성능의 저하나 변동이 방지될 수 있다. 나아가 좁은 면적내 높은 밀도로 부품이 구비된 경우에도 부품간 조밀한 이격 간격 및 단차를 극복하여 실장된 부품들에 완전히 밀착하여 구비될 수 있어서 우수한 전자파차폐성능을 발현할 수 있음에 따라서 경박단소형화되거나 플렉서블한 전자기기에 용이하게 채용될 수 있다.
도 1은 본 발명 제1구현예의 일실시예에 따른 플렉서블 전자파차폐재의 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명 제1구현예의 일실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 구조 및 작용을 설명하기 위한 단면도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명 제1구현예의 일실시예에 포함되는 전도성 필러의 여러 예를 나타낸 사시도,
도 5a는 본 발명 제1구현예의 일실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 부분단면도이고, 도 5b는 본 발명 제1구현예의 일실시예에 따른 전도성 섬유웹의 SEM사진이다.
도 6a 및 6b는 본 발명 제1구현예의 일실시예에 포함되는 전도성 복합섬유에 대한 도면으로써, 도 6a는 제1구현예의 일실시예에 따른 전도성 복합섬유의 사시도 및 단면도, 도 6b는 다른 실시예의 사시도,
도 7은 본 발명 제2구현예의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자파차폐재의 단면도,
도 8은 본 발명 제2구현예의 일 실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 단면도,
도 9는 본 발명 제2구현예의 일 실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 제조방법 중(2) 단계에 대한 모식도,
도 10은 본 발명 제3구현예의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자파차폐재의 단면도,
도 11은 본 발명 제3구현예의 일 실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 단면도,
도 12a 및 도 12b는 본 발명 제3구현예의 다른 실시예에 따른 플렉서블 전자파차폐재의 단면도 및 X-X'경계선에 따른 단면도,
도 13은 본 발명 제4구현예의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자파차폐재의 단면도 및 전도성 섬유웹의 부분확대단면도,
도 14는 본 발명 제4구현예의 일 실시예에 포함되는 전도성 복합섬유의 횡단면도, 그리고
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파차폐형 회로모듈의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1을 참조하면, 본 발명 제1구현예의 일 실시예에 의한 플렉서블 전자파차폐재(1000)는 전도성 복합섬유(10)를 포함하여 형성된 전도성 섬유웹(100)을 포함하고, 상기 전도성 섬유웹(100)의 일면 또는 양면에 구비되는 전도성 점착층(200)을 더 구비할 수 있다.
상기 전도성 섬유웹(100)은 전도성 복합섬유(10)를 포함하여 형성된 3차원 네트워크구조이며, 이를 통해 상기 전도성 섬유웹(100)은 다수의 기공을 구비할 수 있고, 기공율은 30 ~ 80%일 수 있고, 이를 통해 신축성이 좋고 유연한 전자파차폐재로 구현되기 용이할 수 있다. 또한, 전도성 섬유웹(100)은 공기투과도가 0.01 ~ 2cfm일 수 있는데, 만일 공기투과도가 0.01cfm 미만일 경우 전도성 섬유웹의 어느 일면에 전도성 점착층을 형성시킬 때, 섬유웹의 기공으로 전도성 점착층 형성조성물의 함침이 어려울 수 있고, 2cfm을 초과할 경우 전도성 섬유웹의 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(100)의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량은 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 만일 전도성 섬유웹의 두께가 200㎛를 초과하는 경우 금속쉘부를 섬유웹의 외부 및 내부 전 영역에 포함된 나노섬유에 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 두께가 5㎛ 미만일 경우 전도성 섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다.
한편, 적정한 두께를 만족하기 위하여 상기 전도성 섬유웹은 단일의 전도성 섬유웹 또는 단일의 전도성 섬유웹이 복수로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹이 복수로 적층되는 경우 각각의 전도성 섬유웹을 접착시키기 위한 전도성 점착제가 이들 사이에 더 개재될 수 있다. 상기 전도성 점착제는 후술하는 전도성 점착층(200)의 설명으로 갈음한다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(100)의 평량이 만일 5g/㎡ 미만인 경우 전도성 섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 100g/㎡를 초과할 경우 금속쉘부를 섬유웹의 외부 및 내부 전 영역에 포함된 나노섬유에 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다.
상술한 전도성 섬유웹(100)을 형성하는 전도성 복합섬유(10)는 도 2에 도시된 것과 같이 섬유형성성분(1b) 내에 분산된 전도성 필러(1b)를 구비한 섬유부(1), 및 상기 섬유부(1)의 외부에 피복된 금속쉘부(2)를 포함한다.
상기 전도성 복합섬유(10)는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있으며, 직경이 0.2㎛ 미만일 경우 취급성이 저하되며, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 직경이 10㎛를 초과하는 경우 신축성/가요성 저하, 단차나 요철이 있는 피착면에 부착시 및/또는 사용 중 형상 변형이 발생할 때 전자파차폐성능 저하의 우려가 있다.
상기 섬유부(1)는 섬유형성성분(1a)과 상기 섬유형성성분(1a)내 분산된 전도성 필러(1b)를 구비한다. 상기 섬유부(1)는 직경이 0.15 ~ 5㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전도성 복합섬유(10)의 기계적 강도, 금속쉘부(2)의 두께, 내부에 구비되는 전도성 필러(1b)의 함량을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
상기 섬유형성성분(1a)은 전도성 복합섬유 또는 전도성 섬유웹에서 섬유 또는 섬유웹을 형성하는 주제로써, 섬유웹의 신축성, 압축성, 유연성 및 구김/복원성을 발현하도록 하며, 통상적으로 섬유상으로 형성될 수 있는 공지된 고분자화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 섬유형성성분(1a) 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트, PC(polycarbonate), 폴리이더이미드(polyetherimide), 폴리이더술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 불소계화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 불소계화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 섬유부(1) 및 이로 구현된 전도성 섬유웹(100)이 보다 향상된 신축성, 유연성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도의 발현을 위하여 불소계 화합물인 PVDF와 폴리우레탄이 방사용액 상에서 블렌드 되어 방사된 것일 수 있다. 이때 PVDF와 폴리우레탄은 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5 중량비로 포함될 수 있다. 만일 PVDF의 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 0.2배 미만으로 포함될 경우 가요성, 신축성 등이 저하될 수 있고, 이로 인해 사용 중의 변형 또는 단차가 있는 기재상에 구비 시에 찢어짐이 발생하거나, 단차가 있는 부분에 밀착하기 어려울 수 있고, 전도성 섬유웹의 손상으로 인해 초기 설계된 전자파차폐 성능보다 저하의 폭이 클 수 있다. 또한, 만일 PVDF 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 2배를 초과하여 포함될 경우 신축에 의한 복원력이 저하되어 신축 시 신축 전 상태로 복원되지 못함에 따른 형상의 영구변형이 유발될 수 있고, 이로 인해 발생된 크랙 간의 이격간격을 줄이지 못해 전자파차폐성능의 저하를 유발할 수도 있다. 또한, 내화학성이 현저히 저하되어 금속쉘부의 형성과정에서 섬유부의 손상이 발생할 수 있고, 이에 따라서 전도성 섬유웹의 신축, 구김 등의 형상변형에 의해 섬유부가 사절되거나 섬유웹이 찢어지는 등 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 전도성 필러(1b)는 전도성 섬유웹의 전자파차폐성능을 후술하는 금속쉘부(2)와 함께 발현하는 동시에 전도성 섬유웹의 신축, 압축 및 구김 시 발생할 수 있는 금속쉘부(2)의 크랙에도 전도성 섬유웹의 저항 증가를 방지하여 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하도록 할 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 설명하면, 전도성 복합섬유(20)는 신축, 구김 등의 형상변형으로 금속쉘부(22)에 크랙(C)이 발생할 수 있는데, 이 경우 금속쉘부(22)의 저항이 크게 증가할 우려가 있다. 그러나 섬유부(21)에 구비된 전도성필러(21b)가 상호간에 접촉하여 전도성 복합섬유(20)의 길이방향 저항 및 수직저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 동시에 어느 전도성 필러(21b)는 크랙(C)이 발생한 금속쉘부(22)에 접촉함에 따라서 전도성 섬유웹(20)의 저항 증가를 더욱 방지하고, 전자파차폐성능을 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 전도성 필러(1b,21b)는 전기전도성이 있는 공지의 재질인 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 일예로써, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다.
이때, 상기 전도성 필러(1b,21b)가 금속인 경우 섬유부 전체 부피의 10 ~ 50%를 차지하도록 구비될 수 있다. 만일 섬유부 전체 부피의 10%미만으로 구비되는 경우 전도성 필러간 연결에 따른 저항감소나 크랙이 발생한 금속쉘부의 저항증가를 방지하기 어려울 수 있다 .또한, 만일 섬유부 전체 부피의 50%를 초과하여 구비되는 경우 섬유부의 방사시 사절이 현저히 증가하며, 섬유웹으로 구현된 경우에도 기계적 강도가 현저히 저하될 우려가 있다.
또한, 상기 전도성 필러(1b,21b)는 형상에 있어서 제한은 없고, 곡면을 갖는 구형, 침상형, 비정형 등 공지된 전도성 필러의 형상인 경우 제한 없이 채용할 수 있다. 다만, 전도성 섬유웹의 형상변형에 따라서 발생할 수 있는 금속쉘부(2,22)의 크랙에 따른 저항증가를 방지하기 위하여 소정의 종횡비를 갖는 로드(rod)형일 수 있다. 이때, 종횡비는 1.1 ~ 20일 수 있으며, 만일 종횡비가 1.1미만일 경우 전도성 필러간 상호 접촉 및 크랙이 발생한 금속쉘부에 직접 접촉하기 어려워질 수 있고, 직접접촉을 유도하기 위해서는 섬유부 내 필러의 함량을 증가시켜야 하나 이 경우 전도성 복합섬유의 기계적 강도가 현저히 저하될 수 있는 우려가 있다. 또한, 종횡비가 20을 초과할 경우 복합섬유가 구부러질 때 전도성 필러가 섬유부를 뚫고 나와 금속쉘부를 손상시킴에 따라서 오히려 전자파차폐성능의 저하를 초래할 수 있다. 일예로 상기 로드형의 전도성 필러는 직경이 0.8 ~ 1.1㎛이며, 길이가 1 ~ 5㎛일 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러(1b,21b)가 금속일 경우, 단면형상에 있어서 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이, 전도성 필러(1b,1b')는 단면의 외주가 원, 타원과 같은 곡형이거나 사각형, 오각형과 같은 다각형을 포함하는 정형적인 형상일 수 있고, 또는 비정형일 수 있다. 또는 도 4c에 도시된 것과 같이 전도성 필러(1b")는 종횡비를 갖고, 길이방향에 수직한 단면의 외주가 정형적 형상 또는 비정형인 동시에 내부에 길이방향으로 연속된 중공을 구비한 것일 수 있다. 이때, 중공을 구비한 전도성 필러(1b")는 전도성 섬유웹의 경량화, 더욱 우수한 신축특성을 발현하도록 하는 이점이 있다.
한편, 전도성 필러가 섬유부 내부쪽에 밀집되게 배치되고 외부면에 노출되도록 구비되지 않을 경우 금속쉘부의 크랙에 따른 저항증가를 방지하기 어려울 수 있다. 이에 전도성 필러는 최대한 섬유부의 외부면쪽으로 배치되는 것이 바람직한데, 전도성 필러가 포함된 방사용액을 방사할 때 전도성 필러의 위치를 조절하는 것은 용이하지 않다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따르면 전도성 필러가 섬유부의 외부면에 최대한 위치할 수 있도록 방사되는 섬유의 직경보다 전도성 필러의 직경이 더 클 수 있다.
구체적으로 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 전도성 필러(31b)가 금속인 경우 상기 전도성 복합섬유(30)의 길이방향으로 상기 섬유부(31)는 금속인 전도성 필러(31b)가 구비된 제1부분(B)과 전도성 필러(31b)가 구비되지 않은 제2부분(A)을 포함하고, 상기 제2부분(A)의 직경(h)과 상기 전도성 필러(31b)의 직경은 1: 1 ~ 5배, 보다 더 바람직하게는 1: 2.5 ~ 5를 만족함을 통하여, 전도성 필러(31b)가 섬유부(31) 외부표면으로 노출될 가능성을 높임으로써 금속쉘부(32)와의 접촉 가능성을 높임과 동시에, 금속쉘부(32)에 발생하는 크랙에도 불구하고 상기 전도성 필러(31b)를 통해 저항의 증가를 방지할 수 있는 이점이 있다. 만일 상기 전도성 필러의 직경이 제2부분의 직경보다 1배 미만일 경우 전도성 필러가 섬유부의 외부로 노출될 가능성이 적어짐에 따라서 금속쉘부에 발생하는 크랙 등으로 인한 저항의 증가를 최소화할 수 없을 수 있다. 또한, 만일 전도성 필러의 직경이 제2부분의 직경보다 5배를 초과하여 포함될 경우 방사시 사절, 구현된 복합섬유나 섬유웹의 기계적 강도 저하 우려가 있으며, 전도성 섬유웹의 형상이 변형될 때 전도성 필러간의 접촉에 따른 형상 변형 폭이 감소할 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러(31b)의 직경에 있어서, 만일 전도성 필러가 종횡비를 갖는 형상인 경우에 제2부분(A)과 대비되는 전도성 필러(31b)의 직경은 단축의 길이일 수 있다. 또한, 비정형일 경우 단면의 내접원 직경일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 필러는 직경이 1 ~ 5㎛일 수 있고, 이를 통해 섬유부의 외부로 노출될 가능성이 커져서 전자파차폐 효율의 감소를 방지할 수 있는 이점이 있다. 만일 직경이 1㎛ 미만일 경우 전자파차폐 효율 감소를 최소화하지 못할 우려가 있고, 5㎛를 초과할 경우 방사 시 섬유부의 사절 우려, 섬유웹의 기계적 강도 저하가 있을 수 있다.
한편, 섬유부에 포함되는 전도성 필러는 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이 전도성 고분자화합물(41b,41b')일 수 있는데, 상기 전도성 고분자화합물(41b)은 섬유형성성분(41a)을 둘러싸는 형태로 섬유부(41)에 구비되거나(도 6a참조) 또는, 전도성 고분자화합물(41b')과 섬유형성성분(41a')의 비정형적으로 혼재되어 섬유부(41')에 구비될 수 있다(도 6b참조). 이 경우 상기 전도성 고분자화합물(41b,41b')은 도 6a와 같이 섬유부(41)의 외부면에 노출되거나 도 6b과 같이 적어도 일부가 섬유부(41')의 외부면에 노출됨에 따라서 금속쉘부(42)가 노출된 상기 전도성 고분자화합물(41b,41b')과 전기적으로 연통됨에 따라서 더욱 우수한 전자파차폐성능을 발현할 수 있다. 또한, 전도성 복합섬유(40,40') 또는 이로 구현된 전도성 섬유웹의 신축, 구김 등에 따라서 금속쉘부(42)에 크랙이 발생하는 경우에도 금속쉘부(42) 크랙 간의 이격된 틈이 섬유부(41,41') 외부면에 노출된 전도성 고분자화합물(41b,41b')을 통해 전기적으로 연결될 수 있음에 따라서 전자파차폐성능의 저하를 더욱 더 방지할 수 있다.
상기 전도성 고분자화합물(41b,41b')은 전기 전도성이 있는 공지의 고분자화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 일예로써, 전자흡인기를 포함하는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 상기 전자흡인기(electron withdrawing group)란, 전자 수용성기(electron attracting group)라고도 하며, 공명효과나 유발효과에 의해서 주변의 원자단으로부터 전자를 잡아 끄는 원자단을 의미한다. 상기 전자흡인기는 옥사디아졸기, 아졸기, 벤조티아디아졸기, 시아노기, 퀴놀린기, 보르닐기, 실롤기, 퍼플루오린기, 할로겐기, 니트로기, 카르보닐기, 카르복실기, 니트릴기, 할로겐화알킬기, 아미노기 및 설포닐기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 전자흡인기를 구비한 일예로써, 전도성 고분자화합물은 폴리티오펜(polythiophene), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리디아세틸렌(polydiacetylene), 폴리티오펜비닐렌(poly(thiophenevinylene)), 폴리플러렌(polyfluorene) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT):폴리스티렌설포네이트(PSS)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전도성 필러(41b,41b')가 전도성 고분자화합물인 경우 상기 전도성필러(41b,41b')는 섬유부의 섬유형성성분 100 중량부에 대하여 25 ~ 400 중량부, 보다 바람직하게는 90 ~ 400 중량부로 구비될 수 있다. 만일 전도성 필러가 섬유형성성분에 대해 25 중량부 미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준의 전자파차폐 성능을 발현하기 어렵거나 금속쉘부의 크랙발생 시 크랙이 발생한 부분들을 모두 전기적으로 연통시키기 어려울 수 있어서 전자파차폐 성능을 유지하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 상기 전도성 필러가 400 중량부를 초과하여 구비되는 경우 복합섬유의 기계적 강도가 낮아지고, 섬유부의 제조 시 방사성이 현저히 저하될 수 있는 우려가 있다.
상술한 섬유부의 외부를 피복하는 금속쉘부(2,22,32,42)는 상술한 전도성 필러(1b,1b',1b",21b,31b,41b,41b')와 함께 전도성 섬유웹의 저항을 낮춰 전자파차폐성능을 발현하도록 기능한다. 상기 금속쉘부(2,22,32,42)는 통상적인 전기 전도성 금속재질인 경우 제한없이 사용될 수 있다. 일예로써, 상기 금속쉘부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질일 수 있다. 또한, 일예로 상기 금속쉘부는 니켈층/구리층/니켈층인 3개 층으로 형성된 것일 수 있으며, 이때, 상기 구리층은 전도성 섬유웹이 낮은 전기저항을 가질 수 있도록 함에 따라서 우수한 전자파차폐성능을 발현하도록 하며, 전도성 섬유웹의 구김, 신축 등의 변형에도 금속쉘부의 크랙을 최소화하고, 신축특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 구리층 상에 형성되는 니켈층은 구리층의 산화를 방지함으로써 전자파차폐성능의 저하를 방지시킬 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부는 두께가 0.1 ~ 2.0㎛일 수 있으며, 만일 금속쉘부의 두께가 2㎛를 초과하는 경우 전도성 복합섬유(10,20,30,40,40')의 굽힘 등 형상이 변화할 때 크랙, 박리가 발생하기 쉬우며, 만일 0.1㎛ 미만일 경우 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하기 어려울 수 있고, 사용 중 외력에 따른 신장으로 금속쉘부 박리가 유발되어 전도성 필러 구비에도 불구하고 저항이 증가할 수 있다.
상술한 전도성 섬유웹(100)은 후술하는 제조방법을 통해 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전도성 섬유웹(100)은 제조된 전도성 복합섬유(10,20,30,40,40')를 통해 3차원네크워크 구조의 섬유웹으로 제조될 수 있다. 또는 (1) 전도성 필러 및 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시켜 전도성필러가 분산된 섬유부로 형성된 섬유웹을 제조하는 단계 및 (2) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시켜 전도성섬유웹을 제조하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
전자의 방법에 대해 먼저 설명하면, 전도성 복합섬유는 2중방사노즐의 내측 노즐을 통해 전도성 필러 및 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시키고, 외측 노즐을 통해 금속쉘부를 형성시킬 수 있는 금속페이스트를 압출한 후 상기 금속페이스트를 소성시켜 제조할 수 있다.
또는, 전도성 복합섬유는 전도성 필러 및 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 통해 제조된 섬유 외부면에 금속쉘부를 형성시켜 제조될 수 있다. 이때, 상기 방사용액은 방사방법, 구비되는 섬유형성성분의 종류 등에 따라 적절히 선택된 용매를 더 포함하여 섬유형성성분이 용해된 용해액이거나 또는 섬유형성성분이 용융된 용융액일 수 있다. 방사용액을 방사시키는 방법은 목적하는 전도성 복합섬유의 직경, 섬유형성성분의 종류를 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 일예로, 전기방사이거나 압력을 이용해 방사구를 통해 방사용액이 압출되는 방식일 수 있다. 또한, 섬유형성성분의 종류, 방사용액에 구비된 용매의 종류 등을 고려하여 건식방사 또는 습식방사를 적절히 선택할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
제조된 섬유 외부면에 금속쉘부를 형성시키는 방법은 공지된 금속의 코팅방법, 도금방법을 통해 수행할 수 있고, 일예로, 섬유를 금속 페이스트에 침지한 후 건조 및/또는 소결공정을 거칠 수 있다. 또는, 공지된 도금방법으로써 무전해 도금을 통해 수행할 수 있다.
제조된 전도성 복합섬유는 공지된 섬유웹의 제조방법, 일예로 케미컬 본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운 등의 방법을 이용하여 전도성 섬유웹으로 제조될 수 있다.
다음으로, 전도성 섬유웹(100)을 제조하는 후자의 방법에 대해 설명한다. 상기 전도성 섬유웹은 다른 제조방법으로써, (1) 전도성 필러 및 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시켜 전도성필러가 분산된 섬유부로 형성된 섬유웹을 제조하는 단계 및 (2) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시켜 전도성섬유웹을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 (1) 단계는 상술한 전자의 방법에서 전도성 필러를 구비한 섬유를 제조한 뒤 금속쉘부를 형성하지 않은 상태로 섬유웹을 제조하여 수행될 수 있다. 또는, 상기 섬유웹은 전도성 필러 및 섬유형성성분을 방사하여 콜렉터에서 수집, 축적시킨 섬유매트에 대해 캘링더링 공정을 거치는 방식으로 구현될 수 있다.
(1) 단계에서 제조된 섬유웹은 (2) 단계로써, 섬유웹의 섬유부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시키는 단계를 수행한다. 상기 (2) 단계는 금속쉘부를 피복시키는 공지된 방법을 채용할 수 있고, 일예로, 금속쉘부의 증착, 도금, 전도성 페이스트를 통한 코팅 방법 등이 있을 수 있다. 다만, 금속쉘부의 증착은 섬유웹의 표면부에 위치하는 섬유부의 외부에만 금속쉘부가 증착될 수 있고, 섬유웹의 중앙부에 위치하는 섬유부에는 금속쉘부가 구비되기 어려울 수 있어서 목적하는 수준으로 전자파차폐효과를 발현하기 어려울 수 있다. 또한, 금속쉘부가 증착된 섬유웹의 표면부는 기공이 폐쇄될 수 있음에 따라서 섬유웹의 신축특성이 저하되고, 신축 시 증착된 부분이 쉽게 부스러지거나 박리될 수 있는 우려가 있다. 또한, 전도성 페이스트로 섬유웹을 코팅하는 경우 섬유웹의 표면부/중앙부에 위치하는 섬유부에 고르게 코팅이 될 수는 있으나 기공폐쇄에 따른 신축특성의 저하가 현저할 수 있어서 신축 시 금속쉘부의 부서짐, 박리가 심각할 수 있다. 이에 바람직하게는 상기 금속쉘부는 섬유웹에 도금을 통해 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 도금은 무전해도금일 수 있다.
상술한 전도성 복합섬유(10,20,30,40,40')를 포함하여 형성된 전도성 섬유웹(100)의 적어도 일면에는 도 1에 도시된 것과 같이 전도성 점착층(200)이 더 구비될 수 있다.
상기 전도성 점착층(200)은 공지된 전도성 점착층일 수 있으며, 일예로, 점착성 매트릭스(210)에 전도성 필러(220)가 분산된 것일 수 있다. 상기 점착성 매트릭스는 일예로, 아크릴수지, 우레탄수지 중 선택된 1종 이상의 수지로 형성된 것일 수 있으며, 상기 전도성 필러는 니켈, 니켈-그라파이트, 카본블랙, 그라파이트, 알루미나, 동, 은으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다. 상기 전도성 점착층(200)은 전도성 필러(220)를 전도성 점착층(200) 전체 중량에 대하여 5 ~ 95중량% 로 구비한 것일 수 있다.
또한, 상기 전도성 점착층(200)은 두께가 10 ~ 30㎛일 수 있다. 전도성 점착층(200)의 두께가 과도할 경우 전자파차폐재(1000)의 수직저항을 증가시킴에 따라 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하지 못할 수 있다.
상기 전도성 점착층(200)은 형성시키고자 하는 전도성 섬유웹(100)의 일면에 전도성 점착층 형성조성물을 처리하여 함침시키는 방법으로 형성시킬 수 있고, 이로 인해 전도성 점착층(200)의 일부분은 전도성 섬유웹(100) 상에 형성되고, 나머지 부분은 전도성 섬유웹(100)의 기공에 채워져 전도성 섬유웹(100)의 내부에 위치하도록 구비될 수 있다. 또는 도 1과 다르게, 전도성 섬유웹(100) 내부에 모든 부분이 배치되도록 구비될 수도 있다.
다음으로 본 발명의 제2구현예에 대해 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명 제2구현예의 일 실시예에 의한 플렉서블 전자파차폐재(1100)는 전도성 복합섬유(50)를 포함하여 형성된 전도성 섬유웹(110)을 구비하고, 상기 전도성 섬유웹(110)의 일면 또는 양면에 구비되는 전도성 점착층(200)을 더 구비할 수 있다.
상기 전도성 복합섬유(50)는 도 8에 도시된 것과 같이 섬유부(51), 상기 섬유부(51)의 외부면에 피복되며, 크랙을 포함하는 제1전도성부(52) 및 상기 제1전도성부(52)의 외부면을 피복하는 제2전도성부(53)를 포함한다.
상기 제1전도성부(52)에 형성된 크랙은 제1전도성부(52)의 피복에 따라 감소될 수 있는 섬유부(51)의 신축성, 유연성을 보완하며, 크랙이 형성된 제1전도성부(52) 상에 형성된 제2전도성부(53)는 크랙의 발생으로 증가하는 저항에 따른 전기전도도의 감소를 보완하는 역할을 수행한다. 바람직하게는 크랙이 생긴 상기 제1전도성부(52a,52b)의 이격공간에는 제2전도성부(53)가 침투하여 충진될 수 있고, 이를 통해 제1전도성부(52)의 크랙에 따른 저항증가를 방지하고 목적하는 수준의 전기전도도를 유지할 수 있도록 한다.
이러한 구조의 전도성 복합섬유(50)를 제조하기 위하여 (1) 섬유부의 외부면에 제1전도성부를 형성시키는 단계; (2) 제1전도성부가 외부면에 형성된 섬유부를 길이방향으로 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시키는 단계; 및 (3) 상기 섬유부가 신장된 상태에서 상기 제1전도성부의 외부면에 제2전도성부를 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
먼저 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 섬유부의 외부면에 제1전도성부를 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 섬유부(51)는 복합섬유 코어부에 배치되며, 전도성 복합섬유의 신축성 및 유연성을 발현하도록 하는 주제이며, 후술하는 제1전도성부(52) 및 제2전도성부(53)를 지지하는 지지체로써의 역할을 수행한다. 상기 섬유부(51)는 통상적으로 섬유상으로 형성될 수 있는 공지된 고분자화합물의 경우 섬유형성성분으로 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 섬유형성성분은 전도성 복합섬유(50)가 보다 향상된 신축성, 유연성, 압축성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도의 발현을 위하여 불소계 화합물인 PVDF 및 폴리우레탄이 방사용액 상에서 블렌드 되어 방사된 것일 수 있고, 이때 PVDF와 폴리우레탄은 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5 중량비로 포함될 수 있다. 만일 PVDF의 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 0.2배 미만으로 포함될 경우 가요성, 신축성 등이 저하될 수 있고, 이로 인해 사용 중의 변형 또는 단차가 있는 기재상에 구비 시에 초기 설계된 전자파차폐 성능보다 저하의 폭이 클 수 있다. 또한, 만일 PVDF 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 2배 초과하여 포함될 경우 신축에 의한 복원력이 저하되어 후술하는 (2) 단계에서 제1전도성부에 크랙을 발생시키는 공정 및/또는 사용 중에 신축된 상태로 복원되지 못함에 따른 형상의 변형이 유발될 수 있다. 또한, 내화학성이 현저히 저하되어 제1도전성부나 제2도전성부의 형성과정에서 섬유부의 손상에 따른 신축, 구김 등의 형상변형에 의해 섬유부가 사절되거나 섬유웹이 찢어지는 등 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 섬유부(51)는 섬유형성성분을 섬유상으로 제조될 수 있는 공지된 방법에 의해 제조된 것일 수 있으며, 일예로, 전기방사이거나 압력을 이용해 방사구를 통해 방사용액이 압출되는 방식을 통해 제조된 것일 수 있다. 또한, 섬유형성성분의 종류, 방사용액에 구비된 용매의 종류 등을 고려하여 건식방사 또는 습식방사를 통해 제조할 수 있으며, 구체적인 방사방법은 선택되는 섬유형성성분의 종류나 목적하는 섬유의 섬도를 고려하여 각 방법들에 공지된 절차 및 조건을 채용하거나 이를 적절히 변경할 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 섬유부(51)의 외부면에 형성된 제1전도성부(52)는 전기전도성이 있는 동시에 섬유부(51)와 재질적 상용성에서 문제가 없는 재질인 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 제1전도성부(52)는 일예로, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다. 상기 제1전도성부(52)가 금속인 경우 공지된 금속의 코팅방법, 도금방법을 통해 형성될 수 있고, 일예로, 섬유부를 금속페이스트에 침지한 후 건조 및/또는 소결공정을 거쳐 제조할 수 있다. 또는 공지된 도금방법으로써 무전해 도금을 통해 수행할 수 있다.
한편, 상기 제1전도성부(52)는 2종 이상의 재질이 적층된 것일 수 있고, 일예로, 제1전도성부는 니켈층/구리층/니켈층의 3층구조일 수 있다. 일예로, 상기 제1전도성부(52)는 니켈층/구리층/니켈층인 3개 층으로 형성된 것일 수 있으며, 상기 구리층는 전도성 섬유웹이 낮은 전기저항을 가질 수 있도록 함에 따라서 우수한 전자파차폐성능을 발현하도록 하며, 전도성 섬유웹의 구김, 신축 등의 변형에도 제1전도성부의 크랙을 최소화하고, 신축특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 구리층 상에 형성되는 니켈층은 구리층의 산화를 방지함으로써 전자파차폐성능의 저하를 방지시킬 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부(52)는 두께가 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 보다 바람직하게는 제1전도성부는 두께가 0.1 ~ 1.0㎛일 수 있다. 만일 제1전도성부의 두께가 2㎛를 초과하는 경우 전도성 복합섬유(50)의 굽힘 등 형상이 변화할 때 후술하는 (2) 단계에서 형성된 크랙 이외에 사용 중 발생하는 추가적인 크랙, 박리가 발생하기 쉬우며, 만일 0.1㎛ 미만일 경우 후술하는 (2) 단계에서 박리가 발생하여 제2전도성부가 형성된 후에도 목적하는 수준의 초기 전자파차폐성능을 발현하지 못할 수 있고, 사용 중 발생하는 신장 등으로 인해 전자파차폐 성능의 변동이 증가할 우려가 있다.
한편, 상기 섬유부(51)의 외부면에 제1전도성부(52)를 형성시키는 방법으로써, 상술한 것과 같이 이미 제조된 섬유부(51)의 외부면에 제1전도성부(52)를 형성시키지 않고, 섬유부(51) 및 제1전도성부(52)를 일체로 형성시킬 수도 있다. 구체적으로 제1전도성부(52)가 금속인 경우 2중방사노즐의 내측 노즐을 통해 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시키고, 외측 노즐을 통해 제1전도성부를 형성시킬 수 있는 금속페이스트를 압출한 후 상기 금속페이스트를 소성시킴으로써, 섬유부(51)의 외부에 제1전도성부(52)를 일체로 형성시킬 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 제1전도성부(52)가 외부면에 형성된 섬유부(51)를 길이방향으로 신장시켜 제1전도성부(52)에 크랙을 발생시키는 단계를 수행한다. 상술한 것과 같이 상기 크랙은 제1전도성부의 피복에 따른 섬유부의 가요성 감소를 보완하여 제1전도성부가 형성된 상태에서 전도성 복합섬유가 가요성을 발현하도록 기능하는데, 제1전도성부에 크랙을 발생시키기 위하여 도 9에 도시된 것과 같이 제1전도성부(52)가 외부에 형성된 섬유부(51)를 길이방향으로 신장(f)시켜 크랙(c)을 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 (2) 단계는 신장 전 섬유부 길이의 1.1 ~ 20배, 보다 바람직하게는 1.1 ~ 8배, 보다 더 바람직하게는 1.1 ~ 2배 신장시켜 수행될 수 있다. 만일 1.1배 미만으로 신장시킬 경우 제1전도성부의 크랙 발생이 미미하여 가요성 보완효과를 목적하는 수준으로 발현할 수 없고, 만일 20배를 초과해서 신장시킬 경우 제1전도성부의 박리가 발생하거나 사절 또는 신장된 후 복원되지 못하여 형상이 변형될 우려가 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (3) 단계로써, 상기 섬유부(51)가 신장된 상태에서 상기 제1전도성부(52)의 외부면에 제2전도성부(53)를 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 제2전도성부(53)는 크랙이 발생된 제1전도성부(52) 외부면을 피복함에 따라서 제1전도성부(52)에 형성된 크랙으로 인한 저항증가를 최소화 또는 방지하는 역할을 수행한다. 상기 (3) 단계는 바람직하게는 3-1) 상기 섬유부(51)를 신장된 상태로 유지하여 상기 제1전도성부(52)에 발생된 크랙 사이의 이격공간을 확보하는 단계 및 3-2) 상기 이격공간을 포함하여 상기 제1전도성부(52)의 외부면에 제2전도성부(53)를 형성시키는 단계를 통해 수행될 수 있다. 즉, 섬유부를 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시킨 뒤 다시 수축시키고 그 상태로 제2전도성부를 형성시킬 경우, 제1전도성부 크랙의 미세 틈이 그대로 존재할 수 있고, 이 경우 제1전도성부의 크랙에 따른 저항증가를 목적하는 수준까지 감소시키지 못할 수 있다. 이에 상기 3-1) 단계와 같이 섬유부(51)를 신장된 상태로 유지시켜 제1전도성부(52)에 발생된 크랙의 틈인 이격공간을 확보 한 후, 그 상부에 3-2) 단계를 통해 제2전도성부(53)가 피복됨에 따라서 제2전도성부(53)는 제1전도성부(52) 외부면 뿐만 아니라 도 8와 같이 제1전도성부(52)의 크랙 간 이격공간 사이에 침투하여 상기 이격공간을 일부 또는 전부 충진 시키기에 용이할 수 있다.
상기 제2전도성부(53)는 공지된 전도성 물질의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 섬유부의 신축, 유연성을 저해하지 않도록 전도성 고분자화합물이 사용될 수 있다. 상기 전도성 고분자화합물의 구체적 종류는 제1구현예에서의 전도성 고분자화합물 설명에 갈음한다.
상기 제2전도성부는 구체적으로 전도성 고분자 화합물 및 분산용매를 포함하는 제2전도성부 형성조성물을 통해 형성시킬 수 있다. 상기 분산용매는 전도성 고분자화합물을 원활히 분산시킬 수 있는 공지된 용매일 수 있으며, 선택되는 전도성 고분자화합물에 따라 달리 선택될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 다만, 일예로써, 상기 분산용매는 이소프로필알코올일 수 있다. 상기 전도성 고분자화합물 및 분산용매는 1: 0.5 ~ 10 중량비로 혼합될 수 있으나, 선택되는 전도성 고분자화합물 및 분산용매의 종류에 따라서 달리 변경될 수 있다.
상기 제2전도성부 형성조성물은 통상적인 코팅방법을 통해 제1전도성부 상에 형성될 수 있고, 일예로, 딥코팅, 바코팅, 콤마코터 등의 공지된 방법에 의할 수 있다.
상기 제2전도성부(53)의 두께는 0.05 ~ 1㎛일 수 있다. 만일 제2전도성부 두께가 0.05㎛ 미만일 경우 크랙이 발생한 제1전도성부에 따른 저항증가를 방지하기 어려울 수 있고, 크랙의 틈에 제2전도성부가 충분히 충진되기 어려울 수 있다. 또한, 만일 제2전도성부의 두께가 1㎛를 초과할 경우 전도성 고분자화합물의 다소 높은 전기저항으로 인하여 제1전도성부가 구비됨에도 불구하고 전도성 섬유웹의 전기저항이 급격이 증가할 수 있어서 목적하는 수준의 전자파차폐성능을 발현하기 어려울 수 있다. 또한, 제2전도성부 두께 증가로 유연성 신장특성이 저하될 수 있고, 이로 인해 사용 중 발생하는 외력에 의해 전도성 섬유웹의 찢어짐 등이 발생할 우려가 있다.
상술한 제조방법을 통해 제조된 전도성 복합섬유(50)는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있으며, 직경이 0.2㎛ 미만일 경우 취급성이 저하되며, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 직경이 10㎛를 초과하는 경우 신축성 저하, 전자파차폐성능 저하의 우려가 있다.
한편, 상술한 전도성 복합섬유(50)는 직물, 편물 및 부직포 중 어느 하나의 형상으로 구현되어 전자파차폐재로 활용될 수 있으며, 직물, 편물 및 부직포의 구체적 구현방법은 공지된 직조, 편성 및 웹을 형성하는 방법에 의할 수 있어서 본 발명은 이에 대한 특별한 설명은 생략한다. 이하, 일예로써, 상술한 전도성 복합섬유(50)를 통해 전도성 섬유웹(110)을 형성하여 구현된 전자파차폐재(1100)에 대해 설명한다.
상기 전도성 섬유웹(110)은 3차원 네트워크 구조로써, 다수의 기공을 포함한다. 상기 다수의 기공은 전도성 섬유웹(110)을 형성하는 일예인, 전도성 복합섬유(50)들에 의해 둘러싸여 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹(110)의 기공율은 30 ~ 80%일 수 있으며, 이를 통해 신축성이 좋고 유연한 전자파차폐재로 구현되기 용이할 수 있다. 또한, 전도성 섬유웹(110)은 공기투과도가 0.01 ~ 2cfm일 수 있는데, 만일 공기투과도가 0.01cfm 미만일 경우 전도성 섬유웹의 어느 일면에 전도성 점착층을 형성시킬 때, 섬유웹의 기공으로 전도성 점착층 형성조성물의 함침이 어려울 수 있고, 2cfm을 초과할 경우 전도성 섬유웹의 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(110)의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량은 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 만일 전도성 섬유웹의 두께가 200㎛를 초과하는 경우 섬유웹의 중앙쪽에 위치하는 섬유부의 외부면에 전도성부를 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 두께가 5㎛ 미만일 경우 전도성 섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다.
한편, 적정한 두께를 만족하기 위하여 상기 전도성 섬유웹(110)은 단일의 전도성 섬유웹 또는 단일의 전도성 섬유웹이 복수로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹(110)이 복수의 전도성 섬유웹이 적층되어 형성되는 경우 각각의 전도성 섬유웹을 접착시키기 위한 전도성 점착제가 이들 사이에 더 개재될 수 있다. 상기 전도성 점착제는 후술하는 전도성 점착층(200)의 설명으로 갈음한다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(110)의 평량이 만일 5g/㎡ 미만인 경우 전도성 섬유웹의 기계적강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있으며, 100g/㎡를 초과할 경우 섬유웹의 중앙쪽에 위치하는 섬유부의 외부면에 전도성부를 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다.
상기 전도성 섬유웹(110)은 제조된 전도성 복합섬유(50)를 공지된 섬유웹의 제조방법, 일예로 케미컬 본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운 등의 방법을 이용하여 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 전도성 섬유웹(110)은 상술한 것과 같이 별도로 제조된 전도성 복합섬유(50)를 통해 전도성 섬유웹으로 제조되지 않고, 섬유웹으로 먼저 제조된 후 전도성 섬유웹으로 제조될 수 있다.
구체적으로 상기 전도성 섬유웹(110)은 (Ⅰ) 섬유웹을 형성하는 섬유부 외부면에 제1전도성부를 형성시키는 단계; (Ⅱ) 상기 섬유웹을 어느 하나 이상의 방향 으로 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시키는 단계; 및 (Ⅲ) 상기 섬유부가 신장된 상태에서 상기 제1전도성부의 외부면에 제2전도성부를 형성시키는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 (Ⅰ) 단계로써, 섬유웹을 형성하는 섬유부 외부면에 제1전도성부를 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 섬유웹은 화학방사 또는 전기방사를 통해 섬유부를 제조한 뒤, 공지된 섬유웹의 제조공정을 통해 제조될 수 있다. 전기방사된 섬유부를 통해 섬유웹을 제조하는 방법은 전기방사로 콜렉터에서 수집, 축적시킨 섬유매트에 대해 캘린더링 공정을 거쳐 섬유웹으로 제조할 수 있다. 상기 캘린더링 공정에서는 열 및/또는 압력이 섬유매트에 가해질 수 있는데, 온도 및 압력은 섬유부의 직경, 목적하는 섬유웹의 평량, 두께 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
제조된 섬유웹의 섬유부 외부면에 제1전도성부를 형성시키는데, 상기 제1전도성부의 재질은 상술한 것과 같이 금속일 수 있고, 섬유웹상에 금속의 제1전도성부를 형성시키는 방법은 증착, 도금, 전도성 페이스트를 통한 코팅 방법 등을 사용할 수 있다. 다만, 제1전도성부의 증착은 섬유웹의 표면부에 위치하는 섬유부 외부에만 제1전도성부가 증착될 수 있고, 섬유웹의 중앙부에 위치하는 섬유부에는 제1전도성부가 구비되기 어려울 수 있어서 목적하는 수준으로 전자파차폐효과를 발현하기 어려울 수 있다. 또한, 제1전도성부가 증착된 섬유웹의 표면부는 제1전도성부가 기공에 침투하여 상기 기공을 둘러싸는 섬유부를 고정시킴에 따라서 섬유웹의 신축 및 유연한 특성이 저해될 수 있고, 제1전도성부가 증착된 섬유웹을 신축하거나 구부릴 때 증착된 제1전도성부가 쉽게 부스러지거나 박리될 수 있는 우려가 있다.
또한, 전도성 페이스트로 섬유웹을 코팅하여 제1전도성부를 형성시킬 경우 섬유웹의 표면부/중앙부에 위치하는 섬유부에 제1전도성부가 고르게 구비될 수 있으나 이 경우에도 제1전도성부가 기공에 침투하여 상기 기공을 둘러싸는 섬유부를 고정시킴에 따라서 섬유웹의 신축 및 유연한 특성이 저해되고, 제1전도성부가 쉽게 부스러지거나 박리될 수 있는 우려가 있다.
이에 바람직하게는 상기 제1전도성부는 섬유웹에 도금을 통해 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 도금은 무전해도금일 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (Ⅱ) 단계로써, 상기 섬유웹을 어느 하나 이상의 방향으로 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시키는 단계를 수행한다.
제1전도성부에 크랙을 발생시키기 위하여 바람직하게는 신장시키려는 방향의 신장 전 섬유웹 길이의 1.1 ~ 20배만큼 섬유웹을 신장시킬 수 있다. 만일 섬유웹을 1.1배 미만으로 신장시킬 경우 목적하는 수준의 신축성, 유연성을 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 섬유웹을 20배 초과하여 신장시킬 경우 제1전도성부의 박리가 현저히 증가하여 전자파차폐성능의 저하를 초래하거나 섬유웹이 찢어질 수 있는 우려가 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (Ⅲ) 단계로써, 크랙이 발생된 상기 제1전도성부의 외부면에 제2전도성부를 형성시키는 단계를 수행한다. 상기 제2전도성부의 형성방법은 상술한 전도성 복합섬유의 제조방법에서 (3) 단계의 설명과 동일하여 이하 구체적 설명은 생략한다.
한편, 상기 (Ⅲ)단계는 바람직하게는 섬유웹을 신장시킨 상태에서 수행될 수 있으며, 이를 통해 제1전도성부의 크랙 사이 이격공간에 제2전도성부가 침투되기 용이하며, 전자파차폐재는 신축, 유연성뿐만 아니라 더욱 우수한 전자파 차폐성능을 발현할 수 있다.
이상으로 섬유웹을 먼저 형성한 뒤 전도성부를 형성하여 구현되는 전도성 섬유웹의 형성방법에 대해 설명했는데, 섬유웹이 아닌 직물이나 편물의 형태로 전자파차폐재가 구현되는 경우에 직물이나 편물이 먼저 제조된 뒤, 제조된 직물이나 편물에 제1전도성부 형성하고, 이를 신축하여 제1전도성부에 크랙을 발생시킨 상태에서 제2전도성부를 형성시키는 것을 통해 전도성 직물이나 전도성 편물을 제조하는방식으로 구현되는 전도성 차폐재 역시 본 발명의 범주에 있음을 밝혀둔다.
상술한 방법을 통해 제조된 전도성 섬유웹(110)은 이를 포함하는 전자파차폐재(1100)로 구현되며, 상기 전도성 섬유웹(110)은 섬유부(51)로 형성된 섬유웹, 상기 섬유부(51)의 외부면에 피복되며, 크랙을 포함하는 제1전도성부(52), 및 상기 제1전도성부(52)의 외부면을 피복하는 제2전도성부(53)를 포함한다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(110)의 적어도 일면에는 도 7에 도시된 것과 같이 전도성 점착층(200)이 더 구비될 수 있다. 상기 전도성 점착층(200)은 공지된 전도성 점착층일 수 있다. 보다 구체적인 설명은 상술한 제1구현예에서의 설명으로 갈음한다.
다음으로 본 발명의 제3구현예에 대해 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명 제3구현예의 일 실시예에 의한 플렉서블 전자파차폐재(1200)는 다수의 기공(H)을 포함하는 전도성 섬유웹(120) 및 다수의 기공(H) 중 적어도 일부 기공 내에 구비된 제1전도성 성분(300)을 포함하며, 상기 전도성 섬유웹(120)의 일면 또는 양면에 구비되는 전도성 점착층(200)을 더 구비할 수 있다.
상기 전도성 섬유웹(120)은 3차원 네트워크 구조로써, 다수의 기공(H)을 포함한다. 상기 다수의 기공(H)은 전도성 섬유웹(120)을 형성하는 전도성 복합섬유(60)들에 의해 둘러싸여 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹(120)의 기공율은 30 ~ 80%일 수 있으며, 이를 통해 신축성이 좋고 유연한 전자파차폐재로 구현되기 용이할 수 있다. 또한, 전도성 섬유웹(120)은 공기투과도가 0.01 ~ 2cfm일 수 있는데, 만일 공기투과도가 0.01cfm 미만일 경우 전도성 섬유웹의 어느 일면에 전도성 점착층을 형성시킬 때, 섬유웹의 기공으로 전도성 점착층 형성조성물의 함침이 어려울 수 있고, 2cfm을 초과할 경우 전도성 섬유웹의 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(120)의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량은 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 만일 전도성 섬유웹의 두께가 200㎛를 초과하는 경우 전도성 섬유웹(120)을 형성하는 일예인 전도성 복합섬유의 금속쉘부를 섬유웹의 외부 및 내부 전 영역에 포함된 섬유에 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 두께가 5㎛ 미만일 경우 전도성 섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다.
한편, 적정한 두께를 만족하기 위하여 상기 전도성 섬유웹은 단일의 전도성 섬유웹 또는 단일의 전도성 섬유웹이 복수로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹이 복수로 적층되는 경우 각각의 전도성 섬유웹을 접착시키기 위한 전도성 점착층이 이들 사이에 더 개재될 수 있다. 상기 전도성 점착층은 후술하는 전도성 점착층(200)의 설명으로 갈음한다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(120)의 평량이 만일 5g/㎡ 미만인 경우 전도성 섬유웹의 기계적강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 100g/㎡를 초과할 경우 전도성 복합섬유의 금속쉘부를 섬유웹의 외부 및 내부 전 영역에 포함된 섬유에 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다.
상술한 전도성 섬유웹(120)을 형성하는 전도성 복합섬유(60)는 도 11에 도시된 것과 같이 섬유형성성분을 포함하는 섬유부(61) 및 상기 섬유부(11)의 외부에 피복된 금속쉘부(62)를 포함한다.
상기 섬유부(61)의 섬유형성성분은 전도성 복합섬유 또는 전도성 섬유웹에서 섬유 또는 섬유웹을 형성하는 주제로써, 섬유웹의 신축성, 유연성 및 구김/복원성을 발현하도록 하며, 통상적으로 섬유상으로 형성될 수 있는 공지된 고분자화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 섬유형성성분은 섬유부(61) 및 이로 구현된 전도성 섬유웹(120)이 보다 향상된 신축성, 유연성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도의 발현을 위하여 불소계 화합물인 PVDF와 폴리우레탄이 방사용액 상에서 블렌드 되어 방사된 것일 수 있다. 이때 PVDF와 폴리우레탄은 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5 중량비로 포함될 수 있다. 만일 PVDF의 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 0.2배 미만으로 포함될 경우 가요성, 신축성 등이 저하될 수 있고, 이로 인해 사용 중의 변형 또는 단차가 있는 기재상에 구비 시에 찢어짐이 발생하거나, 단차가 있는 부분에 밀착하기 어려울 수 있고, 전도성 섬유웹의 손상으로 인해 초기 설계된 전자파차폐 성능보다 저하의 폭이 클 수 있다. 또한, 만일 PVDF 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 2배를 초과하여 포함될 경우 신축에 의한 복원력이 저하되어 신축 시 신축된 상태로 복원되지 못함에 따른 형상의 영구변형이 유발될 수 있다. 또한, 내화학성이 현저히 저하되어 금속쉘부의 형성과정에서 섬유부의 손상이 발생할 수 있고, 이에 따라서 전도성 섬유웹의 신축, 구김 등의 형상변형에 의해 섬유부가 사절되거나 섬유웹이 찢어지는 등 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부(62)는 전도성 섬유웹의 저항을 낮춰 전자파차폐성능을 발현하도록 기능한다. 상기 금속쉘부(62)는 통상적인 전기 전도성 금속재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로써, 상기 금속쉘부(62)는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질일 수 있다. 일예로, 상기 금속쉘부는 니켈층/구리층/니켈층인 3개 층으로 형성된 것일 수 있으며, 이때, 상기 구리층는 전도성 섬유웹이 낮은 전기저항을 가질 수 있도록 함에 따라서 우수한 전자파차폐성능을 발현하도록 하며, 전도성 섬유웹의 구김, 신축 등의 변형에도 금속쉘부의 크랙을 최소화하고, 신축특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 구리층 상에 형성되는 니켈층은 구리층의 산화를 방지함으로써 전자파차폐성능의 저하를 방지시킬 수 있다.
또한, 상기 금속쉘부(62)는 두께가 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 만일 금속쉘부의 두께가 2㎛를 초과하는 경우 전도성 복합섬유(60)의 굽힘 등 형상이 변화할 때 크랙, 박리가 발생하기 쉽다. 또한, 증가되는 전도성부의 두께는 전도성 섬유웹의 공경구조를 변경시키며 이로 인해 목적하는 수준의 신축성, 가요성 등을 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 두께가 0.1㎛ 미만일 경우 얇은 두께로 형성이 용이하지 않고, 크랙이 발생하거나 박리되기가 매우 쉬워서 신축되었을 때 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하기 어려울 수 있다.
상기 전도성 복합섬유(60)는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있으며, 직경이 0.2㎛ 미만일 경우 취급성이 저하되며, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 직경이 10㎛를 초과하는 경우 신축성 저하, 전자파차폐성능 저하의 우려가 있다.
상술한 전도성 복합섬유(60)로 형성된 전도성 섬유웹(120)에 구비된 다수의 기공(H) 중 일부 또는 전부에는 제1전도성 성분(300)이 구비될 수 있다. 상기 제1전도성 성분(300)은 전자파차폐성능을 상술한 전도성 섬유웹(120)과 함께 발현하는 동시에 전도성 섬유웹(120)의 신축 및 구김 시 발생할 수 있는 금속쉘부(62)의 크랙에도 전도성 섬유웹의 저항 증가를 방지하여 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하도록 할 수 있다. 이를 위하여 바람직하게는 상기 제1전도성 성분(300)은 전도성 복합섬유(60)로 둘러싸여 형성된 기공(H) 내에 상기 전도성 복합섬유(60)의 적어도 일부분에 접촉되도록 구비될 수 있다. 이 경우 전자파차폐재의 신축, 구김 등의 형상변형으로 전도성 섬유웹(120)의 전도성 복합섬유(60) 금속쉘부(62)에 크랙이 발생하더라도 전도성 복합섬유(60)와 접촉하도록 기공(H) 내 구비되는 제1전도성 성분(300)으로 인하여 크랙으로 인한 이격된 틈이 전기적으로 연결됨에 따라서 전도성 섬유웹(120)의 저항증가를 최소화 또는 방지할 수 있다.
상기 제1전도성 성분(300)은 전기전도성이 있는 공지의 재질인 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 일예로써, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다. 상기 전도성 고분자화합물의 구체적 종류는 상술한 제1구현예에서의 전도성 고분자화합물 설명에 갈음한다.
또한, 상기 제1전도성 성분(300)은 성분은 금속쉘부(62)에 발생할 수 있는 크랙에 따른 저항증가를 크게 방지하고, 제1전도성 성분 자체로 인한 전자파차폐성능의 향상을 위하여 금속입자일 수 있다. 이때, 상기 금속입자는 기공(H) 내 구비될 때 금속쉘부(62)에 접촉할 수 있도록 입경이 기공(H)의 공경과 같거나 작도록 조절된 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 상기 기공의 평균공경에 대하여 0.80 ~ 0.95배의 크기의 입경을 갖는 입자가 전체 금속입자의 90% 이상인 제1전도성 성분을 사용할 수 있다. 만일, 상기 기공의 평균공경에 대해 0.8배 미만의 크기를 입경으로 갖는 금속입자가 전체 금속입자의 90% 이상으로 포함될 경우 금속입자가 기공내 구비되더라도 전도성 복합섬유(60)의 금속쉘부(62)에 접촉할 가능성이 적어짐에 따라서 신축, 벤딩 등으로 금속쉘부에 크랙 발생시 목적하는 수준으로 저항증가를 최소화 또는 방지할 수 없을 수 있다. 또한, 만일 상기 기공의 평균공경에 대해 0.95배를 초과하는 크기를 입경으로 갖는 금속입자가 전체 금속입자의 90% 이상으로 포함될 경우 기공에 금속입자가 구비되기 어려워질 수 있고, 구비되는 경우에도 전도성 섬유웹의 표면에 노출된 기공에 국한하여 입자가 구비되고 내부 기공에는 금속입자가 구비되기 어려울 수 있어서 신축, 벤딩 등으로 금속쉘부에 크랙 발생시 목적하는 수준으로 저항증가를 최소화 또는 방지할 수 없을 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 기공의 평균공경에 대하여 0.80 ~ 0.95배의 크기의 입경을 갖는 입자가 전체 금속입자의 90% 미만인 경우에 역시 금속입자가 금속쉘부에 접촉하도록 기공내 배치되기 어렵거나 기공 자체에 침투하기 어려운 금속입자가 많아짐에 따라서 신축, 벤딩 등으로 금속쉘부에 크랙 발생시 목적하는 수준으로 저항증가를 최소화 또는 방지할 수 없을 수 있다.
또한, 상기 제1전도성 성분(300)은 전도성 섬유웹(120) 100 중량부에 대하여 11 ~ 900 중량부로 구비될 수 있다. 만일 제1전도성 성분(300)이 전도성 섬유웹 100 중량부에 대해 11 중량부 미만으로 구비되는 경우 목적하는 수준의 전자파차폐 성능을 발현하기 어렵거나 금속쉘부의 크랙발생 시 크랙이 발생한 부분들을 전기적으로 연통시키기 어려울 수 있어서 설계된 전자파차폐 성능을 유지하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 상기 제1전도성 성분이 900 중량부를 초과하여 구비되는 경우 전도성 섬유웹의 기공율이 감소하고, 중량이 증가하며, 신축성 및 유연성이 현저히 저하될 우려가 있다. 또한, 전자파차폐재가 신축되거나, 구겨질 때 제1전도성 성분이 이탈하여 전자파차폐 성능의 저하 우려가 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐재는 (1) 전도성 섬유웹을 제조하는 단계 및 (2) 제조된 전도성 섬유웹의 적어도 일부 기공에 제1전도성 성분을 구비시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 전도성 섬유웹(120)을 제조하는 단계를 수행한다.
상기 전도성 섬유웹(120)은 제조된 전도성 복합섬유(60)로 3차원네크워크 구조의 섬유웹을 구현하거나 또는 (a) 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시켜 섬유부로 형성된 섬유웹을 제조하는 단계 및 (b) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시켜 전도성 섬유웹을 제조하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
전자의 방법에 대해 먼저 설명하면, 전도성 복합섬유는 2중방사노즐의 내측 노즐을 통해 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시키고, 외측 노즐을 통해 금속쉘부를 형성시킬 수 있는 금속페이스트를 압출한 후 상기 금속페이스트를 소성시켜 제조될 수 있다.
또는, 전도성 복합섬유는 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 통해 제조된 섬유 외부면에 금속쉘부를 형성시켜 제조될 수 있다. 이때, 상기 방사용액은 방사방법, 구비되는 섬유형성성분의 종류 등에 따라 적절히 선택된 용매를 더 포함하여 섬유형성성분이 용해된 용해액이거나 섬유형성성분이 용융된 용융액일 수 있다. 방사용액을 방사시키는 방법은 목적하는 전도성 섬유의 직경, 섬유형성성분의 종류를 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 일예로, 전기방사이거나 압력을 이용해 방사구를 통해 방사용액이 압출되는 방식일 수 있다. 또한, 섬유형성성분의 종류, 방사용액에 구비된 용매의 종류 등을 고려하여 건식방사 또는 습식방사를 적절히 선택할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
제조된 섬유 외부면에 금속쉘부를 형성시키는 방법은 공지된 금속의 코팅방법, 도금방법을 통해 수행할 수 있고, 일예로, 섬유를 금속 페이스트에 침지한 후 건조 및/또는 소결공정을 거칠 수 있다. 또는, 공지된 도금방법으로써 무전해 도금을 통해 수행할 수 있다.
제조된 전도성 복합섬유는 공지된 섬유웹의 제조방법, 일예로 케미컬 본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운 등의 방법을 이용하여 전도성 섬유웹으로 제조될 수 있다.
다음으로, 상기 전도성 섬유웹은 다른 제조방법으로써, (a) 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시킨 섬유부로 형성된 섬유웹을 제조하는 단계 및 (b) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시켜 전도성섬유웹을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 (a) 단계는 공지된 방사방법을 통해 섬유웹을 제조할 수 있다. 일예로써, 상기 섬유웹은 섬유형성성분을 방사하여 콜렉터에서 수집, 축적시킨 섬유매트에 대해 캘링더링 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 또는 별도로 제조된 섬유들에 대해 공지된 섬유웹을 제조하는 상술한 방법을 수행하여 제조될 수 있다.
(a) 단계에서 제조된 섬유웹은 (b) 단계로써, 섬유웹의 섬유부를 피복하도록 금속쉘부를 형성시키는 단계를 수행한다.
이후, 상기 (b) 단계는 제조된 섬유웹의 섬유부 외부면에 금속쉘부를 형성시키는 단계로써, 상기 금속쉘부는 공지된 방법으로 형성될 수 있고, 일예로, 금속쉘부의 증착, 도금, 전도성 페이스트를 통한 코팅 방법 등이 있을 수 있다. 다만, 금속쉘부의 증착은 섬유웹의 표면부에 위치하는 섬유부의 외부에만 금속쉘부가 증착될 수 있고, 섬유웹의 중앙부에 위치하는 섬유부에는 금속쉘부가 구비되기 어려울 수 있어서 목적하는 수준으로 전자파차폐효과를 발현하기 어려울 수 있다. 또한, 금속쉘부가 증착된 섬유웹의 표면부는 기공이 폐쇄될 수 있음에 따라서 섬유웹의 신축특성이 저하되고, 신축 시 증착된 부분이 쉽게 부스러지거나 박리될 수 있는 우려가 있다. 또한, 전도성 페이스트로 섬유웹을 코팅하는 경우 섬유웹의 표면부/중앙부에 위치하는 섬유부에 고르게 코팅이 될 수는 있으나 기공폐쇄에 따른 신축특성의 저하가 현저할 수 있어서 신축 시 금속쉘부의 부서짐, 박리가 심각할 수 있다. 이에 바람직하게는 상기 금속쉘부는 섬유웹에 도금을 통해 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 도금은 무전해도금일 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 제조된 전도성 섬유웹의 적어도 일부 기공에 제1전도성 성분을 구비시키는 단계를 수행한다.
상기 제1전도성 성분은 다공성 기재의 기공내 물질을 충진시키는 공지된 방법을 적절히 변경하여 전도성 섬유웹에 구비된 기공에 구비될 수 있으며, 일예로, 제1전도성 성분을 포함하는 전도성 용액의 도포, 침지, 스크린 인쇄, 플로팅 인쇄, 바코팅 또는 콤마코팅 등의 공지된 코팅방법을 이용할 수 있으며, 열거된 방법들은 각각에 대한 공지된 방법에 따른 조건을 채용하여 수행할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 구체적인 설명은 생략한다. 이때, 상기 전도성 용액의 점도, 전도성 섬유웹의 공경크기, 기공도를 조절하여 전도성 섬유웹 내부에 구비되는 전도성 용액의 함량을 조절할 수 있다. 또한, 일예로 상기 전도성 용액은 전도성 성분인 금속입자를 포함하는 금속페이스트일 수 있고, 상기 금속 페이스트에는 바인더 성분이 포함될 수 있다. 이때, 상기 바인더 성분은 전도성 섬유웹의 신축성, 가요성 등을 저해하지 않도록 신축, 탄성력이 있는 고분자화합물일 수 있고, 일예로 우레탄계 화합물일 수 있다.
한편, 도 12a 및 도 12b에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예인 플렉서블 전자파차폐재(1200')는 전도성 섬유웹(120')을 형성하는 전도성 복합섬유(60')의 금속쉘부(62')에 크랙(C)이 형성되며, 상기 크랙(C)의 이격된 틈에 구비된 제2전도성 성분(310)을 포함할 수 있다. 상기 제2전도성 성분(310)은 크랙(C)의 이격된 틈을 전기적으로 연결시킴에 따라서 크랙(C)의 발생에 따른 저항증가를 최소화할 수 있다.
상기 크랙(C)은 전자파차폐재 제조단계에서 의도적으로 형성시킨 것으로써, 크랙(C)을 통해 전자파차폐재의 가요성을 향상시키고, 제품화 후 크랙(C)의 발생에 따른 물성저하를 사전에 방지하는 대신에 크랙(C)의 이격된 틈에 제2전도성 성분(310)을 개재시키고, 크랙(C)이 있는 부분에 접촉하는 제1전도성 성분(300')을 통해 크랙(C)에 따른 저항감소를 제품화 단계에서부터 최소화시켜 목적하는 초기설계 물성치를 만족시킬 수 있다.
상기 제2전도성 성분(310)은 재질은 전기전도성이 있는 공지의 재질인 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 일예로써, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다. 일예로 상기 제2전도성 성분(310)은 은 입자일 수 있다.
또한, 상기 제2전도성 성분(310)은 재질이 제1전도성 성분(120')과 동일하거나 다를 수 있다.
또한, 상기 제2전도성 성분(310)은 평균입경이 크랙의 이격된 틈에 개재될 수 있도록 크기가 조절된 것을 사용할 수 있고, 일예로 입경이 0.01 ~ 0.1㎛일 수 있다.
상술한 도 12a 및 도 12b와 같이 크랙(C)의 이격된 틈에 제2전도성 성분(310)이 개재된 플렉서블 전자파차폐재의 제조방법에 대해 설명하면, 전도성 섬유웹을 형성시킨 뒤, 전도성 섬유웹을 어느 일축 또는 2축 방향으로 신장시켜 금속쉘부에 크랙을 발생시킨 뒤 신장된 상태에서 제2전도성 성분(310)이 크랙(C)의 이격된 틈에 침투하여 개재될 수 있도록 하여 제조될 수 있다. 또는 전도성 섬유웹을 형성시킨 뒤 제2전도성 성분(310)을 포함하는 용액, 일예로 은페이스트를 전도성 섬유웹에 처리 한 후 전도성 섬유웹을 일축 또는 2축 방향으로 신장시켜 금속쉘부에 크랙을 발생시키고 신장된 상태에서 유지되는 크랙의 이격된 틈으로 미리 처리된 은페이스트가 침투되도록 하여 은입자를 이격된 틈에 개재시킬 수 있다.
이 경우 제1전도성 성분은 제2전도성 성분을 크랙의 이격된 틈에 개재시킨 후 별도의 공정으로 전도성 섬유웹의 기공에 구비시키는 공정을 수행하거나, 또는 상술한 제2전도성 성분을 처리하는 과정에서 사용되는 용액에 제1전도성 성분을 함께 구비시켜 제1전도성 성분은 전도성 섬유웹의 기공에 구비되도록 함과 동시에 제2전도성 성분은 금속쉘부의 크랙사이 이격된 틈에 개재되도록 할 수 있다.
상술한 제조방법들에 의해 구현된 전도성 섬유웹(120,120')의 적어도 일면에는 도 10에 도시된 것과 같이 전도성 점착층(200,200')이 더 구비될 수 있다. 상기 전도성 점착층(200,200')의 구체적 설명은 상술한 제1구현예에서의 전도성 점착층 설명에 갈음한다.
다음으로 본 발명의 제4구현예에 대해 설명한다.
도 13을 참조하면, 본 발명 제4구현예의 일 실시예에 의한 플렉서블 전자파차폐재(1300)는 전도성 복합섬유(70)로 형성된 전도성 섬유웹(130)을 포함하며, 상기 전도성 섬유웹(130)의 일면 또는 양면에 구비되는 전도성 점착층(200)을 더 구비할 수 있다.
상기 전도성 섬유웹(130)은 3차원 네트워크 구조로써, 다수의 기공을 포함한다. 상기 다수의 기공은 전도성 섬유웹(130)을 형성하는 일예인, 전도성 복합섬유(70)들에 의해 둘러싸여 형성될 수 있다. 또한, 전도성 섬유웹(130)은 공기투과도가 0.01 ~ 2cfm일 수 있는데, 만일 공기투과도가 0.01cfm 미만일 경우 전도성 섬유웹의 어느 일면에 전도성 점착층을 형성시킬 때, 섬유웹의 기공으로 전도성 점착층 형성조성물의 함침이 어려울 수 있고, 2cfm을 초과할 경우 전도성 섬유웹의 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(130)의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량은 5 ~ 100g/㎡일 수 있다. 만일 전도성 섬유웹의 두께가 200㎛를 초과하는 경우 섬유웹의 중앙쪽에 위치하는 섬유부의 외부면에 전도성부를 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 두께가 5㎛ 미만일 경우 전도성 섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다.
한편, 적정한 두께를 만족하기 위하여 상기 전도성 섬유웹(130)은 단일의 전도성 섬유웹 또는 단일의 전도성 섬유웹이 복수로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 전도성 섬유웹(130)이 복수의 전도성 섬유웹이 적층되어 형성되는 경우 각각의 전도성 섬유웹을 접착시키기 위한 전도성 점착층이 이들 사이에 더 개재될 수 있다. 상기 전도성 점착층은 후술하는 전도성 점착층(200)의 설명으로 갈음한다.
또한, 상기 전도성 섬유웹(130)의 평량이 만일 5g/㎡ 미만인 경우 전도성 섬유웹의 기계적강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있으며, 100g/㎡를 초과할 경우 섬유웹의 중앙쪽에 위치하는 섬유부의 외부면에 전도성부를 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 신축특성이 저하될 우려가 있다.
상기 전도성 복합섬유(70)는 도 2에 도시된 것과 같이 권축이 부여된 섬유부(71) 및 상기 섬유부(71) 의 외부에 피복된 전도성부(72)를 포함하여 구현된다.
상기 섬유부(71) 에 형성된 권축은 섬유부의 재질 및 제조방법에 따라서 상이한 방법으로 형성될 수 있고, 목적하는 신축성을 고려하여 조절 가능함에 따라서 권축의 형성정도는 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 다만, 바람직하게는 후술하는 전도성부(72)를 구비한 전도성 섬유웹(130)을 일축방향으로 1.2배 신장시킨 뒤, 신장력을 제거한 상태에서 측정한 표면 저항값이 신장 전 표면 저항값을 기준으로 10%이하로 변동되도록 섬유부에 권축이 형성될 수 있다.
통상적인 섬유웹의 섬유부에 전도성부가 구비된 상태에서는 섬유부의 신도/복원력 및/또는 전도성부의 신도/복원력, 그리고 섬유부가 웹을 형성하고 있는 구조 등의 인자에 의해 전도성 섬유웹의 신축성이 결정될 수 있다. 이에 만일 신축성이 좋은 섬유부를 사용한 경우에도 전도성부가 금속 등 신축성이 좋지 않은 재질일 경우 전도성 섬유웹의 일축방향 신장으로 전도성부에 크랙, 박리가 발생하여 표면 저항이 증가할 수 있다. 이와 다르게 만일 신축성이 좋지 않은 섬유부에 신축성이 좋은 전도성부를 구비한 경우 전도성 섬유웹을 일축방향으로 신장시켰을 때 전도성 섬유웹이 찢어지는 손상을 입거나 육안으로 찢어지는 것이 식별되지 않더라도 전도성 복합섬유의 사절로 저항이 크게 증가할 수 있다. 그러나 본 발명과 같이 권축이 형성된 섬유부로 형성된 전도성 섬유웹은 구불거리는 섬유부에 의해 스프링과 같이 신축성이 매우 우수함에 따라서 섬유부의 재질, 전도성부의 재질의 신축특성 등에 의한 영향을 최소화하여 신축성, 가요성 등을 현저히 증가시킬 수 있고, 신장된 경우에도 전도성부의 손상이나 박리가 최소화 또는 방지되어 초도 설계된 저항치 보다 증가하는 물성저하를 방지할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 섬유웹은 일축방향으로 일축방향 길이의 1.2배 신장시킨 뒤 신장력을 제거시킨 상태에서 저항을 측정했을 때, 측정된 표면 저항값이 전도성 섬유웹을 신장하기 전 표면 저항값에 대비하여 10% 이내로 변동됨에 따라서 신축에도 불구하고 물성변동을 최소화하거나 방지할 수 있다. 만일 신장 전 저항치보다 신장후 회복된 상태에서 저항치가 10%를 초과하여 증가할 경우 단차가 형성된 피부착면에 부착시 전도성부의 박리나 손상으로 저항값이 초도설계된 것보다 현저히 증가할 수 있고, 전도성 차폐재의 찢김 등 손상이 발생할 우려가 있다.
상기 섬유부(71)를 구현하는 섬유형성성분은 전도성 복합섬유 또는 전도성 섬유웹에서 섬유 또는 섬유웹을 형성하는 주제로써, 섬유웹의 신축성, 유연성 및 구김/복원성을 발현하도록 하며, 통상적으로 섬유상으로 형성될 수 있는 공지된 고분자화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 섬유형성성분은 전도성 섬유웹(130)이 보다 향상된 신축성, 유연성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도의 발현을 위하여 불소계 화합물인 PVDF 및 폴리우레탄이 방사용액 상에서 블렌드 되어 방사된 것일 수 있다. 이때 PVDF와 폴리우레탄은 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 1: 0.4 ~ 1.5 중량비로 포함될 수 있다. 만일 PVDF의 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 0.2배 미만으로 포함될 경우 가요성, 신축성 등이 저하될 수 있고, 이로 인해 사용 중의 변형 또는 단차가 있는 기재상에 구비 시에 찢어짐이 발생하거나, 단차가 있는 부분에 밀착하기 어려울 수 있고, 전도성 섬유웹의 손상으로 인해 초기 설계된 전자파차폐 성능보다 저하의 폭이 클 수 있다. 또한, 만일 PVDF 중량을 기준으로 폴리우레탄 중량이 2배를 초과하여 포함될 경우 신축에 의한 복원력이 저하되어 신축 시 신축 전 상태로 복원되지 못함에 따른 형상의 영구변형이 유발될 수 있고, 이로 인해 발생된 크랙 간의 이격간격을 줄이지 못해 전자파차폐성능의 저하를 유발할 수도 있다. 또한, 내화학성이 현저히 저하되어 금속쉘부의 형성과정에서 섬유부의 손상이 발생할 수 있고, 이에 따라서 전도성 섬유웹의 신축, 구김 등의 형상변형에 의해 섬유부가 사절되거나 섬유웹이 찢어지는 등 기계적 물성이 저하될 수 있다.
한편, 섬유부가 이수축 특성에 따라 권축을 형성하는 경우 섬유형성성분으로 수축특성이 상이한 2성분이 블렌드되지 않도록 섬유단면내 배치시켜 섬유부를 형성할 수 있다. 이때, 상기 2성분은 수축특성이 상이한 이종의 성분이거나 점도가 상이한 동종의 성분일 수 있다.
또한, 상기 전도성부(72)는 전도성 섬유웹의 저항을 낮춰 전자파차폐성능을 발현하도록 기능한다. 상기 전도성부(72)는 통상적인 전기 전도성 재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로써, 상기 전도성부(72)는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다. 또한, 상기 전도성부(72)는 전도성 고분자화합물일 수 있다. 또한, 상기 전도성 고분자화합물은 전기 전도성이 있는 공지의 고분자화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 전도성 고분자화합물의 구체적 종류는 제1구현예에서의 전도성 고분자화합물 설명에 갈음한다.
다만, 목적하는 수준의 전자파차폐성능의 발현을 위하여 상기 전도성부(72)는 금속일 수 있다. 또한, 이 경우 바람직하게는 전도성부는 니켈층/구리층/니켈층인 3층으로 형성된 것일 수 있으며, 이때, 상기 구리층는 전도성 섬유웹이 낮은 전기저항을 가질 수 있도록 함에 따라서 우수한 전자파차폐성능을 발현하도록 하며, 전도성 섬유웹의 구김, 신축 등의 변형에도 금속쉘부의 크랙을 최소화하고, 신축특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 구리층 상에 형성되는 니켈층은 구리층의 산화를 방지함으로써 전자파차폐성능의 저하를 방지시킬 수 있다. 이를 위하여 보다 바람직하게는 섬유부와 맞닿는 니켈층은 두께가 0.02 ~ 0.2㎛로 형성될 수 있고, 그 상부에 형성된 구리층은 두께가 0.08 ~ 1.8㎛로 형성될 수 있으며, 최외곽에 형성된 니켈층은 두께가 0.02 ~ 0.2㎛로 형성될 수 있다. 만일 각 층의 두께가 위의 범위를 벗어나는 경우 각 층에 따른 효과의 발현이 미미하거나 발현하지 못할 수 있고, 본 발명의 목적하는 물성의 발현이 미미할 수 있다.
또한, 상기 전도성부는 두께가 0.1 ~ 2㎛일 수 있으며, 만일 전도성부의 두께가 2㎛를 초과하는 경우 전도성 복합섬유(70)의 굽힘 등 형상이 변화할 때 크랙, 박리가 발생하기 쉬우며, 전도성부의 재질이 전도성 고분자화합물인 경우 두께증가로 전기저항을 감소시키기 어려울 수 있다. 또한, 증가되는 전도성부의 두께는 전도성 섬유웹의 공경구조를 변경시키며 이로 인해 목적하는 수준의 신축성, 가요성 등을 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 두께가 0.1㎛ 미만일 경우 얇은 두께로 형성이 용이하지 않고, 크랙이 발생하거나 박리되기가 매우 쉬워서 신축되었을 때 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 전도성 복합섬유(70)는 직경이 0.2 ~ 10㎛일 수 있으며, 직경이 0.2 ㎛ 미만일 경우 취급성이 저하되며, 제조가 용이하지 않을 수 있고, 직경이 10㎛를 초과하는 경우 신축성 저하, 전자파차폐성능 저하의 우려가 있다.
한편, 상술한 전도성 복합섬유(70)를 포함하여 형성된 전도성 섬유웹(130)의 적어도 일면에는 도 13에 도시된 것과 같이 전도성 점착층(200)이 더 구비될 수 있다. 상기 전도성 점착층(200)에 대한 설명은 상술한 제1구현예에서의 전도성 점착층 설명에 갈음한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐재(1300)는 전도성 섬유웹을 제조하기 위하여 권축이 부여된 전도성 복합섬유(70)로 3차원네크워크 구조의 섬유웹을 구현하거나 또는 (a) 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시켜 권축이 부여된 섬유부를 통해 섬유웹을 제조하는 단계 및 (b) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 전도성부를 형성시켜 전도성 섬유웹을 제조하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
전자의 방법에 대해 먼저 설명하면, 전도성 복합섬유를 선 제조 후 제조된 전도성 복합섬유를 통해 전도성 섬유웹을 구현하는 방법이다. 상기 전도성 복합섬유는 권축이 부여된 섬유부를 먼저 제조한 뒤 상기 섬유부의 외부에 전도성부를 형성시키는 방법과, 섬유부 및 전도성부를 동시에 형성시키는 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 권축이 부여된 섬유부를 먼저 제조한 뒤 전도성부를 형성시키는 방법에 대해 설명하면, 상기 권축이 부여된 섬유부는 공지된 권축섬유의 제조방법을 통해 제조할 수 있다. 구체적으로 용융된 방사용액을 압출시켜 방사된 섬유부에 권축을 부여하는 방법으로써, 2성분 폴리머의 이수축 특성을 이용하여 섬유부에 권축을 부여하는 방법과 섬유부에 물리적인 가연 및 열고정 방법을 통해 권축을 부여하는 방법을 고려할 수 있다. 상기 2성분 폴리머의 이수축 특성을 이용하여 섬유부에 권축을 부여하는 방법은 일예로써, 제1성분으로 고유점도가 0.6 ~ 0.8dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 제2성분으로 고유점도가 0.4 ~ 0.55dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 방사된 섬유부 단면형상이 사이드-바이-사이드형, 8자형 또는 원형 단면 내 2종의 성분이 적절히 2등분하여 배치되도록 복합방사하여 제조할 수 있다. 이때, 방사 시 고속방사 또는 방사 후 별도의 연신공정을 통해 연신사로 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 섬유는 권축이 미발현된 잠재권축사이며, 전도성부를 형성시키기 전에 별도의 열처리를 통해 권축을 발현시키거나 또는 전도성부를 형성시키기 위하여 가해지는 열을 통해 권축을 동시에 발현시킬 수도 있다.
또한, 상기 섬유부에 물리적인 가연 및 열고정 방법을 통해 권축을 부여하는 방법은 가연-열고정-해연법, 가연법, 나이프에지법, 스타팅법, 고압공기분사법, 복합권축법, 개섬 혼섬법 등 공지된 방법을 적절히 채용하여 제조할 수 있으며, 선택된 방법에 따른 공지된 조건을 이용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대한 구체적 설명을 생략한다.
또한, 섬유부를 전기방사를 통해 제조하는 경우 방사조건의 변경으로 방사된 섬유에 권축이 형성되도록 방사시킬 수 있다. 일예로, 권축을 형성하기 위해 섬유의 중량 및 직경을 증가시켜 빠른 집적을 유도하는 방법과 집적 시 섬유의 비행시간을 단축하는 방법 등이 있으며 이를 위해 방사용액 제조 시 섬유형성성분의 중량부를 증가하거나, 노즐과 집적판 사이 거리를 감소하는 등의 방사 조건 변경을 통해서 통상적인 전기방사 때와는 다르게 방사시킴으로써 섬유에 권축을 구비시킬 수 있다.
상술한 방법에 의해 구현된 섬유부에 전도성부를 형성시킬 수 있는데, 상기 전도성부는 제조된 섬유 외부면에 금속이나 고분자화합물을 피복시키는 공지의 코팅방법이나 도금방법을 통해 수행할 수 있고, 일예로, 전도성부가 금속인 경우 섬유를 금속 페이스트에 침지한 후 건조 및/또는 소결공정을 거쳐 전도성부를 형성시킬 수 있다. 또는, 공지된 도금방법으로써 무전해 도금을 통해 전도성부를 형성시킬 수 있다.
다음으로 전도성 복합섬유를 제조하기 위하여 섬유부 및 전도성부를 동시에 형성시키는 방법은 2중방사노즐의 내측 노즐을 통해 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시키고, 외측 노즐을 통해 전도성부를 형성시킬 수 있는 금속페이스트를 압출한 후 상기 금속페이스트를 소성시켜 제조될 수 있다.
이때 섬유부에 권축을 부여하기 위한 일예로써, 전기방사를 통해 권축이 부여된 섬유부를 제조하는 경우 전기방사시 내측 노즐에서 방사되는 방사용액의 토출속도, 인가 전압 및/또는 에어 갭 사이의 습도를 적절히 조절하여 방사된 나노 스케일의 섬유부에 구불구불한 권축을 부여할 수 있다. 이때, 권축부여를 위한 구체적 조건은 나노섬유부에 부여하고자 하는 권축의 정도에 따라 변경될 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 방법을 통해 제조된 전도성 복합섬유는 공지된 섬유웹의 제조방법, 일예로 케미컬 본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운 등의 방법을 이용하여 전도성 섬유웹으로 제조될 수 있다.
또는, 상술한 전자의 방법과 다르게 후자의 방법으로써, (a) 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 방사시킨 권축이 부여된 섬유부로 형성된 섬유웹을 제조하는 단계 및 (b) 상기 섬유부의 외부를 피복하도록 전도성부를 형성시켜 전도성섬유웹을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 (a) 단계는, 상술한 전도성 복합섬유 제조방법에서 권축이 부여된 섬유부를 제조하는 방법을 통해 권축이 부여된 섬유부를 제조한 후 섬유웹을 제조할 수 있다. 구체적으로 섬유웹 제조의 일예로써, 상기 섬유웹은 섬유형성성분을 방사하여 콜렉터에서 수집, 축적시킨 섬유매트에 대해 캘린더링 공정을 거쳐 제조하거나 또는, 별도로 제조된 권축이 부여된 섬유들에 대해 공지된 섬유웹 제조방법을 수행하여 섬유웹이 제조될 수 있다.
이후, (a) 단계에서 제조된 섬유웹은 (b) 단계로써, 섬유웹의 섬유부를 피복하도록 전도성부를 형성시키는 단계를 수행한다. 상기 (b) 단계는 섬유웹 상태의 섬유부 외부면에 전도성부를 형성시키는 단계로써, 상기 전도성부는 공지된 방법으로 형성될 수 있고, 일예로, 전도성부의 증착, 도금, 전도성 페이스트를 통한 코팅 방법 등이 있을 수 있다. 다만, 전도성부의 증착은 섬유웹의 표면부에 위치하는 섬유부의 외부에만 전도성부가 증착될 수 있고, 섬유웹의 중앙부에 위치하는 섬유부에는 전도성부가 구비되기 어려울 수 있어서 목적하는 수준으로 전자파차폐효과를 발현하기 어려울 수 있다. 또한, 전도성부가 증착된 섬유웹의 표면부는 기공이 폐쇄될 수 있음에 따라서 섬유웹의 신축특성이 저하되고, 신축 시 증착된 부분이 쉽게 부스러지거나 박리될 수 있는 우려가 있다. 또한, 전도성 페이스트로 섬유웹을 코팅하는 경우 섬유웹의 표면부/중앙부에 위치하는 섬유부에 고르게 코팅이 될 수는 있으나 기공폐쇄에 따른 신축특성의 저하가 현저할 수 있어서 신축 시 전도성부의 부서짐, 박리가 심각할 수 있다. 이에 바람직하게는 상기 전도성부는 섬유웹에 도금을 통해 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 도금은 무전해도금일 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 제조된 전도성 섬유웹의 적어도 일부면에 전도성 점착층을 형성시키는 단계;를 수행한다. 상기 전도성 점착층은 상술한 전도성 점착층의 매트릭스를 형성하는 수지성분, 전도성 필러, 용매, 및 분산제, 난연제 등의 기타 첨가제가 혼합된 전도성 점착조성물이 제조된 전도성 섬유웹의 적어도 일면에 처리되어 형성될 수 있다. 이때, 전도성 점착조성물의 처리방법은 전도성 점착조성물의 도포, 스크린 인쇄, 플로팅 인쇄, 또는 콤마코팅 등의 공지된 코팅방법을 이용할 수 있으며, 열거된 방법들은 각각에 대한 공지된 방법에 따른 조건을 채용하여 수행할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 구체적인 설명은 생략한다. 이때, 상기 전도성 점착조성물의 점도, 전도성 섬유웹의 공경크기, 기공도를 조절하여 전도성 점착조성물이 전도성 섬유웹의 내부로 침투되지 않도록 조절할 수도 있고, 또는 전도성 섬유웹 내부로 함침되도록 조절할 수도 있다.
상술한 여러 구현예에 따른 전자파차폐재(1000,1100,1200,1300)는 도 15와 같이 전자파차폐형 회로모듈(2000)로 구현되며, 구체적으로 소자(2310,2320)가 실장된 회로기판(2200) 상부에 적어도 상기 소자(2310,2320)의 상부 및 측부를 덮도록 전자파차폐재(2100)가 회로기판 (2200) 상에 구비될 수 있다.
상기 회로기판(2200)은 전자기기에 구비되는 공지된 회로기판일 수 있으며, 일예로 PCB, FPCB일 수 있다. 상기 회로기판(1200)의 크기, 두께는 구현하고자 하는 전자기기의 내부설계에 따라 변경이 가능함에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 소자(2310,2320)는 구동칩과 같은 전자기기내 회로기판에 실장되는 공지된 소자일 수 있으며, 전자파 및/또는 열을 발생하거나 전자파에 민감하여 쉽게 오작동 되는 소자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐재(2100)는 도 15와 같이 인접한 소자(2310,2320) 간의 이격거리가 좁거나 소자(2310,2320)의 두께로 인한 단차가 발생한 경우에도 소자의 측부에 밀착되도록 부착될 수 있음에 따라서 보다 향상된 전자파차폐성능을 발현하기에 유리하다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
폴리비닐리덴플루오라이드 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 88g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액에 전도성 필러로 평균입경이 1.3㎛인 구형 은 입자를 폴리비닐리덴플루오라이드과 은입자 부피비를 1: 0.2로 하여, 최종 섬유부 전체부피에 대해 16.7%를 차지하도록 혼합한 뒤 초음파 분산기를 이용하여 12시간 동안 분산시켰다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고 임펠라를 통해 용액을 교반하며, 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.05MPa의 에어압력을 부여하여 은 입자가 구비되지 않은 제2부분의 평균직경이 300㎚인 Ag/PVDF 복합섬유로 형성된 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다.
다음으로, 제조된 섬유웹에 니켈인 금속쉘부를 형성시켰다. 구체적으로 섬유웹에 니켈 무전해도금을 실시하였고, 이를 위해 섬유웹을 60℃의 탈지용액에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고, 다시 60℃의 에칭용액(5M NaOH, 순수)에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하였다. 이후 섬유웹을 상온의 촉매용액(Pd 0.9%, HCl 20%, 순수)에 3분간 침지 뒤 순수로 세정했다. 이후 섬유웹을 촉매활성을 위한 50℃의 황산용액(H2SO4 85ml/L, 순수)에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고 난 뒤 섬유웹을 60℃의 니켈이온용액에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하여, 두께가 0.12㎛인 니켈의 금속쉘부를 섬유웹의 섬유부상에 피복시켜, 두께는 10㎛이고, 평량은 12g/㎡, 기공도 40%의 하기 표 1과 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 11>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 전도성 필러의 함량, 입경을 하기 표 1 또는 표 2와 같이 변경하여 하기 표 1과 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 전도성 필러를 포함시키지 않고, 하기 표 2와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 1 내지 11 및 비교예 1에 따른 전도성 섬유웹에 대하여 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
1. 초기 전자파차폐성능
저항측정기(HIOKI 3540 mΩ HITESTER, HIOKI)를 통해 전도성 섬유웹 표면의 저항을 측정하였다. 측정된 비교예1의 측정값을 100으로 기준하여 실시예에 따른 측정 저항값을 상대적인 백분율로 나타내었다.
2. 전자파차폐성능 변동율
지그를 사용하여 시편을 가로방향으로 1.2배 신장시킨 뒤, 다시 세로방향으로 1.2배 신장시키는 것을 1세트로 하여 3세트를 반복하였다.
이후, 초기 전자파차폐성능 측정방법을 이용하여 신장 후 각 시편의 저항값(B)을 구한 뒤, 각 시편의 초기 저항값(A)에 대비한 신장에 따른 시편 별 변동율을 하기의 수학식1에 따라 계산하였다.
이때, 변동율이 클수록 전자파차폐성능이 저하됨을 의미한다.
[수학식 1]
변동율(%) = (B - A) ×100 ÷ A
3. 형상유지력
전자파차폐성능 변동율의 측정과정에서 3세트 신장 후 시편의 표면을 육안으로 확인하여 찢어짐의 손상이 발생했는지 여부를 평가했고, 발생한 경우 ○, 발생하지 않은 경우 ×로 평가했다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
전도성필러 입경(㎛) 1.3 1.45 1.6 0.25 0.35 0.75
함량(부피%) 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7
제2부분 직경(㎚) 300 300 300 300 300 300
제2부분 직경:전도성필러 직경 1:4.33 1:4.83 1:5.33 1:0.83 1:1.17 1:2.5
초기 전자파차폐성능(%) 89.6 87.4 86.7 99.1 94.2 92.1
전자파차폐성능 변동율(%) 10.7 11.1 23.8 26.6 18.5 14.9
형상유지력 × × ○ × × ×
실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 비교예1
전도성필러 입경(㎛) 1 1.3 1.3 1.3 1.3 -
함량(부피%) 16.7 8.5 10.5 49 52 0
제2부분 직경(㎚) 300 300 300 300 300 300
제2부분 직경:전도성필러 직경 1:3.33 1:4.33 1:4.33 1:4.33 1:4.33 -
초기 전자파차폐성능(%) 90.5 98.5 93.2 79.4 78.1 100
전자파차폐성능 변동율(%) 12.0 14.4 11.6 16.6 26.9 41.1
형상유지력 × × × × ○ ×
표 1 및 표 2를 통해 확인할 수 있듯이, 전도성 필러를 구비하지 않은 비교예 1의 경우 실시예들보다 전자파차폐재의 신장 후 저항이 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있다.
다만, 실시예에서도 전도성 필러의 입경이 본 발명의 바람직한 범위를 벗어난 실시예3이나, 함량이 본 발명의 바람직한 범위를 벗어난 실시예11은 기계적 강도 저하로 신장에 따른 찢어짐이 발생했고, 이에 따라서 변동율 또한 컸음을 확인할 수 있다.
<실시예 12>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 방사용액의 섬유형성성분과 용매를 변경하였다. 구체적으로 폴리비닐리덴플루오라이드와 폴리우레탄의 중량비를 7:3으로 혼합한 섬유형성성분 16g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 7:3으로 혼합한 용매 84g에 60℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조하였고, 이를 통해 두께는 10㎛이고, 평량은 11.6g/㎡, 기공도 38%의 하기 표 3과 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실시예 13 ~ 18>
실시예 12와 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유형성성분인 PVDF와 폴리우레탄의 함량비를 하기 표 3과 같이 변경하여 하기 표 3과 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실험예2>
실시예1, 실시예 12 내지 실시예 18에 대하여 하기의 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
1. 전자파차폐성능 변동율
지그를 사용하여 시편을 가로방향으로 1.4배 신장시킨 뒤, 응력을 제거한 상태에서 다시 세로방향으로 1.4배 신장시키는 것을 1세트로 하여 3세트를 반복하였다.
이후, 실험예1에서의 평가방법과 동일하게 하여 수학식 1을 통해 변동율을 계산하였다. 이때, 변동율이 클수록 전자파차폐성능이 저하됨을 의미한다.
2. 형상 유지력
전자파차폐성능의 유지성 평가에서 3세트 가로세로 신축, 회복과정을 거친 이후 시편의 면적(C)을 계산하였다. 이를 상기 신축과정을 거치기 전 초기 시편의 면적(D)을 기준으로 하기 수학식 2에 따라서 면적변동율을 계산했다. 또한, 3세트의 신축, 회복과정 후 찢어짐 등의 손상이 발생한 경우 ○, 손상이 발생하지 않은 경우 ×로 표시했다. 이때, 찢어짐 등 손상이 발생한 시편에 대해서는 면적변동율을 계산하지 않았다.
[수학식2]
면적 변동율(%) = (C - D) ×100 ÷ D
또한, 면적 변동율이 클수록 신장 후 복원력이 좋지 않음을 의미한다.
실시예1 실시예12 실시예13 실시예14 실시예15 실시예16 실시예17 실시예18
섬유형성성분 PVDF: 폴리우레탄 중량비 1:0.0 1:0.43 1:1.45 1:1.6 1:1.9 1.2.2 1:0.14 1:0.22
전자파차폐성능 변동율(%) 26.9 6.9 8.2 11.6 12.8 16.7 15.1 10.3
형상유지력 손상유무 ○ × × × × ○ ○ ×
면적변동율(%) 미측정 3.2 6.4 6.8 7.5 미측정 미측정 2.1
표 3에서 확인할 수 있듯이,
섬유부의 섬유형성성분으로 폴리우레탄을 불포함한 실시예1의 경우 실험예1에서 보다 신장 비율을 증가함에 따라서 찢어짐이 발생한 것을 확인할 수 있고, 전자파차폐성능 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리우레탄을 포함한 경우에도 과소하게 포함된 실시예 17이나, 과도하게 포함된 실시예 16의 경우 찢어짐이 발생했고, 이에 따라서 전자파차폐성능의 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 16의 경우 폴리우레탄이 증가에도 찢어짐이 발생한 것은 도금 과정에서 가해지는 각종 용액에 따라서 섬유부의 손상이 발생한 결과로 예상할 수 있었다.
<실시예 19>
폴리비닐리덴플루오라이드 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 88g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 콜렉서 상에 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.01MPa의 에어압력을 부여하여 평균직경이 200㎚인 PVDF 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃ 의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다.
이후, 제조된 섬유웹에 니켈인 제1전도성부를 형성시켰다. 구체적으로 섬유웹에 니켈 무전해도금을 실시하였고, 이를 위해 섬유웹을 60℃의 탈지용액에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고, 다시 60℃의 에칭용액(5M NaOH, 순수)에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하였다. 이후 섬유웹을 상온의 촉매용액(Pd 0.9%, HCl 20%, 순수)에 3분간 침지 뒤 순수로 세정했다. 이후 섬유웹을 촉매활성을 위한 50℃의 황산용액(H2SO4 85ml/L, 순수)에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고 난 뒤 섬유웹을 60℃의 니켈이온용액에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하여, 두께가 0.12㎛인 니켈의 제1전도성부를 섬유웹의 섬유부상에 피복시켰다.
이후, 니켈의 제1전도성부가 섬유부상에 형성된 섬유웹을 지그를 사용하여 일방향으로 1.2배 신장시켜 제1전도성부에 크랙을 발생시켰으며, 신장시킨 상태에서 틀에 고정하였다. 이후 제2전도성부를 형성시키기 위하여 제2전도성부 형성 용액을 제조했는데, 구체적으로 초순수 100 중량부에 대하여 PEDOT이 1 내지 1.5 중량부 혼합된 분산액에 휘발도를 향상시키기 위해 상기 분산액 100 중량부에 대하여 IPA를 50 중량부 혼합하여 상온에서 6시간 교반하였다. 제조된 제2전도성부 형성 용액을 틀에 고정된 상기 섬유웹에 스프레이 코팅하고 60℃ 진공오븐에서 건조하여 두께가 0.06㎛인 제2전도성부를 피복시켰고, 이를 통해 두께가 20㎛이고, 평량은 11.5g/㎡, 기공도 30%인 하기 표 4와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다. 제조된 전도성 섬유웹에 대해 SEM 사진을 촬영한 결과 제1전도성부에 발생한 크랙 사이의 이격된 틈에 제2전도성부가 충진된 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 20 ~ 26>
실시예 19와 동일하게 실시하여 제조하되, 나노섬유 직경, 제1전도성부 및/또는 제2전도성부의 두께를 하기 표 4와 같이 변경하여 하기 표 4와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<비교예 2>
실시예19와 동일하게 실시하여 제조하되, 제1전도성부만을 형성하여 하기 표 4와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<비교예 3>
실시예19와 동일하게 실시하여 제조하되, 제1전도성부 대신에 제2전도성부만 2㎛의 두께로 형성시켜 하기 표 2와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실험예 3>
실시예 19 내지 26 및 비교예 2 및 3에 따른 전자파 차폐재에 대하여 상술한 실험예1에 따라서 초기 전자파차폐성능, 전자파차폐성능 변동율, 형상유지력을 평가하여 표 4에 나타내었다. 이때, 초기 전자파차폐성능은 비교예2의 측정값을 100으로 기준하여 실시예 19 내지 24 및 비교예3에 따른 측정 저항값을 상대적으로 나타내었다.
실시예19 실시예20 실시예21 실시예22 실시예23 실시예24 실시예25 실시예26 비교예2 비교예3
나노섬유직경(㎚) 200 200 800 1500 1500 800 800 200 200 200
제1전도성부 두께(㎛) 0.12 0.07 1.0 1.9 2.2 1.5 1.5 0.12 0.12 0
제2전도성부 두께(㎛) 0.06 0.06 0.05 0.09 0.09 0.95 1.2 0.02 0 1.0
초기 전자파차폐성능(%) 103.5 109.1 81.7 76.4 74.3 78.5 84.8 106.2 100 115.8
전자파차폐성능변동율(%) 12.8 16.5 9.6 11.5 15.1 12.4 26.8 16.0 41.1 0.6
형상유지력 × × × × × × ○ × × ×
상기 표 4를 통해 확인할 수 있듯이, 금속인 제1전도성부만 형성된 비교예 2의 경우 실시예들에 비해 전자파차폐 변동율이 현저한 것을 확인할 수 있다. 또한, 제2전도성부만 형성된 비교예3은 실시예들에 비해 초기 전자파차폐성능이 현저히 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 중에서도 제1전도성부가 너무 얇게 형성된 실시예20는 실시예19에 대비하여 초기 전자파차폐성능이 저하되었고, 이는 제2전도성부 형성 전 신장과정에서 제1전도성부의 박리가 발생한 것에 기인한 것으로 예상되었다.
또한, 제1전도성부가 너무 두껍게 형성된 실시예 23 역시 실시예 22에 대비하여 전자파차폐성능 변동율이 컸음을 확인할 수 있다.
또한, 제2전도성부가 너무 얇게 형성된 실시예 26의 경우 초기 전자파차폐성능이 실시예19에 대비하여 저하되었는데, 이는 발생된 크랙 사이의 이격된 틈에 제2전도성부가 충진되어 전기적 연결시키는 것이 미약함에 따른 결과로 예상되었다. 또한, 제2전도성부가 과도히 형성된 실시예 25는 신장, 회복 3세트 후 찢어짐이 발생했고, 이에 전자파차폐성능의 변동도 큰 것을 확인할 수 있다.
<실시예 27>
실시예 19와 동일하게 실시하여 제조하되, 방사용액의 섬유형성성분과 용매를 변경하였다. 구체적으로 폴리비닐리덴플루오라이드와 폴리우레탄의 중량비를 7:3으로 혼합한 섬유형성성분 16g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 7:3으로 혼합한 용매 84g에 60℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조하였고, 이를 통해 이를 통해 두께가 20㎛이고, 평량은 11.1g/㎡, 기공도 30%인 하기 표 5와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실시예 28 ~ 33>
실시예 27과 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유형성성분인 PVDF와 폴리우레탄의 함량비를 하기 표 5와 같이 변경하여 하기 표 5와 같은 전도성 섬유웹을 제조하였다.
<실험예4>
실시예19, 실시예 27 내지 실시예 33에 대하여 상술한 실험예 2와 동일하게 전자파차폐성능 변동율, 형상 유지력을 평가하여 하기의 물성을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다.
실시예19 실시예27 실시예28 실시예29 실시예30 실시예31 실시예32 실시예33
섬유형성성분 PVDF: 폴리우레탄 중량비 1:0.0 1:0.43 1:1.45 1:1.6 1:1.9 1.2.2 1:0.14 1:0.22
전자파차폐성능 변동율(%) 23.9 4.8 4.0 7.5 8.7 12.7 11.1 6.4
형상유지력 손상유무 ○ × × × × ○ ○ ×
면적변동율(%) 미측정 3.0 5.8 6.4 6.9 미측정 미측정 2.2
표 2에서 확인할 수 있듯이,
섬유부의 섬유형성성분으로 폴리우레탄을 불포함한 실시예19의 경우 실험예1에서 보다 신장 비율을 증가함에 따라서 찢어짐이 발생한 것을 확인할 수 있고, 전자파차폐성능 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리우레탄을 포함한 경우에도 과소하게 포함된 실시예 32나, 과도하게 포함된 실시예 31의 경우 찢어짐이 발생했고, 이에 따라서 전자파차폐성능의 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 31의 경우 폴리우레탄이 증가에도 찢어짐이 발생한 것은 도금 과정에서 가해지는 각종 용액에 따라서 섬유부의 손상이 발생한 결과로 예상할 수 있었다.
<실시예 33>
폴리비닐리덴플루오라이드 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 85g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 콜렉서 상에 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 평균직경이 400㎚인 PVDF 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다.
다음으로, 제조된 섬유웹에 니켈인 금속쉘부를 형성시켰다. 구체적으로 섬유웹에 니켈 무전해도금을 실시하였고, 이를 위해 섬유웹을 60℃의 탈지용액에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고, 다시 60℃의 에칭용액(5M NaOH, 순수)에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하였다. 이후 섬유웹을 상온의 촉매용액(Pd 0.9%, HCl 20%, 순수)에 3분간 침지 뒤 순수로 세정했다. 이후 섬유웹을 촉매활성을 위한 50℃의 황산용액(H2SO4 85ml/L, 순수)에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고 난 뒤 섬유웹을 60℃의 니켈이온용액에 1분 30초간 침지 뒤 순수로 세정하여, 두께가 0.2㎛인 니켈의 금속쉘부를 섬유웹의 섬유부상에 피복시켜, 두께는 20㎛이고, 평량은 10g/㎡, 기공도 50%이며, 평균공경이 0.7㎛인 전도성 섬유웹을 제조하였다.
이후, 제1전도성 성분으로 평균입경이 0.58㎛이며, 0.56 ~ 0.66㎛ 범위내 입경이 전체 입자의 92%인 은입자를 포함하는 은 페이스트를 상기 전도성 섬유웹에 바코터를 이용하여 상기 전도성 섬유웹의 기공에 침투시키고, 침투되지 못한 페이스트는 제거한 뒤 60℃ 진공오븐에서 건조하여 하기 표 6과 같은 전자파차폐재를 제조하였다.
<실시예 34 ~ 36>
실시예 33과 동일하게 실시하여 제조하되, 제1전도성 성분의 입경을 하기 표 6과 같이 변경하여 하기 표 6과 같은 전도성 차폐재를 제조하였다.
<실시예 37>
실시예 33과 동일하게 실시하여 제조하되, 전도성 섬유웹에 제2전도성 성분으로 평균입경이 0.05㎛인 은입자를 포함하는 은페이스트를 바코터를 이용하여 처리한 상태에서 전도성 섬유웹을 일축방향으로 1.2배 신장시켜 전도성 복합섬유의 금속쉘부에 크랙을 발생시켰다. 이때, 신장상태를 2시간 동안 유지하여 제2전도성 성분이 크랙이 발생한 금속쉘부의 이격된 틈으로 침투되도록 하였고, 미침투된 은페이스트를 제거한 후 60℃ 진공오븐에서 건조시켰다. 이후, 실시예1에 따른 제1전도성 성분을 포함하는 은페이스트를 실시예 1과 같이 처리한 후 건조시켜 하기 표 6과 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<비교예 4>
실시예33과 동일하게 실시하여 제조하되, 기공 내 제1전도성 성분을 구비시키는 공정을 수행하지 않고, 제조된 전도성 섬유웹를 전자파 차폐재로 사용하였다.
<실험예 5>
실시예 33 내지 37 및 비교예4에 따른 전자파 차폐재에 대하여 상술한 실험예 1에서와 같이 초기 전자파차폐성능과 전자파차폐성능 변동율을 평가하여 하기 표 6에 나타내었다. 이때, 초기 전자파차폐성능은 비교예4의 측정값을 100으로 기준하여 실시예에 따른 측정 저항값을 상대적인 백분율로 나타내었다.
실시예33 실시예34 실시예35 실시예36 실시예37 비교예4
기공 평균공경(㎛) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
제1전도성 성분 은입자 평균입경(㎛) 0.58 0.55 0.49 0.72 0.58 불포함
은입자 입경(㎛) 0.56~0.66 0.56~0.66 0.30~0.52 0.68~0.80 0.56~0.66
제1전도성 성분중 함량(%) 92 87 92 95 92
제2전도성 성분 은입자입경(㎛) 불포함 불포함 불포함 불포함 0.05 불포함
초기 전자파차폐성능(%) 73.2 80.5 89.3 86.6 77.3 100
전자파차폐성능 변동율(%) 6.1 10.2 16.4 19.5 3.0 40.3
표 6을 통해 확인할 수 있듯이, 비교예 4에 따른 전자파 차폐재는 전자파차폐성능의 변동이 실시예들에 대비하여 현저히 큰 것을 확인할 수 있다.
또한, 제1전도성 성분이 본 발명의 바람직한 범위내 인 실시예 33이 실시예 34 내지 36에 대비하여 초기 전자파차폐성능과 성능유지 정도에 있어서 우수한 것을 확인할 수 있다.
한편, 제2전도성 성분을 더 포함한 실시에 37의 경우 니켈 금속층에 발생된 크랙 사이에 제2전도성 성분이 더 개재되었지만, 크랙이 발생하지 않은 실시예33에 따른 전자파차폐재에 대비하여 초기 전자파차폐성능이 다소 저하된 것을 확인할 수 있다. 그러나 추가적인 신축/회복에 따른 외력에도 실시예37에 따른 전자파차폐재가 성능유지 측면에서 실시예33에 대비해서 우수한 것을 확인할 수 있다.
<실시예 38>
실시예 33과 동일하게 실시하여 제조하되, 방사용액의 섬유형성성분과 용매를 변경하였다. 구체적으로 폴리비닐리덴플루오라이드와 폴리우레탄의 중량비를 7:3으로 혼합한 섬유형성성분 16g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 7:3으로 혼합한 용매 84g에 60℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조하였고, 이를 통해 두께는 20㎛이고, 평량은 9.85g/㎡, 기공도 49%이며, 평균공경이 0.7㎛인 전도성 섬유웹을 제조한 뒤 제1전도성 성분을 포함하는 은페이스트를 처리하여 하기 표 7과 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실시예 39 ~ 44>
실시예 38과 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유형성성분인 PVDF와 폴리우레탄의 함량비를 하기 표 7과 같이 변경하여 하기 표 7과 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실험예6>
실시예33, 실시예 38 내지 실시예 44에 따른 전자파 차폐재에 대하여 상술한실험예2에서와 동일하게 전자파차폐성능 변동율과 형상유지력을 평가하여 하기 표 7에 나타내었다.
실시예33 실시예38 실시예39 실시예40 실시예41 실시예42 실시예43 실시예44
섬유형성성분 PVDF: 폴리우레탄 중량비 1:0.0 1:0.43 1:1.45 1:1.6 1:1.9 1.2.2 1:0.14 1:0.22
전자파차폐성능 변동율(%) 22.9 5.5 6.1 9.4 10.0 15.7 14.1 10.3
형상유지력 손상유무 ○ × × × × ○ ○ ×
면적변동율(%) 미측정 3.0 6.1 6.7 7.0 미측정 미측정 2.0
표 7에서 확인할 수 있듯이,
섬유부의 섬유형성성분으로 폴리우레탄을 불포함한 실시예33의 경우 실험예1에서 보다 신장 비율을 증가함에 따라서 찢어짐이 발생한 것을 확인할 수 있고, 전자파차폐성능 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리우레탄을 포함한 경우에도 과소하게 포함된 실시예 43이나, 과도하게 포함된 실시예 42의 경우 찢어짐이 발생했고, 이에 따라서 전자파차폐성능의 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 42의 경우 폴리우레탄이 증가에도 찢어짐이 발생한 것은 도금 과정에서 가해지는 각종 용액에 따라서 섬유부의 손상이 발생한 결과로 예상할 수 있었다.
<실시예 45>
폴리비닐리덴플루오라이드 15g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 85g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 32℃, 습도는 55%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 16㎝하고 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.01MPa의 에어압력을 부여하여 섬유에 구불거리는 권축이 형성되며, 평균직경이 500㎚인 PVDF 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다.
다음으로, 제조된 섬유웹에 니켈, 구리, 니켈을 순차적으로 무전해 도금시켜 3층구조인 금속쉘부를 형성시켰다. 구체적으로 먼저 섬유웹에 니켈 무전해도금을 실시하였고, 이를 위해 섬유웹을 60℃의 탈지용액에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고, 다시 60℃의 에칭용액(5M NaOH, 순수)에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하였다. 이후 섬유웹을 상온의 촉매용액(Pd 0.9%, HCl 20%, 순수)에 3분간 침지 뒤 순수로 세정했다. 이후 섬유웹을 촉매활성을 위한 50℃의 황산용액(H2SO4 85ml/L, 순수)에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고 난 뒤 섬유웹을 60℃의 니켈이온용액에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하여, 두께가 0.03㎛인 니켈층을 형성시켰다. 이후 세척한 뒤 40℃ 구리이온 용액에 3분간 침지한 뒤 순수로 세정하여 두께가 1.0㎛인 구리층을 형성시켰다. 이후 니켈을 구리 상부로 도금이 어렵기 때문에 구리가 도금된 나노웹을 니켈이온용액에 전기를 가하여 30초간 침지 후 순수로 세정하여 두께 0.04㎛인 니켈층을 형성시켜 최종 니켈/구리/니켈 3층 구조의 금속쉘부를 섬유웹의 섬유부상에 피복켰고, 최종 두께는 20㎛이고, 평량은 16.3g/㎡, 기공도 45%인 전도성 섬유웹인 하기 표 8과 같은 전자파차폐재를 제조하였다.
<실시예 46>
실시예 45와 동일하게 실시하여 제조하되, 에어갭과 공기압력을 하기 표 8과 같이 변경하여 하기 표 8과 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<비교예 5>
실시예45와 동일하게 실시하여 제조하되, 폴리비닐리덴플루오라이드 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 85g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 콜렉서 상에 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 평균직경이 400㎚이고, 권축이 부여되지 않은 PVDF 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다. 이후 제조된 섬유웹에 대하여 실시예 1과 동일하게 니켈/구리/니켈의 3층구조 금속쉘부를 형성시켜 두께는 20㎛이고, 평량은 15g/㎡, 기공도 50%인 전도성 섬유웹인 하기 표 8과 같은 전자파차폐재를 제조하였다.
<실험예 7>
실시예 45, 46 및 비교예 5에 따른 전자파 차폐재에 대하여 하기의 물성을 측정하여 하기 표 8에 나타내었다.
1. 초기 전자파차폐성능
저항측정기(HIOKI 3540 mΩ HITESTER, HIOKI)를 통해 전자파 차폐재 표면의 저항을 측정하였다. 측정된 비교예1의 측정값을 100으로 기준하여 실시예에 따른 측정 저항값을 상대적인 백분율로 나타내었다.
2. 전자파차폐성능 변동율 평가
지그를 사용하여 시편을 가로방향으로 1.2배 신장시킨 뒤, 신장응력을 해소한 상태에서 전자파차폐재 표면 저항을 측정한 뒤, 각 시편의 초기 저항값(A)에 대비한 변동율을 하기의 수학식1에 따라 계산하였다. 이때, 변동율이 클수록 전자파차폐성능이 저하됨을 의미한다.
[수학식 1]
변동율(%) = (B - A) ×100 ÷ A
3. 신장에 따른 기계적 강도 평가
지그를 사용하여 시편을 가로방향으로 신장시키면서 육안으로 관찰하여 전자파차폐재에 찢어짐 등 손상이 발생했을 때 가해진 힘을 가로방향 초기 길이에 대비하여 늘어난 가로방향 초기길이의 배율로 표시했다.
실시예45 실시예46 비교예5
에어갭(㎝) 15 17 20
공기압력(MPa) 0.01 0.02 0.03
권축유무 있음 있음 없음
초기 전자파차폐성능(%) 99.9 100 100
전자파차폐성능 변동율(%) 4 8 27.5
신장에 따른 기계적강도(배) 1.67 1.53 1.29
표 8에서 확인할 수 있듯이, 권축이 형성된 실시예45와 실시예46은 비교예5보다 전자파차폐성능 변동율이 적었으며, 이는 일축방향의 신장에도 수축특성의 발현으로 금속쉘부의 크랙이 간 이격간격이 줄어듬에 따른 효과로 예상되었다.
한편, 신장에 따른 기계적 강도 역시 권축이 형성된 실시예45, 46의 경우가 비교예 5보다 현저히 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 47>
실시예 45와 동일하게 실시하여 제조하되, 방사용액의 섬유형성성분과 용매를 변경하였다. 구체적으로 폴리비닐리덴플루오라이드와 폴리우레탄의 중량비를 7:3으로 혼합한 섬유형성성분 16g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 7:3으로 혼합한 용매 84g에 60℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조하였고, 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 32℃, 습도는 55%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 16㎝하고 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.01MPa의 에어압력을 부여하여 권축이 형성된 PVDF/PU 복합 나노섬유로 형성된 섬유웹을 제조한 뒤 실시예 45와 같이 3층구조의 금속쉘인 전도성부를 형성시켜 하기 표 9와 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실시예 48 ~ 53>
실시예 47과 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유형성성분인 PVDF와 폴리우레탄의 함량비를 하기 표 9와 같이 변경하여 하기 표 9와 같은 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실험예8>
실시예45, 실시예 47 내지 실시예 53에 따른 전자파 차폐재에 대하여 상술한실험예 2에서와 같이 전자파차폐성능 유지성과 형상유지력을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 전자파차폐성능 유지성의 경우 신장의 정도를 실험예2와 다르게 1.8배로 가로, 세로 각각 신장시키는 것을 1세트로 하여 3세트 수행하였다.
실시예45 실시예47 실시예48 실시예49 실시예50 실시예51 실시예52 실시예53
섬유형성성분 PVDF: 폴리우레탄 중량비 1:0.0 1:0.43 1:1.45 1:1.6 1:1.9 1.2.2 1:0.14 1:0.22
전자파차폐성능 변동율(%) 24.8 2.5 3.1 11.4 12.0 20.7 23.1 10.3
형상유지력 손상유무 ○ × × × × ○ ○ ×
면적변동율(%) 미측정 1.8 2.6 3.5 3.6 미측정 미측정 2.9
표 9에서 확인할 수 있듯이,
섬유부의 섬유형성성분으로 폴리우레탄을 불포함한 실시예45의 경우 실험예1에서 보다 신장 비율을 증가함에 따라서 찢어짐이 발생한 것을 확인할 수 있고, 전자파차폐성능 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 폴리우레탄을 포함한 경우에도 과소하게 포함된 실시예 52이나, 과도하게 포함된 실시예 51의 경우 찢어짐이 발생했고, 이에 따라서 전자파차폐성능의 변동율도 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편, 실시예 51의 경우 폴리우레탄이 증가에도 찢어짐이 발생한 것은 도금 과정에서 가해지는 각종 용액에 따라서 섬유부의 손상이 발생한 결과로 예상할 수 있었다.
<제조예>
전도성 점착층 제조를 위하여 평균입경이 3㎛인 니켈입자를 아크릴계 점착형성성분을 포함한 전도성 점착조성물 100 중량부에 대하여 7 중량부 혼합한 뒤 혼합믹서를 사용하여 혼합액을 제조했다. 제조한 혼합액은 바코터를 사용하여 이형 PET 필름에 코팅한 뒤 코팅 면에 실시예1에 따라서 제조된 전도성 섬유웹을 합지하고 다시 그 위에 혼합액을 코팅한 뒤 이형 PET 필름으로 합지하고 캘린더링 공정을 실시하였다. 합지된 전도성차폐재는 아그릴점착층의 경화를 위하여 120℃ 온도에서 24시간 동안 열경화 공정을 진행하였고, 이를 통해 전도성 섬유웹의 양면에 전도성 점착층이 소정의 두께로 형성되고, 전도성 점착층 나머지 부분은 전도성 섬유웹 내부에 배치된 전자파차폐재를 제조하였다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 섬유부의 외부에 피복된 금속쉘부를 포함하는 전도성 복합섬유가 다수의 기공을 형성하도록 포함된 전도성 섬유웹; 및
    적어도 일부의 상기 기공 내 구비된 제1전도성 성분;을 포함하는 플렉서블 전자파차폐재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속쉘부에 발생하는 크랙으로 인한 저항 증가를 방지하기 위하여 상기제1전도성 성분은 상기 전도성 복합섬유의 적어도 일부분에 접촉하도록 기공 내 구비되어 발생하는 크랙을 전기적으로 연결시킬 수 있는 플렉서블 전자파차폐재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 복합섬유는 직경이 0.2 ~ 10㎛인 플렉서블 전자파차폐재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 섬유웹의 두께는 5 ~ 200㎛이며, 평량이 5 ~ 100g/㎡인 플렉서블 전자파차폐재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전도성 성분은 금속입자이며,
    상기 금속입자는 상기 기공의 평균공경에 대하여 0.80 ~ 0.95배의 크기의 입경을 갖는 입자가 전체 금속입자의 90% 이상인 플렉서블 전자파차폐재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속쉘부는 적어도 일부분에 형성된 크랙을 포함하며,
    상기 플렉서블 전자파차폐재는 상기 크랙 사이의 이격된 틈에 개재되어 상기이격된 틈을 전기적으로 연결시키는 제2전도성 성분을 더 포함하는 플렉서블 전자파차폐재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 섬유부는 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 1: 0.2 ~ 2 중량비로 포함하는 플렉서블 전자파차폐재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1전도성 성분은 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 및 전도성 고분자 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 플렉서블 전자파차폐재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 금속쉘부는 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속인 플렉서블 전자파차폐재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속쉘부는 두께가 0.1 ~ 2㎛인 플렉서블 전자파차폐재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 섬유웹은 기공도가 30 ~ 80%인 플렉서블 전자파차폐재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 섬유웹의 적어도 일면에 전도성 점착층이 더 구비된 플렉서블 전자파차폐재.
  13. 소자가 실장된 회로기판; 및
    적어도 상기 소자의 상부와 측부를 덮도록 회로기판 상에 구비되는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전자파차폐재;를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈.
  14. 제13항에 따른 전자파차폐형 회로모듈을 포함하는 전자기기.
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