KR101267272B1 - 수지 조성물 - Google Patents

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KR101267272B1 KR1020090131698A KR20090131698A KR101267272B1 KR 101267272 B1 KR101267272 B1 KR 101267272B1 KR 1020090131698 A KR1020090131698 A KR 1020090131698A KR 20090131698 A KR20090131698 A KR 20090131698A KR 101267272 B1 KR101267272 B1 KR 101267272B1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/04Polysulfides
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract

본 발명은 (A) 열가소성 수지, (B) 10-3Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물 및 (C) 섬유 충진제로 구성되는 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 고강성, 고전기전도성 및 고성능 전자기파 간섭(Electromagnetic Interference: EMI) 및 무선주파 간섭(Radio Frequency Interference: RFI) 차폐용 용도로 사용될 수 있고, 이와 같이 복합 기능성을 제공하여 소형과, 집적화, 경량화, 대량 생산화되고 있는 전기/전자 소재 등을 포함하는 곳에 용이하게 사용될 수 있다.
고강성, 전기전도성, EMI/RFI 차폐, 수지 조성물, 복합기능, 다기능, 전기/전자용 소재

Description

수지 조성물{Resin composition}
본 발명은 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고강성, 고전기전도성 및 고성능 전자기파 간섭(Electromagnetic Interference: EMI) 및 무선주파 간섭(Radio Frequency Interference: RFI) 차폐용 다기능성 수지 조성물에 관한 것이다.
전기/전자제품의 소형화, 집적화, 경량화에 따라 내부 부품의 모듈(Module)화는 필수적인 항목으로 변화하고 있다. 예를 들어, 접지능력이 필요한 내부 프레임의 경우는 전기전도성과 동시에 높은 기계적 강성이 있어야 하며 EMI/RFI 차폐성이 필요한 외장재의 경우는 EMI/RFI 차폐특성과 동시에 우수한 외관특성이 있어야 한다. 이러한 필요 기능들의 구현은 과거, 각각의 특성을 보유한 소재들의 조합을 통해 구성되었으나, 앞서 언급한 소형화, 집적화, 경량화의 요구에 부응하기 위해 소재 복합기능성 은 필수적인 항목이 되고 있다. 이를 포함하여, 대량생산의 요구에 부응하기 위한 소재의 높은 생산성도 첨단 소재에서 반드시 고려해야 할 중요 항목이다. 본 발명은 바로 대량생산이 용이한 복합기능성 소재에 관한 것으로 본 발명에 의한 발명품은 전기/전자 제품을 포함하는 곳에 용이하게 사용될 수 있도록 고강성, 고전기전도성, EMI /RFI 차폐특성을 동시에 보유한 복합기능성 수지 조성물이다.
고강성 수지 조성물로서 일반적으로 유리섬유, 아라미드섬유, 카본섬유 등의 고강성 보강재를 보강하므로 이의 특성 구현이 가능하며 전기전도성의 경우는 전기전도성을 띄는 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속류 또는 흑연, 카본블랙, 탄소나노튜브 등의 카본류를 고분자에 혼합하므로 이의 특성 구현이 가능하다. 잘 알려져 있는 본 기술들에 대해서는 간략하기로 한다.
전자파를 막는 효율적인 전자기파 차폐 기술은 현대에 더욱 필요로 되고 있는데 이는 고효율, 고소비전력 그리고 고집적화되는 전기/전자 제품을 통해 증가하고 있는 전자파가 다른 기기 및 시스템 오작동을 유발하거나 인체에 해를 끼칠 수 있기 때문이다.
종래 전자파를 차폐하기 위한 방법으로는 도장/도금기술을 응용한 금속제를 이용하는 방법이 있었다. 이러한 금속제의 경우는 전도성이 높아(R값, 임피던스가 낮아) 전자기파의 표면반사를 통한 전자기파 차폐의 비율이 높고 이런 이유로 얇은 두께의 금속도 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
그러나 상기 도장/도금 기술은 도금 기술을 예를 들어 설명하면, 도금 기술의 프로세스는 탈지, 에칭, 중화, 활성화, 촉진제, 금속증착, 활성화, 도금1차, 도금2차, 도금3차 등과 같이 복잡하여 고생산성을 필요로 하는 근래에는 생산가격, 생산성 그리고 무엇보다 환경의 측면에서 부담이 되는 단점이 있다.
이러한 전자기파 차폐와 함께 라디오 주파수 간섭(radio frequency interference, RFI) 등 모든 전자 기기로부터 나오는 전자파 차폐에 관련한 종래 기술은 금속이 표면에 코팅된 고분자 기재를 포함하는 전자파 차폐 장치(미국특허공개 제20070199738호), 비전도성 고분자, 전도성 고분자 및 전기전도성 금속 분말을 포함하는 전자파 차폐 물질(미국특허공개 제20070056769호), 전도성 파이버를 유기 습윤제와 같은 상용화제로 코팅한 후, 수지에 복합화하여 전기전도성 함침 섬유를 제조하는 방법(미국특허공개 제20020108699호), 비전도성 수지인 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 코폴리머와(SEBS) 계열 매트릭스 물질에 은 도금된 니켈을 전도성 필러를 포함하는 전기전도성 열가소성 엘라스토머(미국특허 제6,638,448호), 극성이 차이가 나는 두 고분자 수지 블랜드에 카본질의 전도성 필러를 함침하여 극성이 높은 쪽에 카본질의 전도성 필러가 위치하게 한 전기전도성 조성물(미국특허 제6,409,942호) 및 열성형 공정 중 기공을 형성할 수 있는 쉬트 물질 또는 고분자 담체를 포함하고, 저융점 금속 전도성 필러를 포함하는 열성형 전자파 차폐 쉬트(미국특허 제5,869,412호)를 들 수 있다.
이들은 고강성, 고전기전도성, EMI/RFI 차폐특성을 모두 부여하지는 못한다.
본 발명의 목적은 고강성, 고전기전도성, EMI/RFI 차폐성의 복합기능 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고강성이며 고전기전도성이고 동시에 EMI/RFI 차폐가 요구되는 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 플라스틱 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명은 (A) 열가소성 수지, (B) 10-3Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물 및 (C) 섬유 충진제로 구성되는 수지 조성물로 구성되는 수지 조성물을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 수지 조성물은 (D) 카본계 충진제를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 수지 조성물은 (A) 열가소성 수지 40~80 중량%, (B) 상기 10-3 Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물 3~20 중량%, 상기 (C) 섬유 충진제 5~40 중량% 및 선택적으로 (D) 카본계 충진제 0.05~10.0 중 량%를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 수지조성물를 포함하는 플라스틱 성형품을 제공한다.
본 발명의 조성물에서 본 발명에 따른 섬유 충진제를 통해 고강성을 구현할 수 있고, 10-3Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물을 통해서 결과적으로는 고강성, 고전기전도성 그리고 EMI/RFI 차폐특성의 효과를 가지는 수지 조성물을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술한 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
고강성이며 고전기전도성 수지 조성물의 제조 방법은 일반적으로 널리 알려져 있다. 예를 들어 탄소섬유, 탄소나노튜브 등의 전도성 물질을 단독으로 또는 다른 종류의 보강재와 혼합하여 수지에 복합화한다. 이의 방법에 대해서는 잘 알려져 있으므로 간략하기로 한다. 다만, 카본질의 전도성 물질을 사용하는 경우는 EMI/RFI 차폐의 한계가 있어 특별히 보강된 EMI/RFI 특성을 얻기 위해서는 다른 추가적인 방법이 필요로 된다. 본 발명은 고강성이며 고전기전도성에 포함 향상된 EMI/RFI 특성을 갖도록 하여 본 발명을 통한 수지 조성물은 결과적으로 고강성, 고전기전도성 그리고 EMI/RFI 차폐특성이 우수한 수지 조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 전자기파 차폐 효율을 나타내는 하기 식 1에서, 전자기파 반사의 개선뿐 아니라 내부 흡수율을 향상시키는 방법으로 전자기파 차폐 효율(shielding effectiveness, S.B.)을 향상시킬 수 있었다.
[식 1]
S.B. = R + A + B
상기 식에서, R은 전자기파의 표면 반사(전기 전도도), A는 전자기파의 내부 흡수, B는 다반사를 통한 손실을 의미한다.
수지 조성물의 경우는 전기전도성이 금속제보다는 낮으므로, 상기 식 1에 나타낸 항목 중, 표면반사뿐 아니라 내부흡수를 향상시키는 것이 중요하다. 따라서, 수지 조성물의 전자파 차폐효율을 높이기 위해서는 표면 임피던스를 낮추어(전기전도성을 높게 하여) R값을 증대시키는 것을 바탕으로 내부에서의 전자기파 흡수가 많이 유도하는 즉, A값을 증가시켜야 고효율의 전자기파 차폐 복합수지를 만들 수 있다.
즉, 본 발명자는 수지 조성물에 있어 전자기파 차폐효율은 전기전도도의 개선을 통한 전자기파 차폐뿐 아니라 전자기파의 내부 흡수를 증가시켜야 함을 알게 되었는데, 전자기파의 내부흡수는 물질의 투과력(Permeability)과 직접적으로 관련이 있어 투과력이 높은 물질을 도입하므로 이를 구현할 수 있었다. 여기서 중요한 사항은 투과력만 높은 소재 예를 들어, Sendust 또는 Ferrite류 등 비전도성 물질 은 수지 조성물의 EMI/RFI 차폐에 효과가 거의 미비하나 전기전도성이며 동시에 투자율이 높은 무기물 예를 들어, 뮤메탈(Mu-metal) 또는 펌얼로이(Permalloy)의 경우는 수지 조성물의 EMI/RFI 차폐에 매우 효과적이라는 것이다. 이들 무기물은 투과력이 높아 전자기파의 흡수에 효과적일 뿐 아니라 전기전도성이 좋아 사용된 카본섬유와 탄소나노튜브와 함께 수지 조성물 내 전기전도 패스(Pass) 형성을 도와 전기전도도 역시 향상시키기 때문이다.
수지 조성물을 응용한 전자파 차폐재는 복합수지를 사출하는 공정만으로 제품화가 가능하기 때문에 생산가격 및 생산성 측면에서 매우 경제적인 방법이다.
본 발명의 고강성, 고전기전도성, EMI/RFI 차폐용 수지 조성물은 (A) 열가소성 수지, (B) 10-3 Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물 및 (C) 섬유 충진제를 포함한다.
상기 (C)의 섬유 충진제는, 바람직하게는, 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유, 합성 아미드 섬유, 액정 폴리에스테르 섬유로 이루어진 것으로부터 선택된 하나 이상이다.
바람직하게는, 상기 본 발명에 따른 수지 조성물은 (D) 카본계 충진제를 더 포함할 수 있고, 상기 (D) 카본계 충진제의 예를 들면, 카본나노튜브, 카본 블랙 및 카본 나노 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
본 발명의 수지 조성물에서 열가소성 수지의 함량은 40 내지 80 중량%이고, 전기전도성이며 고투자율인 무기물은 3~20중량%이고, 섬유 충진제의 함량은 5~40중 량%이고, 카본계 충진제의 함량은 0.05~10.0중량%이고 모든 성분들의 합이100중량%를 만족하는 고강성, 고전기전도성 및 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 복합기능성 수지 조성물이다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 수지 조성물은 상기 성분들을 혼합하여 제조하는 프로세스 공정으로 제조되며, 상기 열가소성 수지가 매트릭스를 이루고, 이 매트릭스 내에 상기 필러들이 분산되어있는 구조를 갖는다.
이하 본 발명의 각 구성 성분에 대하여 자세하게 설명하도록 한다.
(A) 열가소성 수지
본 발명의 열가소성 수지의 구체적인 예로서, 폴리아마이드; 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리알킬렌테레프탈레이트; 폴리아세탈; 폴리카보네이트; 폴리이미드; 폴리페닐렌옥사이드; 폴리술폰; 폴리페닐렌설파이드; 폴리아마이드 이미드; 폴리에테르 술폰; 액정고분자; 폴리에테르케톤; 폴리에테르이미드; 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀; 아크릴로니트릴부타디엔스티렌; 폴리스티렌; 신디오텍틱 폴리스티렌; 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 블랜드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 열가소성 수지(A)는 결정성 열가소성 수지이다. 이러한 결정성 열가소성 수지는 이의 결정화시 결정영역 밖으로 필러들(본 발명의 수지 조성물에서는 (A) 성분 이외의 다른 성분들을 가리킴)을 배척하는 특성으로 전 도성 Pass를 비결정성 수지보다 잘 형성하는 장점이 있다. 또한 기계적 강성 면에도 필러 보강시 비결정성 수지보다 이의 보강 효과가 매우 우수한 장점이 있다.
이러한 결정성 열가소성 수지로서 바람직하게는 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리페닐렌설파이드, 액정고분자, 폴리에테르키톤, 폴리올레핀, 신디오텍틱 폴리스티렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에서 열가소성 수지의 함량은 40~80중량%가 바람직하며, 60내지 75중량%가 더욱 바람직하다. 열가소성 수지의 함량이 40중량% 이하이면 수지 조성물의 가공이 어려우며 80중량% 이상이면 본 발명의 목표물성을 구현하기에 어렵다.
(B) 전기전도성이며 고투자율인 무기물
본 발명의 전기전도성이며 고투자율인 무기물은 체적저항이 10-3[Ωㆍm] 이하이며 상대투자율이 5,000 이상인 무기물로 구분되는 군으로부터 선택되는 무기물이 바람직하게 사용될 수 있다. 더욱 상세하게, 니켈-철 합금류인 뮤매탈(Mu-metal) 또는 펌얼로이(Permalloy)를 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에서 전기전도성이며 고투자율인 무기물은 3~20중량%가 바람직하게 사용될 수 있으며 더욱 바람직하게는 5~15중량%가 사용될 수 있다. 이 무기물의 함량이 3중량% 이하인 경우는 EMI/RFI 차폐특성 개선이 미비한 낮은 단점이 있으며 20중량% 이상일 경우는 수지 조성물의 점도 그리고 비중에 좋지 않은 영향을 미친다.
(C) 섬유 충진제
본 발명의 (C) 섬유 충진제는, 바람직하게는, 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유, 합성 아미드 섬유, 액정 폴리에스테르 섬유로 이루어진 것으로부터 선택된 하나 이상이다.
상기 탄소섬유는 팬(PAN)계열 또는 피치(Pitch)계열의 통상적인 탄소섬유로 분류되는 군으로부터 선택되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱 상세하게, 평균 직경 5~12μm, 평균 길이 3~12mm, 체적저항 10-3[Ωㆍm] 이하 인장강성 100GPa 이상의 탄소섬유를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 유리섬유는 탄소섬유만 사용하는 경우에 발생하는 수지 조성물의 부서지는 특성을 상쇄시킴과 동시에 강도를 향상시키기 위한 목적으로 사용될 수 있는 것으로 통상적인 유리 섬유를 사용할 수 있고, 바람직하게는, 물성 보강하기 위한 용도로 사용되는 고강성 유리 섬유를 사용할 수 있다. 일 구체예에서, 평균 직경 8~15μm, 평균 길이2~12mm인 유리섬유를 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 섬유 충진제는 수지 조성물의 전기전도성과 고강성을 주로 담당하므로 체적저항이 낮을수록 인장강성이 높을수록 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에서 섬유 충진제는 5~40중량%가 바람직하며 10~25중 량%가 더욱 바람직하다. 섬유 충진제의 함량이 5중량% 이하인 경우는 본 발명의 목표물성을 구현하기 어렵고 40중량% 이상인 경우는 가공성이 떨어지고, 또한 이러한 수지 조성물로부터 제조된 성형품은 작은 충격에도 부서지기(brittle) 쉽다.
(D) 카본계 충진제
본 발명의 수지 조성물에서 (D) 카본계 충진제로서 카본나노튜브, 카본 블랙 및 카본나노섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 카본나노튜브를 사용하는데, 이들 중 카본나노튜브의 ESD(Electrostatic Discharge)가 가장 우수한 성능을 나타내기 때문이다.
상기 탄소나노튜브는 그 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)로 구분되어지는 군으로부터 선택되어 질 수 있으며 이들의 혼합물로도 사용될 수 있다. 더욱 상세하게, 평균 외경 1~50 nm이고, 평균 길이 10 nm~20㎛, 순도 80%이상의 탄소나노튜브를 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에서 상기 (D) 카본계 충진제의 함량은 0.05~10.0중량%가 바람직하며 0.3~5.0중량%가 더욱 바람직하다. 상기 (D) 카본계 충진제의 함량이 0.05중량% 이하인 경우는 본 발명의 목표물성을 구현하기 어렵고 10.0중량% 이상인 경우는 수지 조성물의 점도가 급격히 높아져 수지 조성물에 대한 프로세스가 어렵다.
본 발명의 다른 태양은 상기 본 발명에 따른 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품을 제공한다. 본 발명의 성형품은 고강성이며 고전기전도성이고 동시에 EMI/RFI 차폐가 요구되는 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 특히 TV, PDP와 같은 디스플레이 장치, 컴퓨터, 휴대폰 및 사무자동화 기기와 같은 전기전자 제품의 부품, 내부 프레임류 등의 다양한 성형품 제조에 유용하게 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 상기 플라스틱 성형품은 15~50 dB의 전자파 차폐율 값을 가지며, ASTM D257에 따라 측정한 표면 저항이 10~104Ω/□이고, 1/4" 두께에서 ASTM D790에 따라 측정한 굴곡강도가 12~30 GPa이며, 1/8" 두께에서 ASTM D256에 따라 측정한 노치 아이조드 충격강도가 25~70 J/m일 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
(A) 열가소성 수지
본 발명에 사용된 열가소성 수지는 용융지수(MFI)가 316℃, 1270g의 하중에서 48 내지 70 g/10min의 값을 가지는 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylene sulfide: PPS) 수지를 사용하였다.
(B) 전기전도성이며 고투자율인 무기물
본 발명에 사용된 전기전도성이며 고투자율인 무기물은 니켈-철 합금류인 펌얼로이(Permalloy)(동부정밀화학社)로 이의 체적저항은 10-7[Ωㆍm]이며 상대투자율은 10,000이다.
(C1) 섬유 충진제
본 발명에 섬유 충진제로서 사용된 탄소섬유는 직경 7μm, 길이 4mm, 체적저항 10-5[Ωㆍm], 인장강성 200GPa의 피치(Pitch)계열 탄소섬유를 사용하였다.
(C2) 섬유 충진제
본 발명에 섬유 충진제로서 사용된 유리섬유는 직경 10μm, 길이 3mm이고 상기 열가소성 수지로 사용된 PPS와 계면접착력이 좋도록 Silane계 상용화제로써 표면 코팅이 되어있는 유리섬유를 사용하였다
(D) 카본계 충진제
본 발명에 사용된 카본계 충진제로서 사용된 탄소나노튜브는 직경 9.5nm, 길이 1.5μm, 순도 90%인 다중벽 탄소나노튜브를 사용하였다.
상기에서 언급된 구성성분들을 이용하여 표 1의 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 나타낸 조성으로 혼합하는 프로세스 공정으로 수지 조성물을 제조한 후, 통상의 이축압출기와 사출기를 이용하여 물성측정을 위한 시편을 제조하였다.
제조된 시편에 대하여ASTM D257에 따라 표면저항을 측정하였다.
굴곡강도는 1/4"두께에서 ASTM D790 규격에 따라 측정하였다.
노치 아이조드는1/8" 두께에서ASTM D256 규격에 따라 측정하였다.
EMI 차폐율은 ROHDE & SCHWARZ 사에 의해 제조된 스펙트럼 분석기에 의해 측정하였다.
상기 물성 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
표 1의 실시예와 비교예를 통한 수지 조성물로부터 섬유 충진제로서 사용된 탄소섬유(C1)는 주로 강성 및 전기전도성에 기여하고 카본계 충진제는 전기전도성에 없어서는 안될 만큼 큰 기여를 하며, 섬유 충진제로서 사용된 유리섬유(C12)는 물성보강에도 기여하지만 특히 충격강도에 기여하고, 특히 전기전도성이며 고투자율인 무기물(B)로서 사용된 펌얼로이(Permalloy)는 탄소섬유와 탄소나노튜브로는 향상시키는데 이의 한계가 있는 EMI/RFI 차폐특성을 월등히 높여 준다는 것을 확인 할 수 있다.
이는 비교예에서 펌얼로이가 제거된 경우 EMI/RFI 차폐특성이 나빠지는 것을 통해 더욱 명확히 이해할 수 있다.
결론적으로, 본 발명은 전기전도성이며 고투자율인 무기물, 섬유 충진제, 선택적으로 카본계 충진제의 최적화된 혼합을 통해 고강성, 고전기전도성 그리고 EMI/RFI 차폐특성이 있는 복합기능성 수지 조성물을 제공한다.
Figure 112009080661565-pat00001
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (18)

  1. (A) 열가소성 수지 40~80 중량%;
    (B) 10-3 Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 갖는 무기물 3~20 중량%; 및
    (C) 섬유 충진제 5~40 중량%;
    를 포함하고, 상기 섬유 충진제(C)는 1~20 ㎛의 평균 직경과 1~15 ㎜의 평균 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (D) 카본계 충진제 0.05 ~ 10.0 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 섬유 충진제(C)는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유, 합성 아미드 섬유, 액정 폴리에스테르 섬유로 이루어진 것으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 (D) 카본계 충진제는 카본나노튜브, 카본 블랙 및 카본나노섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지(A)는 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아마이드-이미드, 폴리에테르술폰, 액정고분자, 폴리에테르키톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, ABS 수지, 폴리스티렌, 신디오텍틱 폴리스티렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지(A)는 결정성 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 섬유 충진제 중 탄소섬유는 10-3 Ωㆍm 이하의 체적저항과 100 GPa 이상의 인장강도를 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  11. 제6항에 있어서, 상기 (D) 중 카본나노튜브는 1~50㎚의 평균 외경과 10㎚~20㎛의 평균 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카본나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 10-3Ωㆍm 이하의 체적저항과 5,000 이상의 상대투자율을 가지는 무기물(B)은 니켈-철 합금류인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 니켈-철 합금류는 뮤메탈(Mu-metal), 펌얼로이(Permalloy) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  15. 제1항 또는 제2항의 수지조성물을 형성해 이루어지는 플라스틱 성형품.
  16. 제15항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 15~50 dB의 전자파 차폐율 값을 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  17. 제15항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 ASTM D257에 따라 측정한 표면 저항이 10~104 Ω/□인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  18. 제15항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 1/4" 두께에서 ASTM D790에 따라 측정한 굴곡강도가 12~30 GPa이며, 1/8" 두께에서 ASTM D256에 따라 측정한 노치 아이조드 충격강도가 25~70 J/m인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
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