KR101289894B1 - 열전도 효율이 높은 전자파흡수용 사출성형물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노이즈 감소, 근거리 무선 통신 분야(Near Field communication), 비접촉무접점충전모듈의 전자파흡수재, 클램프, 휭거, 쉴드캔, RF분야, 안테나용 전자파흡수재 등에 사용되며, 기존 금속 다이캐스팅제품, 페라이트 소결체, 전자파 흡수시트를 사용함으로써 발생되는 고비용, 비효율 및 낮은 열전도도로 인한 방열성 부족의 한계를 극복하기 위하여 발명된 것으로 전자파 흡수 기능과 열전도(방열성) 기능을 동시에 가지고 있어 제품의 소형화, 슬림화 및 추가 기능 탑재를 위해 필요한 공간을 확보할 수 있는 열전도성 전자파 흡수용 사출성형물의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 메탈 알로이를 분쇄하여 생성되는 판상의 메탈 플레이크에 있어서, 상기 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하여 메탈 컴파운드로 균일하게 혼합하기 위하여 니더에서 혼련하는 혼련 단계와; 상기 혼련 단계에서 혼련한 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 압출하여 스트랜드 타입의 압출물로 가공하는 압출 단계와; 상기 이축압출기에서 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하는 펠렛 가공 단계와; 상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에 넣고 사출성형물을 제조하는 사출성형물 제조 단계로 이루어지는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법이다.

Description

열전도 효율이 높은 전자파흡수용 사출성형물 제조방법{Manufacturing met hod of injection-molded for absorbing electromagneticwaves of high thermal c onductivity efficiency}

본 발명은 열전도 효율(방열성)이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 메탈 플레이크와 열가소성 수지를 배합하고, 균일하게 혼합하기 위하여 상기 물질을 배합하여 니더에 넣고 혼련하여 메탈 컴파운드로 가공하는 혼련 단계와, 상기에서 혼련된 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 플레이크가 열가소성수지 내에서 균일하게 분산되면서 서로 연결되는 적층구조를 갖게 스트랜드 타입의 압출물로 압출하는 압출단계와, 상기 압출단계에서 압출한 압출물을 커팅하여 펠렛 형태로 가공하는 펠렛 가공 단계와, 상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에서 사출 성형하여 이루어지는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수 사출성형물 제조방법에 관한 것이다.

현재 우리는 각종 전기 전자기기의 발달로 많은 전자파에 노출이 되고 있다.

이러한 전자파는 인체에 흡수 되어 유해한 영향을 줄뿐 아니라 전기 전자장치 상호간에도 간섭하여 서로 영향을 미치게 된다.

특히 무선기기의 발달과 다양화로 고주파 대역의 사용이 늘고, 제품의 소형화로 인해 전자파의 유해성과 기기 간의 간섭은 더욱 커지게 되었다.

이러한 전자파에 의한 외부 간섭, 노이즈의 내부 반사, 노이즈의 내부 반사에 의한 방열문제, 회로간의 상호 간섭, 주변 기기의 간섭 등을 차단하는 것이 전기전자기기에서 필요로 하게 되었다.

종래 전자파 흡수 금속다이캐스팅재는 다이캐스팅 후 제품의 정밀도를 위하여 후가공이 필요하고, 쉴드캔의 경우에서와 같이 내부 노이즈 흡수를 위해 다시 전자파흡수시트를 접착해야 하는 등 고비용이 발생하게 된다.

또한, 종래 전자파 흡수 페라이트 소결체의 경우, 소결 공정 시 발생되는 고비용(많은 시간과 높은 불량율)과 소결 후 반드시 후가공이 필요하고, 소결 공정으로 인해 크기와 형상의 한계 및 고주파수 대역의 한계를 보이고 있다.

예를 들면, 클램프, 휭거 제품과 같이 보다 높은 활용도를 위해 소결체를 플라스틱제품과 결합하기 위해서는 고비용의 인서트 사출을 하여야 하는 문제점이 있다.

종래, 전자파 차폐 재료로 사용되는 전자파흡수시트 경우 일반적으로 TPU, EVA, RUBBER 등을 사용 하는데, 메탈 플레이크와 열가소성수지를 혼합롤러(mixing roller)로 혼련하여 컴파운드화 하고, 이를 캘린더롤(callender roll)로 시트화 한다.

상기와 같이 종래의 전자파 흡수시트 경우에 혼합롤러를 통하여 컴파운드화 하고, 캘린더롤(callender roll)로 시트화하여 시트를 제조하고, 시트 제조 후 타발, 본딩, 적층 공정을 반복하는 많은 공정이 필요함에 따라 제조 시간이 많이 소요되어 제조비용이 높아지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전자파흡수시트는 0.7W/mk 이하의 낮은 열전도로 인해 전기, 전자기기에서의 방열이 잘 되지 않아서 열에 의하여 전기, 전자기기의 제품 수명을 저하시킨다.

상기에서 전자파 흡수시트의 열전도도가 낮은 원인은 전자파 흡수시트의 경우, 일반적으로 점도가 높은 TPU, EVA, RUBBER 등을 사용하므로써 점도 때문에 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크의 분산도가 떨어질 뿐만 아니라 연결되는 적층구조를 구현하기가 어렵다.

공정상으로도 믹싱 롤러와 캐린더 롤을 통과시키는 공정은 믹싱 롤러와 캐린더 롤 모두 메탈 컴파운드를 롤러로 압착하여 메탈 컴파운드에서 메탈 플레이크를 분산시키는 방법이지만, 상기 롤러의 압착공정으로는 상기 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 눌려서 압착되어 메탈 플레이크의 서로 연결되는 적층 구조가 잘 이루어지지 않아서 충분한 열전도도를 얻지 못하였다.

따라서, 낮은 열전도도로 인하여 전기, 전자기기의 수명을 저하시키지 않도록 별도의 방열 대책이 필요하게 되는데, 이는 전기, 전자기기의 소형화 슬림화로 방열 기능 탑재 공간의 확보에 어려움이 있으므로 제품의 슬림화, 소형화를 어렵게 하는 문제점이 있었다.

또한, 선 등록특허로서 등록특허 10-0989412와 등록특허 10-0907101이 공개되어 있는데, 상기 등록특허 10-0989412는 전자파 흡수체의 제조방법에 관한 것으로서, 메탈 알로이를 분쇄하여 메탈 플레이크를 생성하는 단계(a); 상기 메탈 플레이크와 수지를 믹싱 롤에서 혼합하여 컴파운드를 생성하는 단계(b); 상기 컴파운드를 분쇄하여 펠렛으로 가공하는 단계(c); 상기에서 가공된 펠렛을 결합하여 전자파 흡수체를 생성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 등록특허 10-0907101은 메탈 플레이크와 폴리올레핀계 수지인 PE 또는 CPE 또는 PET를 35~95중량%: 65~5중량%의 비율로 배합 및 교반하여 메탈 컴파운드로 가공하는 공정; 상기 메탈 페이스트 또는 메탈 컴파운드를 혼합롤러에 통과 시켜 혼합하는 동시에 시트화 시키되, 상기 혼합롤러를 통하여 얇은 시트와 같은 형상으로 나온 메탈 컴파운드를 다시 혼합롤러의 입구로 수차례 투입하여 메탈 플레이크와 폴리올레핀계 수지의 혼합이 균일하게 이루어질 수 있도록 시트화 하는 공정; 상기 시트화 시킨 것을 분쇄기를 이용하여 펠릿형태로 가공하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 2가지 선 등록특허의 차이는 메탈 플레이크와 수지를 믹싱 롤에서 혼합한 후 상기 메탈 컴파운드를 분쇄기에서 분쇄하여 펠렛화 하여 사용하는가와, 메탈 플레이크와 수지를 혼합롤러에서 혼합하여 메탈 컴파운드를 생성한 후 상기 메탈 컴파운드를 혼합롤러에 반복 투입하여 시트화 하고 시트화 한 것을 분쇄하여 펠렛화 하여 사용하는가의 차이이다.

그러나, 상기 등록특허 10-0989412는, 메탈 플레이크와 수지를 믹싱 롤에서 혼합하여 메탈 컴파운드를 생성하고, 상기 메탈 컴파운드를 분쇄기로 분쇄하여 얻은 펠렛으로 사출성형물을 제조하게 되는데 믹싱 롤에서의 1차 혼합 만으로는 메탈 플레이크의 분산이 잘 이루어지지 않아서 열전도성이 매우 나쁘다.

이에 비하여, 상기 등록특허 10-0907101은, 메탈 플레이크와 수지를 배합, 교반하여 메탈 페이스트 또는 메탈 컴파운드를 생성하고 생성된 메탈 페이스트 또는 메탈 컴파운드를 혼합 롤러에 반복 통과시켜 시트화 한 후, 상기 시트를 분쇄기로 분쇄하여 얻은 펠렛으로 사출성형물을 제조하게 되므로, 상기 등록특허 10-0989412 보다는 분산도는 좋아지지만 혼합 롤러를 반복 통과시키는 시트화 공정은 메탈 플레이크를 눌러서 압착시키므로 상기에서 얻어진 시트를 분쇄하여 펠릿화 하더라도 메탈 플레이크가 서로 연결되는 적층 구조가 잘 이루어지지 않아서 열전도성이 낮은 단점이 있으므로 별도의 방열 수단을 설치하여야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명자는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 메탈 플레이크의 높은 열전도성을 유지할 수 있도록 메탈 컴파운드에서 메탈플레이크가 효율적으로 잘 분산되면서도 서로 연결되는 적층 구조를 흐트러지지 않게 하는 방법을 연구한 결과, 믹싱롤러와 캘린더 롤 등의 압착 롤러를 전혀 사용하지 않고, 니더를 이용해서 배합과 혼합을 하고, 이축압출기의 이축 스쿠루가 메탈 컴파운드에서 메탈 플레이크를 효율적으로 분산하면서도 메탈 플레이크의 서로 연결되는 적층 구조가 흩트러지지 않는다는 것을 알게 되었다.

즉, 상기 선 등록특허 10-0907101은, 메탈 컴파운드를 믹싱 롤러에 반복 통과시켜 시트화 하면서 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크의 분산을 반복시켜 전자파 흡수 값과 열전도성을 높혀 왔으나, 상기 시트화한 메탈 컴파운드는 믹싱 롤러에서 반복 압착되어 매우 얇게 시트화되고, 상기에서 얇게 시트화 된 메탈 컴파운드 시트를 분쇄하여 펠렛화하고, 상기에서 분쇄된 얇은 펠렛을 이용하여 사출기에서 사출하여 사출 성형물을 제조하여왔으나, 상기 얇은 펠렛으로는 사출시 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 서로 연결되는 적층구조를 이루지 못하게 되기 때문에 전자파 흡수 값과 열전도성이 낮게 되는 문제점이 있었는데, 본 발명은 이를 해소하여 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 균일하게 분산되면서도 서로 연결되는 적층구조를 효율적으로 이루게 하여 열전도도와 전자파흡수성능을 더 많이 높힌 것이다.

또한, 열전도성물질을 더 첨가할 경우 열전도도가 획기적으로 높아진다는 것을 알게 되었다.

또한, 상기 기존 전자파흡수시트와 2가지의 선 등록특허는, 융점 온도가 낮은 열가소성수지를 사용함으로써 열변형 온도가 낮아 일반 사출에서는 문제가 되지 않으나, 인서트 사출 시 전자파흡수시트가 손상되거나 전자파흡수시트에 접착 또는 융착한 안테나 패턴이나 코일이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 니더(kneader)를 이용하여 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하고 혼련하여 메탈 컴파운드를 생성하고, 상기 메탈 컴파운드를 이축 압출기로 이송하여 압출하고, 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하고, 상기 펠렛을 사출하여 사출성형물을 제조하므로써, 상기 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크의 분산도를 높히면서 메탈 플레이크가 서로 연결되는 적층 구조를 흐트러지지 않게 하여 열전도 효율을 높혀서 전기, 전자기기 제품의 수명이 저하되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 메탈 컴파운드에 열전도성 물질을 혼합하여 열전도성을 더 많이 높혀서 전기, 전자기기 제품의 수명이 저하되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 융점이 높은 열가소성수지를 사용하여 인서트 사출 시 전자파흡수시트나 전자파흡수체가 고열에 의하여 변형, 손상되거나 전자파흡수시트나 전자파흡수체에 접착 또는 융착한 안테나 패턴이나 코일이 열가소성수지의 변형, 손상으로 인하여 함께 손상되는 것을 방지하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 메탈 알로이를 분쇄하여 생성되는 판상의 메탈 플레이크에 있어서, 상기 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하여 니더에 넣고 메탈 컴파운드로 균일하게 혼합하기 위하여 니더에서 혼련하는 혼련 단계와; 상기 혼련 단계에서 혼련한 열전도성 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 분산되면서 서로 연결되는 적층구조를 갖게 스트랜드 타입의 압출물로 가공하는 압출 단계와; 상기 이축압출기에서 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하는 펠렛 가공 단계와; 상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에 넣고 사출성형물을 제조하는 사출성형물 제조 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 니더(kneader)를 이용하여 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하고 혼련하여 메탈 컴파운드를 생성하고, 상기 메탈 컴파운드를 이축 압출기로 이송하여 압출하고, 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하고, 상기 펠렛을 사출하여 사출성형물을 제조하므로써, 상기 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크의 분산도를 높히면서 서로 연결되는 적층구조를 흐트러지지 않게 하여 열전도 효율을 높혀서 전기, 전자기기 제품의 수명이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 상기 메탈 컴파운드에 열전도성 물질을 더 혼합하여 열전도성을 획기적으로 높혀서 전기, 전자기기 제품의 수명이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 융점이 높은 열가소성수지를 사용하여 인서트 사출 시 전자파흡수시트나 전자파흡수체가 고열에 의하여 변형, 손상되거나 전자파흡수시트나 전자파흡수체에 접착 또는 융착한 안테나 패턴이나 코일이 열가소성수지의 변형, 손상으로 인하여 함께 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제조공정도
도 2는 본 발명의 펠렛 형상을 보여주는 도면
도 3은 본 발명 일실시예의 사출성형물을 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 사출성형물의 단면을 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 열전도성물질이 첨가된 사출성형물의 단면을 보여주는 도면

도 1은 본 발명의 제조공정도, 도 2는 본 발명의 펠렛 형상을 보여주는 도면, 도 3은 본 발명 일실시예의 사출성형물을 보여주는 도면, 도 4는 본 발명의 사출성형물의 단면을 보여주는 도면, 도 5는 본 발명의 열전도성물질이 첨가된 사출성형물의 단면을 보여주는 도면이다.

본 발명은 메탈 알로이를 분쇄하여 생성되는 판상의 메탈 플레이크에 있어서, 상기 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하여 니더에 넣고 메탈 컴파운드로 균일하게 혼합하기 위하여 니더에서 혼련하는 혼련 단계와; 상기 혼련 단계에서 혼련한 열전도성 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 분산되면서 서로 연결되는 적층구조를 갖게 스트랜드 타입의 압출물로 가공하는 압출 단계와; 상기 이축압출기에서 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하는 펠렛 가공 단계와; 상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에 넣고 사출성형물을 제조하는 사출성형물 제조 단계로 이루어지는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 메탈 컴파운드는 메탈 플레이크 50~90중량%와 열가소성수지 10~50중량%를 니더에 넣어서 배합하고 혼련하여 이루어진다.

상기 메탈 플레이크는 Fe-Si 합금, Fe-Si-Al 합금, Fe-Si-Cr 합금 등의 샌더스트 합금, 퍼멀로이 합금, 비정질(Amorphous, Fe-Si-Al-Cr 합금 )합금 중에서 적어도 1종 이상 선택하고 분쇄하여 사용할 수 있으며, 상기 메탈 플레이크는 100~200㎛의 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 열가소성수지는 폴리올레핀계수지, 폴리스티렌(Polystyrene)수지, EVA(ethylenen vinyl acetate)수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론6(PA6), 나일론6(PA66), 나일론11(PA11), 나일론12(PA12), 나일론6T(PA6T), 나일론9T(PA9T), 나일론46(PA46), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF), 액정수지(LCP), 폴리페니렌 설파이드(PPS), 폴리에테르에테르 케톤(Polyetherether Ketone) 중 적어도 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 인서트 사출시 전자파흡수시트가 고열에 의하여 변형, 손상되거나, 열가소성수지의 변형, 손상으로 인하여 전자파흡수시트에 접착 또는 융착된 안테나 패턴이나 코일이 함께 변형, 손상되는 문제점을 해결하기 위하여 상기 열가소성수지 중 융점 온도가 150℃이상의 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 나일론6(PA6), 나일론66(PA66), 나일론11(PA11), 나일론12(PA12), 나일론6T(PA6T), 나일론9T(PA9T), 나일론46(PA46), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF), 액정수지(LCP), 폴리페니렌 설파이드(PPS), 폴리에테르에테르 케톤(Polyetherether Ketone) 중에서 적어도 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 메탈 컴파운드에 열전도성 물질을 첨가하여 상기 전자파 흡수용 사출성형물의 열전도성을 더 많이 높힐 수 있다.

상기 열전도성 물질은 알루미나, 질화알루미늄, 산화마그네슘, 질화붕소의 세라믹계 분말과 카본블랙, 그라파이트, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 다이아몬드분말의 탄소계 분말 중에서 적어도 1종 이상 선택하여 상기 메탈 컴파운드 100중량부에 대하여 2~5중량부를 상기 메탈 컴파운드에 첨가할 수 있다.

상기 열전도성 물질은 열전도성 금속 분말이나 세라믹 분말보다 탄소계 분말을 사용하는 것이 제품의 경량화에 유리하다.

그리고, 사출 성형시 전자파 흡수 기능 유지를 위한 열안정과 유동성 개선을 위하여 상기 메탈 컴파운드에, 에폭시화 대두유, 포스파이트 에스터(Phosphite Ester), 베타-디케톤(β-Diketone) 및 메탈-옵(Metal-oap)계의 무독성 열안정제와 프탈산 디옥틸(DOP), 프탈산 디부틸(DBP)의 프탈산에 에스테르 류의 가소제나 에틸렌 비스스테아로아마이드, 에틸렌비스아미드의 내부활제와 폴리에스테르계 가소제, 트리크레딜 포스페이트(TCP)나 트리페닐 포스페이트(TPP)의 인산 에스테르류의 가소제 및 메틸아세틸 시노레이트(MAR)의 지방산 에스테르 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 물질을 상기 메탈 컴파운드 100중량부에 대하여 0.2~0.8중량부를 더 첨가할 수 있다.

본 발명의 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법을 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하여 니더에 넣고 메탈 컴파운드로 균일하게 혼합하기 위하여 니더에서 혼련하는 혼련 단계는, 니더를 150℃~350℃의 온도 조건에서 20~45rpm의 속도로 10~50중량%의 열가소성수지를 니더에 투입하여 열가소성수지가 유리전이온도에 이르기 직전에 메탈 플레이크 50~90중량%을 투입하고 2~3분 간 혼련하여 상기 메탈 플레이크와 열가소성수지가 혼합되는 상태가 되면 이축압출기로 이송한다.

상기에서, 니더에서 혼련 시 니더의 온도는 사용되는 수지의 융점 보다 30~80℃가 높은 것이 바람직하다.

온도가 낮을 경우 수지가 유리전이온도에 이르는 시간이 오래 걸리고, 수지의 마모가 진행이 될 수 있으며, 반대로 너무 높을 경우 수지가 너무 빨리 유리전이온도에 이르게 되기 때문에 수지끼리 뭉치는 현상이 나타나 분산도 저하의 가장 큰 원인이 된다.

또한, 니더(kneader)의 회전속도가 20rpm이하의 경우에 비중이 높은 메탈 플레이크가 바닥에 깔려서 혼련에 문제점이 발생하고, 45rpm이상의 경우에는 원심력에 의해 비중 차이가 있는 메탈 플레이크와 수지가 각각 분리가 되어 분산도가 떨어지고, 메탈 플레이크의 마찰력을 증가 시켜서 내부의 마찰열이 급격히 발생하여 수지가 기화 되거나 물성 저하를 가져올 수 있으므로 수지가 유리전이온도에 이르러 메탈 플레이크와 열가소성수지에 균일하게 분산되고 결합되는 상태까지의 온도, 회전수, 시간의 최적화가 중요하다.

상기 혼련 단계에서 혼련한 열전도성 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 분산되면서 서로 연결되는 적층구조를 갖게 스트랜드 타입의 압출물로 가공하는 압출 단계는, 니더에서 혼련된 메탈 컴파운드가 이축압출기로 이송되면 수지의 종류에 따라 150~320℃로 온도를 설정하고, 압력은 10kgf/cm²이하로 하고, 이축압출기의 이축 스크루의 회전 속도를 100~180rpm으로 하여 빠르게 압출한다.

이축압출기의 회전속도는 생산성과 연관이 있으며, 열에 노출되는 시간을 최소화하며, 이축압출기에 걸리는 압력이 10kgf/cm² 이상의 경우 메탈 플레이크의 서로 연결되는 적층구조 형성을 방해 할 수 있다.

상기 이축압출기에서 이축 스쿠루로 압출하는 단계는, 1차로 니더에서 혼련하여 열가소성수지에 메탈 플레이크를 균일하게 분산 한 후, 2차로 메탈 플레이크의 분산도를 더 높이면서 메탈 플레이크를 서로 연결되는 적층구조로 형성시킴으로써 전자파 흡수 값과 열전도성을 높히는 단계이다.

상기 이축압출기에서 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하는 펠렛 가공 단계는, 메탈 컴파운드를 이축압출기에서 압출하면 직경이 3~5mm 정도이고 대체로 원기둥 형상의 스트랜드 타입의 압출물이 압출되게 되는데, 상기 압출물을 커팅하여 길이가 1~3mm 정도의 펠렛으로 가공하는 단계이다.

상기에서 압출물을 커팅하는 방법은 수냉/공냉타입의 펠렛타이징, 핫커팅 모두 유효하다.

상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에 넣고 사출성형물을 제조하는 사출성형물 제조 단계는, 가공된 펠렛을 사출기에 넣어서 사출 성형을 하게 되는데, 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크의 서로 연결되는 적층구조를 유지하기 위해 사출 속도는 최대한 느리고, 사출압력을 50kgf/cm²~90kgf/cm²으로 낮게 컨트롤 하여 펠렛 가공 단계에서 형성된 적층구조가 흐트러지지 않게 하여 전자파 흡수 성능을 위한 온도와 사출속도 및 압력의 최적화가 필요하다.

또한, 열전도도를 크게 높히는 첨가물인 열전도성물질의 분산도 역시 사출 속도는 최대한 느리고, 사출압력을 50kgf/cm²~90kgf/cm²할 때 높은 열전도 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하여 가공된 펠렛을 일반 사출기에 투입하여 사출할 수 있으며 인서트 사출도 가능한 것은 물론이다.

또한, 상기 열전도성 메탈 컴파운드의 사출 성형 시 열안정성과 유동성을 개선하기 위하여 디케톤(Diketone)계 열안정제와 에틸렌비스아미드계 유동성 개선제를 상기 열전도성 메탈 컴파운드에 더 첨가하는 것이 바람직하다.

따라서, 기존 전자파흡수시트와 금속다이캐스팅제품, 페라이트 소결체 제품으로는 구현할 수 없는 금형의 형상에 따라 다양한 크기와 형상의 열전도 효율이 높은 전자파 흡수 사출성형물의 사출성형이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태로서 열전도 효율이 높은 전자파흡수용 사출성형물의 제조방법을 구체적인 실시 예를 들어 상세히 설명한다.

실시 예 1

PA6(나일론6) 20중량%를 니더에 넣고 유리전이온도에 이르기 직전에 입경 140㎛ 정도의 메탈 플레이크 80중량%를 넣고, 290℃의 니더에서 2분 30초 간 혼련하여 메탈 컴파운드로 가공하고, 상기 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드를 이축압출기에서 압출하고 커팅하여 압출물의 직경이 4mm 정도이고, 길이가 2mm 정도인 대체로 원기둥 형상의 펠렛으로 가공한 후, 상기 펠렛을 일반 사출기에 투입하고 사출압력을 60kgf/cm²로 하여 가로 70㎜, 세로 70㎜, 높이 1㎜의 4각형 시험편을 사출 성형하였다.

실시예 2

PA6(나일론6) 25중량%를 니더에 넣고 유리전이온도에 이르기 직전에 입경 140㎛ 정도의 메탈 플레이크 75중량%를 넣고, 290℃의 니더에서 2분 간 혼련하여 메탈 컴파운드로 가공하고, 상기 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드를 이축압출기에서 압출하고 커팅하여 압출물의 직경이 4mm 정도이고, 길이가 2mm 정도인 대체로 원기둥 형상의 펠렛으로 가공한 후, 상기 펠렛을 사출기에 투입하고 사출압력을 60kgf/cm²로 하여 가로 70㎜, 세로 70㎜, 높이 1㎜의 4각형 시험편을 사출 성형하였다.

실시예 3

PA6(나일론6) 25중량%를 니더에 넣고 유리전이온도에 이르기 직전에 입경 140㎛ 정도의 메탈 플레이크 75중량%와 상기 PA6(나일론6) 25중량%와 메탈 플레이크 75중량%로 이루어진 메탈 컴파운드 100중량부에 대하여 그래핀 3중량부의 그래핀을 첨가하고, 290℃의 니더에서 2분10초 간 혼련하여 메탈 컴파운드로 가공하고, 상기 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 메탈 컴파운드를 이축압출기에서 압출하고 커팅하여 압출물의 직경이 4mm 정도이고, 길이가 2mm 정도인 대체로 원기둥 형상의 펠렛으로 가공한 후, 상기 펠렛을 일반 사출기에 투입하고 사출압력을 60kgf/cm²로 하여 가로 70㎜, 세로 70㎜, 높이 1㎜의 4각형 시험편을 사출 성형하였다.

그리고, 기존 전자파 흡수 시트는 적층한 후 가로 70㎜, 세로 70㎜, 높이 1㎜의 4각형 시험편을 제작하였다.

상기 실시 예 1내지 실시 예3 및 기존 전자파 흡수 시트의 시험 결과를 다음 표1에 기재하였다.

	실시예1	실시예2	실시예3	기존 전자파 흡수시트
Inductance(nH)	23.6	22.4	22.74	22.55
비중	비중 3.3	비중 2.93	비중 2.88	비중 4.20
열전도도(W/mK)	2.53	2.18	3.15	0.7
Fe-Si-Al (중량%)	80	75	75	90
수지(중량%)	PA6 20	PA6 25	PA6 25	EVA 10
그래핀(중량비)	0	0	3	0

상기 비교표에서 알 수 있는 바와 같이, 기존 전자파 흡수 시트는 Fe-Si-Al의 메탈 플레이크 함유율이 본 발명 보다 10~15% 높음에도 불구하고, 기존 전자파 흡수 시트가 실시예 2 보다 조금 높았으나 실시예 1 및 3 보다는 조금 낮아서 인덕턴스 값에 큰 차이가 없었는 바, 본 발명에서는 고가의 메탈 플레이크를 적게 사용하여도 인덕턴스 값을 높힐 수 있으므로 메탈 플레이크의 재료비용을 절감할 수 있으며, 열전도도를 살펴보면, 본 발명에서는 Fe-Si-Al의 메탈 플레이크 함유율이 5% 많은 실시예 1이 2.53 W/mK이고, 메탈 플레이크 함유율이 5% 적은 실시예 2가 2.18 W/mK로서 실시예 1이 실시예 2 보다 열전도도가 조금 더 높아 진 것을 알 수 있어서 메탈 플레이크의 함량이 많으면 열전도도가 높아지며, 본 발명의 실시예 1의 열전도도는 2.53W/mK, 실시예 2는 2.18W/mK, 실시예 3은 3.15W/mK로서, 기존 전자파 흡수 시트의 0.7W/mK 보다 열전도도가 매우 높게 나타났으며, 특히 상기 메탈 컴파운드에 메탈 컴파운드 100중량부에 대하여 열전도성 물질인 그래핀 3중량부가 더 첨가된 실시예 3이 실시예 1과 실시예 2 보다 열전도도가 아주 많이 높아진 것을 알 수 있었다.

Claims (6)

1. 메탈 알로이를 분쇄하여 생성되는 판상의 메탈 플레이크에 있어서, 상기 메탈 플레이크와 열가소성수지를 배합하여 니더에 넣고 메탈 컴파운드로 균일하게 혼합하기 위하여 니더에서 혼련하는 혼련 단계와; 상기 혼련 단계에서 혼련한 메탈 컴파운드를 이축압출기로 이송하여 상기 메탈 컴파운드 내에서 메탈 플레이크가 균일하게 분산되면서 서로 연결되는 적층구조를 갖게 스트랜드 타입의 압출물로 가공하는 압출 단계와; 상기 이축압출기에서 압출되는 압출물을 커팅하여 펠렛으로 가공하는 펠렛 가공 단계와; 상기 펠렛 가공 단계에서 가공된 펠렛을 사출기에 넣고 사출성형물을 제조하는 사출성형물 제조 단계로 이루어지는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 메탈 컴파운드는 메탈 플레이크 50~90중량%와 열가소성수지 10~50중량%로 이루어지는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 메탈 플레이크는 Fe-Si 합금, Fe-Si-Al 합금, Fe-Si-Cr 합금의 샌더스트 합금, 퍼멀로이, 비정질(Amorphous, Fe-Si-Al-Cr 합금 ) 플레이크 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성수지는 융점이 150℃ 이상인 Polybutylene Terephthalate(PBT), Nylon6(PA6), Nylon66(PA66), Nylon11(PA11), Nylon12(PA12), Nylon6T(PA6T), Nylon9T(PA9T), Nylon46(PA46), Polycarbonate (PC), Polyvinylidene Fluoride(PVDF), 액정수지(LCP), Polyphenylene Sulfide(PPS), Polyetherether Ketone 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 메탈 컴파운드에는 열전도도를 높이기 위하여 열전도성 물질인 알루미나, 질화알루미늄, 산화마그네슘, 질화붕소의 세라믹계 분말과 카본블랙, 그라파이트, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 다이아몬드분말의 탄소계 분말 중에서 적어도 1종 이상을 선택하여 상기 메탈 컴파운드 100중량부에 대하여 2~5중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 열전도 효율이 높은 전자파 흡수용 사출성형물 제조방법.
   

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