KR100466134B1 - 전자파차폐용수지조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매트릭스 수지에 전도성 충전재, 보강제 및 전도성 금속분말에 의해 제조된 3층 또는 그 이상의 층을 가진 스템퍼블 시트 열가소성 수지 조성물의 제조방법에 관한 것으로 전도성 충전재는 황동, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄 중에서 선택된 1종 이상으로서, 10∼50 중량부가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 열가소성 수지 조성물이다.

보강제로는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 탈크, 마이카 중에서 선택된 1종 이상을 10∼50 중량부로 첨가하였으며, 매트릭스 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지 조성물이 사용되며, 절연효과와 전도성 섬유를 결합하는 역할을 한다.

Description

전자파 차폐용 수지조성물

본 발명은 열가소성 수지조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 충격강도가 향상되고, 성형이 간편하며, 절연성과 전자파 차폐성이 탁월한 스템퍼블 시트 열가소성 수지조성물에 관한 것이다.

일반적인 플라스틱 재료들은 전기 절연성이 우수한 반면, 전자기파를 투과시키는 성질이 있다. 따라서 인체에 안좋은 영향을 미치고, 전자제품들의 오동작을 일으키는 경우가 있다. 실예로 핸드폰에서 발행되는 전자기파는 뇌암을 일으킨다는 보고가 있었고, 항공기 내에서 전자제품의 사용을 금지하는 것도 전자기파에 의한 비행기기의 오동작을 막기위함이다. 이러한 전자기파를 EMI(Electomagnetic Wave Interference)라고 하며, 이에 대한 문제가 심각해짐에 따라 이에 대한 규제법안이 제정되고 있으며, 이를 막기 위한 방법도 여러 각도에서 진행되고 있다.

종래의 기술은 수지 자체에 탄소섬유 또는 금속섬유와 금속 플레이크 등을 혼입하여 수지 자체가 전도성을 가지게 함으로써 전자파 차폐의 효과를 갖게 하는 것으로, 그 방법은 대한민국 특허공고번호 95-11909 에서 제시하고 있으며, 가공방법인 스탬퍼블 시트의 제조방법은 미국특허 5,540,986 나 5,165,990 에서 볼 수 있다.

전자파를 막는 방법으로는 일반적으로 전자기기 자체로부터 전자파의 방사를 억제하는 방법이 가장 효과적이다. 플라스틱 케이스 내의 차폐방법은 크게 표면의 금속화, 금속판의 라미네이팅, 도전성 필러를 플라스틱에 직접 혼입하여 사출하는 것으로 나뉜다. 이들 방법 중 실제로 사용되고 있는 것은 도전성 도료, 아연 용사법, 플라스틱에 도전성 필러 혼입 사출법이며, 그 외의 방법은 가격, 양산성, 차폐효과 등의 문제로 거의 사용되고 있지 않다.

도전성 도료의 경우, 은이나 니켈, 구리의 금속 미립자를 아크릴 등의 바인더와 함께 도료화 한 것으로, 은이나 니켈은 가격이 비싸고, 구리의 경우 산화되는 문제점이 있다.

수지자체에 도전성 물질을 첨가하는 경우는 플라스틱에 알미늄, 카본, 금속, 탄소섬유, 플레이크 등의 도전성 필러를 혼입하여 성형하는 방법으로 2차 가공이 필요없고, 코팅시 나타나는 크랙, 박리의 염려가 없으나, 균일한 보호효과를 위해서는 다량의 필러를 사용해야 하므로 하우징의 두께가 증가되고 플레이크의 경우 플라스틱 자체의 효과를 저하시키는 단점이 있다. 또한 카본블랙, 탄소섬유 등의 흑색 필러를 사용하게 되면 표면이 흑색이 되어 2차 도장이 필요하고 도전성이 높은 플라스틱은 양도체이므로 감전의 위험성을 갖는 것도 문제시 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소함은 물론 플라스틱의 특징인 절기절연성을 그대로 유지하면서 전자파 차폐성이 우수한 열가소성 수지조성물을 얻기 위해 전도성 섬유 강화 스탬퍼블 열가소성 수지 시트를 이용하였다.

스탬퍼블 시트의 제조 방법을 이용함으로써, 플라스틱 고유의 절연성을 잃지 않으면서, 전자파의 차단효과를 가지는 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있었다.

본 발명은 섬유강화 플라스틱 성형기술 중 복합재의 성형기술의 일종으로, 플라스틱에 도전성을 가하여 전자파를 차단시키는 역할을 하도록 하는 열가소성 수지조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 충격강도가 향상되고, 성형이 간편하며, 절연성과 전자파 차폐성이 탁월한 스템퍼블 시트 열가소성 수지조성물에 관한 것이다.

본 발명으로 제조된 스템퍼블 시트 열가소성 수지 조성물은 매트릭스 수지와 전도성 충전재, 보강제 및 전도성 금속분말에 의해 제조된 3층 또는 그 이상의 층을 가진 전자파 차폐용 열가소성 수지조성물이다.

본 발명에서 사용되는 매트릭스 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지 조성물이 사용되며, 절연효과와 전도성 섬유를 결합하는 역할을 한다.

전도성 충전재는 황동, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄 중에서 선택된 1종 이상으로서 전체 수지조성물에 대해 10∼50 중량부가 첨가하였으며, 보강제로는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 탈크, 마이카 중에서 선택된 1종 이상을 10∼50 중량부가 첨가하였다.

전도성 금속분말은 전도성 충전재의 도전성 향상을 위하여 사용되며 구리, 알루미늄 등의 파우더가 사용된다.

상기 조성물 외에 목적에 따라, 수지의 열안정제 및 이형제, 증점제, 안료 등이 첨가될 수 있다.

제 1도는 전자파 차폐용 스탬퍼블 시트의 개략도로, 매트릭스 수지 사이에 전도성 충전재와 보강재가 삽입되어 있는 형태로, 이용되는 제품에 따라 다양하게 시트의 두께를 바꿀 수 있으며, 필요에 따라 도전성 섬유와 보강섬유의 양을 조절함으로써 전자파 차폐의 효과와 시트의 강도를 조절할 수 있다.

본 발명에서 각각의 시트와 보강제, 전도성 충전재 및 전도성 금속분말은 가공온도 260℃에서 폴리프로필렌 시트 사이에 랜덤하게 뿌린 후 두 개의 롤러 사이에서 라미네이트 시킨다. 2분 동안 100 psi의 압력으로 접촉시키고, 3분동안 100 psi의 압력을 가하면서 상온까지 식힌다.

얻어진 시트는 ASTM D 256에 의하여 충격강도를 측정하였다. 전자파의 차폐효과는 오하이오주의 Battelle 연구소에서 개발된 것으로, 전기 전도도와 자기투과도의 함수로 계산되며 10 dB은 90%의 전자파 차폐효과를, 20 dB은 99%의 전자파 차폐효과를 나타낸다.

실시예 1

폴리프로필렌를 매트릭스 수지로 사용하였고 전도성 충전재로 알루미늄을 15 중량부, 보강제로 유리섬유를 30 중량부, 전도성 금속분말로 알루미늄 분말을 5 중량부로 사용하여 제조하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

매트릭스 수지로 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고 그 조성물 함량을 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 1

조성물 함량을 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2

조성물 함량을 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일하게 실시하였다.

[표 1]

본 발명으로 제조된 열가소성 수지조성물은 우수한 절연효과와 전자파 차폐효과를 동시에 가지며, 필러의 이용으로 표면이 흑색이 되어 2차 도장이 필요한 기존의 전자파 차폐용 수지에 비해 외부시트의 색깔을 조절함에 따라 제품의 색깔이 결정될 수 있으므로 도장이 필요없는 효과를 갖는다.

적용될 수 있는 제품으로는 시트의 스탬핑 성형으로 제조될 수 있는 모든 제품, 예로 컴퓨터 케이스, 노트북 케이스, 전자파를 발생시킬 수 있는 각종 전자제품의 외장 케이스 등에 사용될 수 있다.

제 1도는 전자파 차폐용 스탬퍼블 시트의 개략도

Claims (3)

1. 열가소성 수지를 매트릭스 수지로 하여 열가소성 수지 시트 사이를 전도성 충전재와 보강제 및 전도성 금속분말로 도포 후 융착하여 3층 또는 그 이상의 층을 가진 스탬퍼블 시트로 제조하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지 시트의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 전도성 충전재는 황동, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄 중에서 선택된 1종 이상으로서, 10~50중량부가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지 시트의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 보강제는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 탈크, 마이카 중에서 선택된 1종 이상으로서, 10~50중량부가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지 시트의 제조방법.

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