KR100741945B1

KR100741945B1 - 금속피복섬유재료

Info

Publication number: KR100741945B1
Application number: KR1020000074027A
Authority: KR
Inventors: 다까기스스무; 오리다시게가쯔; 기시모도히로오; 아라이에히데마사
Original assignee: 세이렌가부시끼가이샤
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2007-07-23
Also published as: US20010019928A1; KR20010070270A; US6924244B2; DE10060909A1

Abstract

섬유 본래의 유연가요성(柔軟可撓性)을 손상하는 일 없이, 광대역(廣帶域)에 걸쳐 높은 실드성능을 유지하는 전자파 차폐재(遮蔽材) 및 그랜딩재 등의 도전재(導電材)로서 사용하는 도전성 섬유재료를 얻는다.

평균 편평율(扁平率)이 1.5∼5인 편평 단사(單絲)로 이루어지는 열가소성 합성섬유 멀티 필라멘트 사(絲)를 사용한 금속피복피막 포백(布帛)으로 이루어지는 도전성 섬유재료.

Description

금속피복섬유재료{METAL COATED FIBER MATERIALS}

[도1] 편평율 산출을 위한 개념도의 예이다.

[도2] 멀티 필라멘트 사의 편평율 산출을 위한 개념도이다.

[도3] 본 발명 실시예의 직물의 표면사진이다.

[도4] 본 발명 경사(經絲) 및 위사(緯絲)의 피복율을 나타내는 개략도이다.

(부호의 설명)

1‥단사

2‥경사 멀티 필라멘트

3‥위사 멀티 필라멘트

A‥경사 멀티 필라멘트의 폭

B‥경사의 피치

C‥위사 멀티 필라멘트의 폭

D‥위사의 피치

본 발명은, 합성섬유표면에 금속피복을 형성한, 전자파 차폐재나 그랜딩재 등의 도전재로서 사용되는 도전성 섬유재료에 관하는 것이다.

전자기기에서의 전자파의 누설을 방지하는 목적으로 도전성 포백이 잘 사용된다. 그 중에서도 폴리에스테르, 나이론 등의 고분자 재료로 이루어지는 합성섬유포백상에 금속피복시킨 재료는 섬유자신이 갖는 가요성과 금속이 갖는 전자파 차폐성을 겸비하는 것으로 가스켓재, 테이프재로서 전자기기에 짜 넣어지고 있다.

근래 전자기기의 소형화, 고주파화가 진행됨에 수반하여 전자파 차폐재료나 그랜딩재 등의 도전재도 그 두께가 얇고, 고주파역에서의 높은 실드성능이 요구되어 지고 있다. 두께가 얇고, 높은 실드성이라고 하는 점에서는 금속박이나 고분자 필름에 증착 또는 스파터링법으로 금속피복을 행한 재료가 있는데 전자파 차폐재료나 도전재에 요구되는 내구성, 가요성 및 유연성이 결핍하다.

실개소64-30899에는 편평형상 단면을 갖는 금속도금섬유와 열융착 바인더 섬유가 그 바인더 섬유의 융착에 의해 일체로 접합된 부직포로 이루어지는 전자파 차폐 시트 상물(狀物)이 기재되어 있다. 그러나, 열융착 바인더 섬유를 사용하여 가열압착하고, 실드성을 향상시키고 있기 때문에 포백의 유연성이 손상되고, 게다가, 제조공정이 늘기 때문에 코스트적으로도 높은 것이 되어 버린다.

특개평8-291432에는 편평 비진원(非眞圓)형상 단면을 갖는 금속 모노필라멘트를 10개이상의 섬유로 이루어지는 심사(芯絲)에 나선상으로 둘러 감아서 이루어지는 복합 사조(絲條)를 사용한, 유연가요이고 전자파 차폐성을 갖는 직물이 소개되어 있다. 그러나, 실드성을 얻으려면 금속 모노 필라멘트의 함유율을 올리지 않으면 안되고, 섬유자신의 유연성을 손상할 뿐 아니라 코스트적으로도 높은 것이 되 어버린다.

본 발명은 이러한 현상에 감안하여 행해진 것으로, 섬유 본래의 유연가요성을 손상하는 일 없이, 광대역에 걸쳐 고 실드성능을 유지하는 전자파 차폐재나 그랜딩재 등의 도전재로서 사용되는 도전성 섬유재료를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은, 첫째로, 다수의 편평단사로 이루어지는 열가소성섬유 멀티 필라멘트사에 의해 구성되는 포백과 금속피복층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료이다.

본 발명은, 둘째로, 다수의 편평단사로 이루어지는 열가소성섬유 멀티 필라멘트사에 의해 구성되는 포백을 준비하고, 그 포백을 금속피복처리하는 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법이다.

본 발명에 있어서 포백으로는 직물이 특히 바람직하고, 편평단사의 평균 편평율은 1.5∼5.0인 것이 특히 바람직하며, 포백으로 사용되는 멀티 필라멘트의 평균 편평율은 1.0 내지 8.0, 특히 1.2∼7.0인 것이 바람직하고, 직물을 구성하는 경사의 직물 표면점유율은 60 내지 90%, 위사의 직물 표면점유율은 90 내지 120%인 것이 특히 바람직하며, 직물의 커버팩터는 1000∼3000인 것이 특히 바람직하고, 그리고, 열가소성 합성섬유로서는 폴리에스테르가 특히 바람직하다.

(발명의 실시형태)

본 발명에 있어서, 편평단사로 이루어지는 열가소성섬유 멀티 필라멘트 사를 사용해서 이루어지는 포백에 금속피복층을 형성하여 이루어지는 도전성 섬유재료이다.

이러한 편평단사로 이루어지는 멀티 필라멘트 사를 사용한 포백으로서는, 직물, 편물, 부직포 등 특히 한정되는 것은 아닌데, 도전성 섬유재료의 두께나, 높은 실드성능을 얻기 쉬움, 및 가공성의 점으로부터 직물이 바람직하다.

직물을 제직(製織)하는 경우, 편평단사로 이루어지는 멀티 필라멘트 사를, 경사 단독, 위사 단독, 혹은, 경사, 위사 양쪽에 사용해도 좋다. 게다가, 모두 편평사를 사용해도 좋다. 또한, 옷감조직은 평직, 능직, 주자직(朱子職), 및, 이것들의 짜는 방법을 응용한 것 등, 특히 한정되는 것은 아니지만, 기계적 특성, 실풀림성, 직물의 바탕이 얇은 면에서 평직물이 바람직하다.

본 발명의 도전성 섬유재료로 사용하는, 편평단사의 평균편평율은, 도1에 나타내듯이 단사의 편평단면에 외접하는 장방형을 그렸을 때, 이 장방형의 장변(長邊)L을 단변(短邊)S로 나눈 값을 말하고, 그 평균편평율은 통상 1.5∼5, 바람직하게는 2∼4이다. 평균편평율이 5보다 커지면 제사성(製絲性), 및 제직성(製織性)이 손상되고, 1.5이하이면 도전재의 유연성이 손상된다. 그 때문에, 편평단사에 외접하는 장방형의 장변L은 통상10∼50㎛, 바람직하게는 20∼40㎛의 범위이다. 또한, 편평단사에 외접하는 장방형의 단변S는 통상2∼30㎛, 바람직하게는 6∼20㎛의 범위이다. 단사 섬도(纖度)는 통상1∼10데니어(이하d라 표기한다), 바람직하게는 2∼5d이다. 1d미만이 되면 파단하기 쉽고, 제조가공이 어려워진다. 10d를 넘으면 포백이 딱딱해지고, 유연성이 얻어지기 어렵게 될 염려가 있다. 본 발명의 편평단사로 이루어지는 멀티 필라멘트 사 총 섬도는 통상 10∼100d, 바람직하게는 20∼80d의 범위이다.

단사 단면의 형상은 타원, 구형(矩形), W형, 표주박형 등 특히 한정되는 것은 아니지만, W형이나, 표주박형 등, 단사끼리가 겹치기 쉬운 형상인 것이 바람직하다. 겹치는 것에 의해 포백의 표면이 평활(平滑)하게 되고, 또는, 포백두께가 작아져서, 유연성이 향상하고, 또한, 높은 전자파 차폐효과가 얻어지기 쉽다.

또한, 포백을 구성하는 멀티 필라멘트의 평균편평율은, 도2에 나타내듯이 멀티 필라멘트의 편평단면에 외접하는 장방형을 그렸을 때, 이 장방형의 장변L을 단변S로 나눈 값을 말하고, 1.0 내지 8.0, 특히 1.2 내지 7.0인 것이 바람직하다. 평균 편평율이 1.0보다 작으면 포백의 두께가 커지고, 포백의 유연성이 손상될 염려가 있으며, 게다가, 전자파 차폐성이 나빠질 염려가 있다. 또한, 평균 편평율이 8.0보다 커지면, 제직성이 손상되거나, 또는, 전자파 차폐성이 나빠질 염려가 있다.

본 발명에서 말하는 직물표면 점유율이란, 도4에 나타내듯이 직물에 있어서,

경사의 직물표면 점유율(%)= 경사의 폭(A)/경사피치(B)×100

위사의 직물표면 점유율(%)= 위사의 폭(C)/위사피치(D)×100

로 나타내는 것이고, 본 발명에서는, 경사의 직물표면 점유율이 60 내지 90%이고, 또한, 위사의 직물점유율이 90 내지 120인 직물을 사용한 도전성 섬유재료가 바람직하다.

경사의 직물표면 점유율이 60%이하로 되면 슬립이 일어나기 쉽게 되고 실드성이 나빠질 염려가 있다. 또한, 90%이상이 되면 위사가 편평상이 되기 어렵게 되어, 포백두께가 커지거나, 실드성이 나빠질 염려가 있다.

또한, 위사의 직물표면 피복율이 90%이하가 되면 직물의 교점의 빈틈이 커져서 슬립이 일어나기 쉽고, 실드성이 나빠질 염려가 있다. 120%이상이 되면, 포백의 두께가 두꺼워지거나, 도금액의 침투가 방해되어 균일하게 도금하는 것이 곤란해질 염려가 있다.

또한, 직물을 구성하는 사의 직물표면 점유율을 상기의 범위로 하기 위해서, 직물에 카렌다 처리를 행해도 좋다.

본 발명의 도전성 섬유재료로 사용되는 열가소성 합성섬유는, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 섬유 등의 폴리에스테르 섬유, 나이론6 섬유, 나이론66 섬유 등의 폴리아미드 섬유, 아크릴 섬유 등 특히 한정은 되지 않지만, 가공성, 내구성 등의 점에서 폴리에스테르 섬유가 바람직하다.

본 발명의 편평단사를 제조하는 방법으로서는 카렌다법이나 용융방사법 등이 들어지는데, 균일한 편평단사를 얻으려면 용융방사법이 바람직하다.

본 발명의 도전성 섬유재료가 직물기재에 금속피막을 형성한 것인 경우는, 직물의 커버팩터가 1000∼3000, 특히 1500∼2500의 범위가 바람직하다.

커버팩터가 1000이하이면 포백의 빈틈이 많아지기 때문에 고 실드성이 얻어지기 어려워진다. 또한, 3000이상이 되면, 제직성이 나빠질 뿐 아니라 유연성이 손상되고, 게다가 도금액이 직물내부에 침투되기 어렵게 되고, 도금가공성이나 도금 피막의 내구성에 악영향을 미친다.

여기에서 말하는 직물의 커버팩터란, 경사 총섬도를 D1, 경사밀도를 N1로 하고, 위사 총섬도를 D2, 위사밀도를 N2로 하면, (D1)^1/2×N1+(D2)^1/2×N2로 나타난다. (사 섬도는 데니어, 사 밀도는 개/인치)

본 발명의 편평단사로 이루어지는 멀티 필라멘트 사를 사용한 포백을 금속피복하는 방법으로서는, 스파터링, 진공증착, 전기도금, 무전해 도금 등, 종래 공지의 방법을 사용할 수 있는데, 사의 교점부분에서의 금속피막 형성성의 점에서 무전해 도금에 의한 방법이 바람직하다. 무전해 도금은 통상 공지의 수법으로 행해지고, 촉매부여 후 화학도금 처리로 이루어진다. 촉매부여 공정으로는 염화주석용액에 의한 감수성화 후, 염화 팔라듐 용액에 의한 활성화를 행하는 방법과 주석 팔라듐 콜로이드에 의한 일액성 촉매를 부여한 후, 콜로이드 표면층의 주석이온을 제거하여 촉매로서 유효한 팔라듐을 노출시키는 방법이 있는데 특히 한정되지 않는다. 화학도금 처리에 있어서 화학도금욕(浴) 및 처리조건에 대해서는, 종래 실시되고 있는 공지조건을 사용할 수 있다. 화학도금욕은 통상 금속염, 환원제, 완충제, pH조정제 등으로 이루어진다. 도전성 금속으로서는 은, 동, 니켈, 코발트, 주석 등이 있고, 특히 한정은 되지 않지만, 도금욕의 안정성, 조작의 용이성때문에 동 및 니켈에서 선택되는 것이 바람직하다. 형성하는 금속도금 피막층의 두께는 0.05∼5㎛범위에 있는 것이 바람직하다. 0.05㎛보다 작으면 충분한 표면도통성이 얻어지지 않고, 5㎛보다 크면 표면도통 효과는 이미 향상되지 않고 그 섬유재료의 포백의 촉감도 유연성이 손상된 것이 되어 버린다.

금속피복의 정도는 두께보다도 단위면적 당의 석출량이나 표면저항으로 표현하는 일이 많다. 본 발명의 경우, 금속석출량은 5∼50g/㎡, 바람직하게는 10∼30g/㎡의 범위가 좋고, 표면저항치는 0.001∼1Ω/□, 바람직하게는 0.01∼0.1Ω/□의 범위가 좋다.

(실시예)

이하에, 실시예를 나타내어 본 발명의 도전성 섬유재료를 설명하는데, 본 발명은 하등 이것들에 한정되는 것은 아니다.

더욱이, 실시예 중의 평가는 하기와 같이 행했다.

1. 표면도전성

측정방법은 저항치 측정기(미쯔비시화학주식회사제 로레스타MP)를 사용하고, 사단자사탐침(四端子四探針) 측정법(JIS-K-7194)에 의해 표면저항치를 측정했다. 단위는 Ω/□.

2. 전자파 차폐성

①10㎒∼1㎓ 영역

측정방법은 간사이전자공업진흥센타의 나마코마(生駒)전파측정소의 고안에 의한 측정셀와 유사한 것을 작성하고, 트랙킹제너레이터가 붙은 스펙트럼애널라이저(AGILENT테크놀러지사제 HP8591EM)에 의해 10㎒∼1㎓ 발진을 전술 측정셀 수신부에서 측정샘플을 거쳐 수신하고, 스펙트럼애널라이저로 계량했다. 단위는 dB.

②1㎓∼15㎓ 영역

MIL-STD-285를 참고로 한, 내부에 안테나를 갖춘 철제의 실드상자를 작성하여 측정했다. 이 방법은 실드상자의 일면에 개구부를 설치하고 시료를 붙여서, 시료를 끼우고 내부 안테나와 대향하는 실드상자 외측의 안테나에서 투과하는 전파를 측정한다. 송수신 안테나로서 에무코사제 더블리지드혼안테나EMCO3115, 시그널제너레이터로서 아지랜트테크놀러지(주)사제 신세사이즈드 시그널제너레이터HP83731A를 사용하여 동사제 스펙트럼애널라이저HP8563E로 계량했다. 단위는 dB.

3. 유연가요성

포백의 유연가소성을 JIS-L-1096A법(45℃칸지레버법)에 준하여 평가했다. 단위는 mm.

(실시예1)

경사에 50데니어(이하 d로 나타낸다)-24필라멘트(이하 f로 나타낸다)의 레귤라 폴리에스테르 멀티 필라멘트 가공사, 위사에 장변35㎛, 단변15㎛의 W형 단면사(아사히가세이공업주식회사제 테크노화인)로 이루어지는 75d-36f의 폴리에스테르 멀티 필라멘트 사로 이루어지는 평직물을, 정련프레세트 후 알칼리 가수분해에 의해 10%의 감량가공을 행하고, 경사밀도 123개/인치, 위사밀도 84개/인치, 커버팩터1597의 포백을 얻었다.

계속해서, 염화팔라듐 0.3g/L, 염화제일주석30g/L, 36%염산300㎖/L를 포함하는 40℃의 수용액에 침지(浸漬) 후, 수세(水洗)하였다. 이어서, 산농도 0.1N의 붕불화수소산에 침지 후, 수세하였다. 이어서 황산동7.5g/L, 37%포르말린30㎖/L, 로셸염85g/L로 이루어지는 무전해동 도금액에 침지 후, 수세하였다. 이어서, 설파민산 니켈 300g/L, 붕산30g/L, 염화니켈15g/L, pH3.7의 전기니켈 도금액에, 전류밀도 5A/d㎡로 침지하고 니켈을 적층시킨 후 수세하였다. 포백에는, 동25g/㎡, 니켈5g/㎡의 금속피복층이 형성되었다. 평가결과를 표1에 나타낸다.

(실시예2)

경사에 장변35㎛, 단변15㎛의 W형 단면사(아사히가세이공업주식회사제 테크노화인)로 이루어지는 30d-10f의 폴리에스테르 멀티 필라멘트 사, 위사에 장변35㎛, 단변15㎛의 W형 이형단면사(아사히가세이공업주식회사제 테크노화인)로 이루어지는 50d-30f의 폴리에스테르 멀티 필라멘트 사를 사용한 평직물을, 정련프레세트 후 알칼리 가수분해에 의해 10%의 감량가공을 행하고, 경사밀도149개/인치, 위사밀도138개/인치, 커버팩터1792의 포백을 얻었다.

계속해서, 염화팔라듐0.3g/L, 염화제일주석30g/L, 36%염산300㎖/L를 포함하는 수용액에 침지 후, 수세하였다. 이어서, 산농도0.1N의 붕불화수소산에 침지 후, 수세하였다. 이어서 황산동7.5g/L, 37%포르말린30㎖/L, 로셸염85g/L로 이루어지는 무전해동 도금액에 침지 후, 수세하였다. 이어서, 설파민산 니켈300g/L, 붕산30g/L, 염화니켈15g/L, pH3.7의 전기니켈 도금액에, 전류밀도5A/d㎡로 침지하고 니켈을 적층시킨 후 수세하였다. 포백으로는, 동20g/㎡, 니켈5g/㎡의 금속피복층이 형성되었다. 평가결과를 표1에 나타낸다.

(비교예1)

경사와 위사에 50d-36f의 레귤라 폴리에스테르 멀티 필라멘트 가공사를 사용한 평직물을, 정련프레세트 후 알칼리 가수분해에 의해 10%의 감량가공을 행하고, 경사밀도 164개/인치, 위사밀도 104개/인치, 커버팩터1895의 포백을 얻었다. 계속해서, 염화팔라듐 0.3g/L, 염화제일주석30g/L, 36%염산300㎖/L를 포함하는 수용액에 침지 후, 수세하였다. 이어서, 산농도 0.1N의 붕불화수소산에 침지 후, 수세하였다. 다음에 황산동7.5g/L, 37%포르말린30㎖/L, 로셸염85g/L로 이루어지는 무전해동 도금액에 침지 후, 수세하였다. 이어서, 설파민산 니켈300g/L, 붕산30g/L, 염화니켈15g/L, pH3.7의 전기 니켈 도금액에, 전류밀도 5A/d㎡에서 침지하고 니켈을 적층시킨 후 수세하였다. 포백에는, 동20g/㎡, 니켈5g/㎡의 금속피복층이 형성되었다. 평가 결과를 표1에 나타낸다.

이상과 같이, 평균편평율이 1.5∼5인 편평단사로 이루어지는 멀티 필라멘트 사를 사용하고, 사용되는 멀티 필라멘트 사의 편평율이 1.0∼8.0인 포백에 금속피복층을 형성하여 이루어지는 도전성 섬유재료는, 표면이 치밀, 균일하고 평활한 금속피막층을 갖고, 박후(薄厚)이어서 섬유의 유연가요성을 손상하는 일 없이, 넓은 주파수역에 걸쳐서 높은 전자파 차폐성능을 나타낸다.

Claims

다수의 편평단사로 이루어지는 열가소성 섬유 멀티 필라멘트 사에 의해 구성되는 포백과 금속피복층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료.
청구항 1에 있어서,

포백이 직물인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료.
청구항 2에 있어서,

편평단사에 평균편평율이 1.5에서 5.0인 도전성 섬유재료.
청구항 3에 있어서,

포백을 구성하는 멀티 필라멘트의 평균편평율이 1.0 내지 8.0인 도전성 섬유재료.
청구항 3에 있어서,

포백을 구성하는 멀티 필라멘트의 평균편평율이 1.2 내지 7.0인 도전성 섬유재료.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

직물을 구성하는 경사의 직물표면 점유율이 60 내지 90%, 위사의 직물표면 점유율이 90 내지 120%인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료.
청구항 6에 있어서,

직물의 커버팩터가 1000 내지 3000인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료.
청구항 7에 있어서,

열가소성 섬유가 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료.
다수의 편평단사로 이루어지는 열가소성섬유 멀티 필라멘트 사에 의해 구성되는 포백을 준비하고, 그 포백을 금속피복 처리되는 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 9에 있어서,

포백이 직물인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 10에 있어서,

편평단사에 평균편평율이 1.5 내지 5.0인 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

포백을 구성하는 멀티 필라멘트의 평균편평율이 1.0 내지 8.0인 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 11에 있어서,

포백을 구성하는 멀티 필라멘트의 평균편평율이 1.2 내지 7.0인 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,

직물을 구성하는 경사의 직물표면 점유율이 60 내지 90%, 위사의 직물표면 점유율이 90 내지 120%인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

직물의 커버팩터가 1000 내지 3000인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 15에 있어서,

열가소성 섬유가 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유재료의 제조방법.
청구항 1기재의 도전성 섬유재료로 이루어지는 전자파 차폐재.