KR101297156B1 - 고성능 ｅｍｉ/ｒｆｉ 차폐용 수지 복합재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고성능 EMI/RFI 차폐용 수지 복합재에 관한 것으로서, 이 수지 복합재는 열가소성 고분자 수지; 다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러; 및 저융점 금속을 포함한다.
본 발명의 수지 복합재는 저융점금속을 통해 전도성 필러간 네트워크를 극대화시켜 표면 임피던스를 최소화함과 동시에 다면체를 형성할 수 있는 전도성 필러를 통해 전자기파의 내부 산란의 최대화를 실현하여 EMI/RFI 차폐를 효과적으로 할 수 있으며, 따라서, 이를 이용하여 제조된 성형품은 전기/전자 제품의 EMI/RFI를 효과적으로 차단시킬 수 있다.
EMI/RFI 차폐 수지 복합재, EMI 차폐, RFI 차폐, 수지복합재, 수지/금속 복합재

Description

고성능 ＥＭＩ/ＲＦＩ 차폐용 수지 복합재{HIGH PERFORMANCE EMI/RFI SHIELDING POLYMER COMPOSITE}
본 발명은 고성능 전자기파 간섭(Electromagnetic Interference: EMI) 및 무선주파 간섭(Radio Frequency Interference: RFI) 차폐용 수지 복합재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EMI 및 RFI 차폐 능력이 우수한 고성능 EMI 및 RFI 차폐용 수지 복합재에 관한 것이다.
전자파 발생량은 고효율, 고소비전력 그리고 고집적화되는 전기/전자 제품을 통해 증가하고 있는데 이 전자파는 다른 기기 및 시스템 오작동을 유발하거나 인체에 해를 끼침으로, 전자파를 막고자 하는 효율적인 전자기파 차폐 기술이 더욱 필요로 되고 있다.
전자파 중, 전자기파 차폐 효율(EMI shielding effectiveness)은 아래 식 1로 나타낼 수 있다.
[식 1]
S.B.(Shielding effectiveness)=R+A+B
상기 식에서 R은 전자기파의 표면반사, A는 전자기파의 내부 흡수 그리고 B 는 다반사를 통한 손실을 의미한다.
종래 전자파를 차폐하기 위한 방법으로는 도장/도금기술을 응용한 금속재를 이용하는 방법이 있었다.
이러한 금속재의 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 및 생산성 측면에서 부담이 되는 단점이 있다.
이에 반하여 고분자 복합 수지를 응용한 전자파 차폐제는 복합수지를 사출하는 공정만으로 제품화가 가능하기 때문에 생산가격 및 생산성 측면에서 매우 경제적인 방법이다.
그러나 고분자 복합 수지를 이용하는 복합재의 경우는 전기전도성이 금속재보다는 낮으므로, 상기 식 1에 나타낸 항목 중, 표면반사와 내부흡수를 향상시키는 것이 중요하다. 따라서, 수지 복합재의 경우는 같은 재료라 할지라도 두께가 얇아지면 전자기파 차폐효율이 떨어지는 단점이 있게 된다. 수지 복합재의 전자파 차폐효율을 높이기 위해서는 표면 임피던스를 낮추어(전기전도성을 높게하여) R값을 증대시키고 내부에서의 전자기파 산란/흡수를 많이 유도하여 A값을 증가시켜야 고효율의 전자기파 차폐 복합수지를 만들 수 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 블렌드(blend)에 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.
그러나 이들은 모두 수지에 전기전도성만을 부여하여 전자파를 차폐하고자 하는 것으로 그 효과가 만족할만한 수준에 도달하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 전자기파 차폐 효과가 우수한 고성능 EMI/RFI 차폐용 수지 복합재를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자들에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 (A) 열가소성 고분자 수지; (B) 다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러; 및 (C) 저융점 금속을 포함하는 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 수지 복합재를 사용하여 제조된 성형품을 제공하는 것이다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명은, 저융점 금속을 통해 전도성 필러간 네트워크를 극대화시켜 표면 임피던스를 최소화함과 동시에 다면체를 형성할 수 있는 전도성 필러를 통해 전자기파의 내부 산란의 최대화를 실현하여 고성능의 EMI/RFI 차폐용 수지 복합재에 관한 것으로서, 상기 수지 복합재를 이용하여 제조된 성형품은 전기/전자 제품의 EMI/RFI를 효과적으로 차단시킬 수 있다.
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.
본 발명은 전자기파 차폐 효율을 나타내는 하기 식 1에서, 전자기파의 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.
즉, 본 발명자들은 동일한 전기 전도도에서 A값을 증가시키는 방법을 연구하던 중, 전도성 필러의 면을 많이 가지게 하면 빛과 비슷한 성질이 있는 전자기파의 난반사가 유도되어, 산란 및 흡수량이 증가되어, A값이 높아지는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 고성능 EMI/RFI 차폐용 수지 복합재는 (A) 열가소성 고분자 수지; (B) 다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러; 및 (C) 저융점 금속을 포함한다. 상기 열가소성 고분자 수지의 함량은 30 내지 85 부피%가 바람 직하고, 상기 다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러의 함량은 5 내지 69 부피%가 바람직하고, 상기 저융점 금속의 함량은 1 내지 10 부피%가 바람직하다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 수지 복합재는 상기 성분들을 혼합하여 제조하는 프로세스 공정으로 제조되며, 상기 열가소성 고분자 수지가 매트릭스를 이루고, 이 매트릭스 내에 상기 전기전도성 필러 및 저융점 금속이 분산되어 네트워크를 형성하는 구성을 갖는다.
이하 본 발명의 각 구성 성분에 대하여 자세하게 설명하도록 한다.
(A) 열가소성 고분자 수지
본 발명에서 사용된 열가소성 고분자 수지는 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; 이들의 블렌드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 복합재에서 열가소성 고분자 수지의 함량은 30 내지 85 부피%가 바람직하며, 50 내지 80 부피%가 더욱 바람직하다. 열가소성 고분자 수지의 함량이 상기 범위에 포함되면, 전자기파 차폐효과 및 가공성의 장점이 있어 바람직 하다.
(B) 전기전도성 필러
본 발명에서 사용한 전기전도성 필러는 열가소성 고분자 수지 매트릭스 내에 분산되어 형성된 네트워크에 대한 임피던스를 최소화시킬 수 있으며, 복합재를 제조하는 프로세스 전 또는 제조한 후에, 다면체 형태로 존재하여 전자기파(또는 라디오파)를 효과적으로 산란시킬 수 있는 역할을 한다.
상기 전기전도성 필러는 다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 것으로서, 그 형상은 침상, 판상 또는 구상일 수 있다. 이에 대하여 좀더 자세하게 설명하면,
침상의 전기전도성 필러는 내부 자체가 극다면(極多面)인 침상일 수 있고,
판상의 전기전도성 필러는 내부 자체가 극다면인 판상일 수 있고,
구상의 전기전도성 필러는 내부 자체가 극다면인 구상일 수 있다.
상기 침상의 전기전도성 필러는 전해법으로 만든 모수석 모양의(Dendritic) 금속 필러 또는 열처리법으로 만든 다공성의 금속 필러를 프레스/절삭하여 전체적으로는 침상으로 만든 금속 필러 또는 금속 덩어리를 깎는 연삭법으로 제조된 것이고,
상기 판상의 전기전도성 필러는 전해법으로 만든 모수석 모양의 금속 필러 또는 열처리법으로 만든 다공성의 금속 필러를 프레스하여 제조된 것이고,
상기 구상의 전기전도성 필러는 융용분사법으로 제조된 것이다.
또한 본 발명에서 사용하는 전기전도성 필러는 복합재를 제조하는 공정, 즉 복합재를 구성하는 성분을 혼합하는 프로세스 공정 시 가해지는 전단 응력에 마모 및 분쇄될 수 있어 극다면체를 형성하는 것도 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 금속 필러로는 전단 강도(Shear Strength)가 300MPa 이하, 보다 바람직하게는 10MPa 내지 300MPa, 더욱 바람직하게는 10MPa 내지 100MPa인 것을 사용하는 것이 프로세스 공정시 마모/분쇄가 가능하므로 적절하게 사용될 수 있다. 이때, 금속 필러로 하나 이상의 금속을 사용하는 경우, 각각의 금속의 전단 강도가 상기 범위에 포함되면 된다. 상기 금속 필러의 전단강도가 최소 10MPa 이상인 경우에는, 프로세스 공정시 금속 필러가 붕괴되는 현상을 방지할 수 있어 본 발명의 목적을 부합하는 효과를 구현할 수 있어 적절하다.
이와 같이 자체가 다면체로 형성되어 있거나, 복합재 프로세스 공정시 다면체로 형성가능한 본 발명의 전기전도성 필러는 알루미늄, 구리, 마그네슘, 철, 니켈, 몰리브덴, 아연, 은, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속으로 제조된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 복합재에서 전기전도성 필러의 함량은 5 내지 69 부피%가 바람직하며, 20 내지 40 부피%가 더욱 바람직하다. 전기전도성 필러의 함량이 상기 범위 내에 포함되면, 전자기파 차폐효과가 우수하고, 일반적인 사출성형 등을 이용하여 복합재를 용이하게 제조할 수 있어, 복합제 제조 프로세스가 용이한 장점이 있어 바람직하다.
(C) 저융점 금속
본 발명에서 사용된 저융점 금속은 열가소성 고분자 수지와 전기전도성 필러로 인해 형성된 네트워크를 극대화하여 임피던스를 더욱 낮춰 줄 수 있는 역할을 한다. 즉 본 발명에서 사용된 저융점 금속은 전기전도성 필러에 대한 보조제의 역할을 하는 것으로서, 전기전도성 필러를 사용하지 않고, 저융점 금속만 사용하는 경우 열가소성 고분자 수지 내에 뭉쳐 존재함에 따라 차폐 효과가 없고, 또한 전기전도성도 저하되어 바람직하지 않다.
상기 저융점 금속은 두 종 이상의 금속 원소로 구성된 고용체(Solid solution)로서, 주석, 창연(蒼鉛, bismuth) 납 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 주성분으로 포함하고, 구리, 알루미늄, 니켈, 은, 게르마늄, 인듐, 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 부성분으로 포함한다. 상기 주성분으로는 주석을 포함하는 것이 환경 친화적인 면에서 좋다.
상기 저융점 금속은 열가소성 고분자 수지의 복합재 프로세스 공정 온도보다 낮은 고상선 온도(Solidus temp.: 응고가 종료되는 온도)를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 열가소성 고분자 수지의 프로세스 공정 온도보다 저융점 금속의 고상선 온도가 20℃ 이상 낮은 것이 복합재 제조 공정에서 좋고, 복합재 사용 환경보다 100℃ 이상 높은 것이 좋다.
이를 보다 자세히 설명하면, 수지 복합재 제조시 저융점금속이 수지 내에서 네트워크되기 위해, 분산에 영향을 주는 저융점금속의 고상선 및 액상선 온도가 다음과 같이 즉, 액상선온도 > 수지의 융점 > 고상선 온도로 놓이는 것을 특징으로 하는 저융점금속을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 고상선 온도는 주성분 및 부성분의 원소 함량을 조절하여 조절할 수 있으며, 이러한 원소 함량 조절에 따라 액상선 온도(Liquidus temp.: 응고가 시작되는 온도) 및 기계적 강도 등의 물성도 조절할 수 있다.
바람직하게는, 예를 들어, 알루미늄을 전기전도성 필러로 사용하는 경우, 고용체의 성분에 알루미늄을 포함하는 것이 좋으며 마찬가지로, 구리를 전기전도성 필러로 사용하는 경우, 고용체의 성분에 구리를 포함하는 것이 좋다.
상기 주성분 및 부성분의 원소 함량을 조절하여 저융점 금속의 고상선 온도를 조절하는 방법의 하나로는 다른 금속과 고용체를 형성하는 것을 들 수 있다. 이 방법의 일 예로는 주석/구리(97/3 중량비)의 고상선 온도는 227℃이나, 주석/구리/은(92/6/2 중량비) 고상선 온도는 217℃로 고상성 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 수지 복합재에서 저융점 금속의 함량은 1 내지 10 부피%가 바람직하며, 2 내지 5 부피%가 보다 바람직하다. 저융점 금속의 함량이 상기 범위내에 포함되면, 전기전도성 필러를 네트워크시켜 주는 장점이 있어 바람직하다.
(D) 유리 섬유 충진제
유리 섬유 충진제는 강도를 향상시키는 목적으로 사용되는 것으로서, 본 발명의 수지 복합재에 대하여 보다 향상된 강도가 요구되는 경우이면 수지 복합재에 유리 섬유 충진제를 더욱 첨가시킬 수도 있다.
구체적으로 상기 유리 섬유 충진재는 8 내지 13μm의 직경 및 2 내지 5mm의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 상기와 같은 직경/길이비를 가질 때 보강효과와 프로세스 면에서 바람직하다.
유리 섬유 충진제의 함량은 수지 복합재 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하가 바람직하며, 2 내지 50 중량부가 더욱 바람직하며, 2 내지 30 중량부가 가장 바람직하다. 유리 섬유 충진제의 함량이 상기 범위 내에 포함되면 강도를 적절하게 향상시킬 수 있어 바람직하다.
(E) 기타 첨가제
본 발명의 수지 복합재는 본 발명의 목적을 벗어나지 않은 범위 내에서, 선택적으로 필요에 따라 공지의 각종 첨가제, 예를 들면, 산화방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 활제, 또는 염료 및/또는 안료 등의 기타 첨가제를 더욱 포함할 수도 있다. 이들 첨가제들은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 그 사용량이나 사용법이 공지되어 있는데, 상기 기타 첨가제는 수지 복합재 100 중량부에 대하여 0 내지 60 중량부가 바람직하며, 1 내지 30 중량부가 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예는 수지 복합재를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것이다. 본 발명의 성형품은 EMI/RFI 차폐가 요구되는 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 특히 우수한 EMI/RFI 차폐가 요구되는 TV, PDP와 같은 디스플레이 장치, 컴퓨터, 휴대폰 및 사무자동화 기기와 같은 전기전자 제품 등의 다양한 성형품 제조에 유용하게 적용될 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 고분자 수지
열가소성 고분자 수지로는 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide: PPS)를 사용하였다. 상기 PPS 수지로는 Chevron Phillips Chemical사의 Ryton PR-35을 사용하였으며, 315.5℃, 질소 분위기에서 측정된 영점도(Zero viscosity)는 1000[P] 이었다.
(B) 다면체(또는 다면체를 형성할 수 있는) 전기전도성 필러
다면체(또는 다면체를 형성할 수 있는) 전기전도성 필러는 연삭법으로 만든 직경 40μm, 길이 2.5 내지 3mm의 침상의 구리, 침상의 알루미늄과 함께 평균 두께 350nm의 판상의 알루미늄 그리고 평균 두께 500nm의 판상의 구리를 사용하였다. 사용된 알루미늄의 전단강도(Shear strength)는 30MPa이었으며 구리의 전단강도는 42MPa 이었다.
(C) 저융점 금속
저융점 금속으로는 주석을 주성분으로 한 주석/알루미늄 저융점 금속과 주석/구리 저융점 금속을 사용하였다. 주석/알루미늄의 경우 주석의 혼합 비율은 99.7 중량%, 알루미늄의 혼합비율은 0.3 중량%이고, 고상선 온도가 228℃인 주석/알루미늄 고용체를 사용하였고 주석/구리의 경우 주석의 혼합비율은 96 중량%, 구리의 혼합비율은 4 중량%이고, 고상선 온도가 227℃인 주석/구리 고용체를 사용하였다.
(D) 유리섬유 충진제
유리섬유 충진제는 직경 13μm, 길이 3mm이고 상기 열가소성 수지로 사용된 PPS와 계면접착력이 좋도록 실란계로 표면 코팅이 되어있는 유리섬유(Nippon Electric Glass사의 ECS 03 T-717PL)를 사용하였다 .
상기에서 언급된 구성성분들을 이용하여 표 1의 실시예 1 내지 5 및 비교예 1과, 표 2의 비교예 2에 나타낸 조성으로 혼합하는 프로세스 공정으로 복합재를 제조한 후, 통상의 이축압출기와 사출기를 이용하여 펠렛을 제조하였다. 하기 표 1에서, 유리섬유 충진재의 사용량을 중량부로 환산하면, 복합재 전체 100 중량부에 대하여 6.4 중량부이다.
또한 하기 표 2에 나타낸 것과 같이, 비교예 3은 PPS를 판상으로 사출 후 통상적인 도금 공정인 탈지, 에칭, 중화, 활성화, 증착, 활성화, 도금 공정을 거쳐 판상의 시편 표면에 Cu 및 Ni을 양면 도금하여 시편을 준비하였다.
상기 실시예 3에 따라 제조된 복합재 내에서, 전기전도성 필러가 존재하는 상태를 도 1 내지 도 3에 각각 나타내었다. 도 1은 다면 형상의 알루미늄을 저융점 금속이 서로 연결시켜주고 있는(네트워크 하고 있는)상태를 나타낸 광학현미경 사진이고, 도 2는 다면을 형성하는 침상의 알루미늄이 존재하는 상태를 나타낸 광학현미경 사진이고, 도 3은 다면 형상의 판상의 알루미늄이 존재하는 상태를 나타낸 광학현미경 사진이다.
또한, 제조된 펠렛으로 통상적인 사출기를 이용 사출하여 2.1T 두께의 시편을 제조하여 전자기파 차폐효율을 ASTM D4935 방법으로 측정하고 그 결과를 하기 표 1 및 2에 각각 나타내었다.
(부피%) 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1
PPS 60 60 60 60 60 60
침상의 알루미늄 38 - 29 - 26 -
침상의 구리 - 38 - 29 - 40
판상의 알루미늄 - - 9 - 7 -
판상의 구리 - - - 9 - -
　Sn/Al 저융점금속 2 - 2 - 2 -
　Sn/Cu 저융점금속 - 2 - 2 - -
유리섬유 충진제 - - - - 5 -
차폐 효과 (Shielding effectiveness range )[dB] at 2.1T 49.6-92.2 54.7-92.1 48.8-108.3 51.5-106.1 42.3-110.2 55.5-91.8
평균 차폐 효과 [dB] at 2.1T 70.6 68.3 83.0 80.3 85.7 62.8
부피% 비교예
2 3
PPS 60 PPS 표면 Cu/Ni 양면 도금
카본 화이버1) 40
차폐 효과[dB] at 2.1T 11.0-24.7 45.0-98.7
평균 차폐 효과 　
[dB] at 2.1T		 19.5 74.0
1) : 직경 11μm, 길이 6mm의 피치계열 카본 화이버
상기 표 1 및 2에서 차폐 효과는 평균 차폐 효과 결과가 높은 것이 우수한 것이다. 상기 표 1 및 2에 나타낸 것과 같이, 같은 두께의 시편에서 실시예 1 내지 5의 수지 복합재가 비교예 1 내지 2에 비하여 우수한 전자기파 차폐효과를 보임을 확인할 수 있었다. 특히, 전기전도성 필러만 포함하는 비교예 1의 경우, 차폐 효과가 실시예 1 내지 5에 비하여 저하된 결과가 나타났으며, 이 결과로부터 전기전도성 필러와 저융점 금속을 함께 사용하여야 향상된 전자기파 차폐 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
특히 실시예 5의 결과로부터, 유리 섬유 충진제를 물성 보강을 위해 첨가하였음에도, 유리 섬유 첨가에 의한 기본 수지의 점도 증가로, 저융점 금속의 용융 인장/분산이 더욱 촉진되어 필러간 네트워크 기능을 더욱 활성화함과 동시에 이 점도 증가는 금속 필러가 받는 전단응력을 높게하여 더 많은 연마/분쇄 작용으로 인해, 전자파 차폐 증가 효과 또한 얻어짐을 확인할 수 있었다.
또한 비교예 3의 경우 전자기파 차폐효과는 실시예 1 및 2에 비하여 다소 우수하나, 제조 공정이 탈지, 에칭, 중화, 활성화, 증착, 활성화, 도금 공정으로 매우 복잡함에 따라 대량 생산에 적용하기 어려운 문제가 있다.
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.
도 1은 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 복합재 내에 알루미늄 전기전도성 필러 및 저융점 금속이 존재하는 상태를 나타낸 SEM 사진.
도 2는 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 복합재 내에 침상의 알루미늄 전기전도성 필러가 존재하는 상태를 나타낸 SEM 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 5에 따라 제조된 복합재 내에 판상의 알루미늄 전기전도성 필러가 존재하는 상태를 나타낸 SEM 사진.

Claims (13)

  1. 열가소성 고분자 수지;
    다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러; 및
    저융점 금속을 포함하고,
    상기 열가소성 고분자 수지의 함량은 30 내지 60 부피%이고,
    다면체이거나 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러의 함량은 20 내지 69 부피%이고,
    상기 저융점 금속의 함량은 1 내지 10 부피%이고,
    상기 수지 복합재 100 중량부에 대하여, 유리 섬유 충진제를 50 중량부 이하의 양으로 더 포함하는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자 수지는 폴리아마이드, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아마이드 이미드, 폴리에테르 술폰, 액정고분자, 폴리에테르키톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 아크릴로나이트릴부타디엔스티렌, 폴리스티렌, 신디오텍틱 폴리스티렌, 및 이들의 블랜드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다면체 또는 다면체를 형성할 수 있는 전기전도성 필러는 내부 자체가 극다면(極多面)이며, 침상인 전도성 필러, 내부 자체가 극다면이며, 판상인 전도성 필러 및 내부 자체가 극다면이며, 구상인 전도성 필러, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부 자체가 극다면이며, 침상인 전도성 필러는 전해법으로 만든 모수석모양의(Dendritic) 금속 필러 또는 열처리법으로 만든 다공성의 금속 필러를 프레스/절삭하여 전체적으로 침상으로 만든 금속 필러 또는 금속덩어리를 깍는 연삭법으로 만든 침상의 금속필러이고,
    상기 내부 자체가 극다면이며, 판상인 전도성 필러는 전해법으로 만든 모수석모양의(Dendritic) 금속 필러 또는 열처리법으로 만든 다공성의 금속 필러를 프레스하여 전체적으로 판상으로 만든 금속 필러 또는 분쇄법으로 만든 판상의 금속필러이고,
    상기 내부 자체가 극다면이며, 구상인 전도성 필러는 용융분사법으로 만든 구상의 금속필러인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 필러는 복합재 프로세스시 가해지는 전단응력에 마모/분쇄될 수 있어 극다면체를 형성하는 금속 전도성 필러인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전기전도성 필러는 전단 강도(Strength)가 300MPa 이하인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 필러는 알루미늄, 구리, 마그네슘, 철, 니켈, 몰리브덴, 아연, 은, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 두 종 이상의 금속 원소로 구성된 고용체(Solid solution)인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 주석, 창연, 납 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 주성분과, 구리, 알루미늄, 니켈, 은, 게르마늄, 인듐, 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 부성분을 포함하는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 상기 수지 복합재의 융점보다 낮은 고상선 온도(Solidus temp.)를 갖는 것인 전자기파 간섭/무선 주파 간섭 차폐용 수지 복합재.
  13. 제1항 또는 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항의 복합재를 이용하여 제조된 성형품.
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