KR101397687B1 - High modulus composite for emi shielding - Google Patents
High modulus composite for emi shielding Download PDFInfo
- Publication number
- KR101397687B1 KR101397687B1 KR1020100129508A KR20100129508A KR101397687B1 KR 101397687 B1 KR101397687 B1 KR 101397687B1 KR 1020100129508 A KR1020100129508 A KR 1020100129508A KR 20100129508 A KR20100129508 A KR 20100129508A KR 101397687 B1 KR101397687 B1 KR 101397687B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composite material
- metal
- electromagnetic wave
- resin
- wave shielding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
- H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재는 (A) 열가소성 수지; 및 (B) 길이가 8 내지 20 mm 인 카본섬유를 포함하는 복합재로서, 상기 카본섬유(B)는 전체 복합재중 45 내지 65 중량% 로 함유하며, 상기 열가소성 수지(A)에서 네트워크 형상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 한다. The high rigidity electromagnetic wave shielding composite of the present invention comprises (A) a thermoplastic resin; And (B) a carbon fiber having a length of 8 to 20 mm, wherein the carbon fibers (B) are contained in an amount of 45 to 65% by weight of the total composite material and dispersed in a network form in the thermoplastic resin (A) .
Description
본 발명은 고강성 전자파 차폐 복합재에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 기계적 강도와 EMI 차폐성이 우수하여 기존 마그네슘 소재를 대체하여 생산단가를 낮출 수 있고, 가공성이 우수한 고강성 전자파 차폐 복합재에 관한 것이다.
The present invention relates to a high rigidity electromagnetic wave shielding composite material. More particularly, the present invention relates to a high-strength electromagnetic shielding composite material which is excellent in mechanical strength and EMI shielding property and which can reduce the production cost by replacing the existing magnesium material and has excellent processability.
전자파는 정전기 방전에 의하여 발생하는 노이즈(Noise)현상으로, 주변의 부품 또는 기기에 노이즈와 오작동을 일으킬 뿐만 아니라 인체에도 해로운 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 최근에는 고효율, 고소비전력, 고집적화되는 전기/전자 제품을 통해 전자파 발생 가능성이 급격히 증가하고 있으며, 선진 각국은 물론 국내에서도 전자파의 규제가 강화되고 있다. Electromagnetic waves are known to cause noise and malfunctions in nearby parts or devices, and also have harmful effects on the human body due to noise caused by electrostatic discharge. In recent years, the possibility of generating electromagnetic waves has been rapidly increasing due to high efficiency, high power consumption, and highly integrated electric / electronic products. Regulation of electromagnetic waves has been strengthened not only in advanced countries but also in Korea.
종래 전자파를 차폐하기 위한 방법으로 금속재를 이용하는 방법이 있다. 예컨대, 휴대폰, 노트북, PDA, 기타 mobile item 과 같은 휴대용 디스플레이 제품에 사용되는 IT용 브라켓(Bracket)의 경우 LCD를 보호하고 전자파를 차폐하며, Frame 역할을 하기 때문에, 높은 강성과 EMI 차폐성이 요구된다. 근래에는 브라켓, 프레임 등의 소재로 마그네슘, 알루미늄, Stainless steel 등과 같은 금속이 주로 사용되고 있다. 그런데, 이러한 금속재의 경우 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있지만, Die-casting 하는 방식으로 생산되어 생산단가가 높고 불량률이 높은 단점이 있다. Conventionally, there is a method of using a metallic material as a method for shielding electromagnetic waves. For example, IT brackets used in portable display products such as mobile phones, notebooks, PDAs and other mobile items require high rigidity and EMI shielding because they protect LCDs, shield electromagnetic waves, and serve as frames . In recent years, metals such as magnesium, aluminum, and stainless steel have been mainly used as materials for brackets and frames. However, such a metal material has an advantage that it can effectively block electromagnetic waves, but it is produced by a die-casting method and has a high production cost and a high defect rate.
이에 따라, 상기 금속 소재들에 비해, 성형이 용이하고, 성형 정밀도가 우수하며, 경제성이나 생산성이 우수한 열가소성 플라스틱을 대체하는 방법이 제기되고 있다. Accordingly, a method of replacing the thermoplastic resin that is easy to mold, has excellent molding accuracy, and is excellent in economy and productivity compared to the metal materials has been proposed.
현재 개발된 금속 대체수지의 모듈러스는 FM 20GPa 이하, 전자파 차폐효과는 30dB(@1GHz) 정도로, 금속에 비해 강성이나 EMI 차폐성이 현저히 떨어지는 단점이 있다. 모듈러스를 높이기 위해 fiber함량을 높이는 방법이 제기되었으나, fiber함량이 고함량의 경우 충격강도가 낮을 뿐만 아니라, 유동성이 낮고, 가공이 어려워 실질적인 적용에 어려움이 있고, 표면저항이 높아 전자기기의 소재로 사용하기에도 전도도가 지나치게 낮은 문제가 있다. The modulus of currently developed metal substitute resin is below FM 20GPa and electromagnetic wave shielding effect is about 30dB (@ 1GHz), which has a disadvantage that rigidity and EMI shielding are remarkably lower than metal. A method of raising the fiber content to raise the modulus has been proposed. However, when the fiber content is high, the impact strength is low, the fluidity is low, and it is difficult to apply because of difficulty in practical application. There is a problem that the conductivity is too low to use.
또한 저유동 base 에서는 high filler loading이 어렵다. 근래에는 카본계 섬유를 50% 이상 사용하여 고 모듈러스 및 30dB이상의 전자파 차폐효과를 갖는 제품이 개발되고 있지만 금속을 대체하기에는 부족하며, 가공에 어려움이 있다. 더욱이 이러한 소재를 전자기기의 소재로 사용하기에는 전도도가 낮아 문제점이 있다. 예를 들면, 일반 휴대폰 브라켓(Bracket) 사용시 접지성능 저하 및 안테나 성능 저하와 같은 문제가 발생되고 있다. In addition, high filler loading is difficult in low flow bases. In recent years, products having a high modulus and an electromagnetic shielding effect of 30 dB or more have been developed using carbon fibers of 50% or more, but they are insufficient to replace metals and have difficulty in processing. Furthermore, there is a problem in that the conductivity is low to use such a material as a material of an electronic device. For example, when a general mobile phone bracket is used, problems such as lowered grounding performance and antenna performance deteriorate.
일반 고강성 수지에서는 이를 해결하기 위해 전도성 도금을 하여 표면저항을 낮추고 있지만, 도금공정과 후속공정 등으로 인해 가격상승을 초래하고 있고 장기간 사용시 표면이 벗겨지는 단점이 있다. In general high-stiffness resins, the surface resistance is lowered by conducting conductive plating in order to solve this problem. However, the cost is increased due to the plating process and the subsequent process, and the surface is peeled off during long-term use.
따라서, 우수한 유동성과 충격강도 및 강성을 가지며, 전도성과 차폐성능이 탁월하여 기존 마그네슘 소재를 대체할 수 있는 새로운 소재의 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, it is necessary to develop new materials that can replace existing magnesium materials with excellent fluidity, impact strength and rigidity, excellent conductivity and shielding performance.
본 발명의 목적은 기계적 강도가 우수한 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high rigidity electromagnetic wave shielding composite excellent in mechanical strength.
본 발명의 다른 목적은 전도성이 뛰어나고 표면저항이 낮아 EMI 차폐에 적합한 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a highly rigid electromagnetic shielding composite suitable for EMI shielding because of its excellent conductivity and low surface resistance.
본 발명의 또 다른 목적은 유동성과 성형성이 우수한 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite excellent in fluidity and moldability.
본 발명의 또 다른 목적은 후가공이 불필요하고 경제성 및 생산성이 뛰어난 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite which is free of post-processing and excellent in economy and productivity.
본 발명의 또 다른 목적은 치수안정성이 우수한 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a high rigidity electromagnetic wave shielding composite excellent in dimensional stability.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 마그네슘 소재를 대체할 수 있는 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high-strength electromagnetic wave shielding composite which can replace the existing magnesium material.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 하나의 관점은 고강성 전자파 차폐 복합재에 관한 것이다. 상기 복합재는 (A) 열가소성 수지; 및 (B) 길이가 8 내지 20 mm 인 카본섬유를 포함하며, 상기 카본섬유(B)는 전체 복합재중 45 내지 65 중량% 로 함유한다. One aspect of the present invention relates to a high rigidity electromagnetic wave shielding composite. The composite material comprises (A) a thermoplastic resin; And (B) carbon fibers having a length of 8 to 20 mm, wherein the carbon fibers (B) contain 45 to 65% by weight of the entire composite material.
구체예에서 상기 열가소성 수지(A)는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리설파이드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리올레핀계 수지, 방향족 비닐계 수지 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 열가소성 수지(A)는 결정성 열가소성 수지일 수 있다. In the specific example, the thermoplastic resin (A) may be at least one selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polyacetal resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylate resin, a polyvinyl chloride resin, Polysulfide resins, polyimide resins, polysulfone resins, polyolefin resins, aromatic vinyl resins, and the like, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, the thermoplastic resin (A) may be a crystalline thermoplastic resin.
한 구체예에서 상기 복합재는 금속코팅된 흑연을 더 포함할 수 있다. 상기 금속코팅된 흑연은 입자, 섬유, 플레이크, 무정형 또는 이들의 조합된 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the composite material may further comprise metal coated graphite. The metal coated graphite may have particles, fibers, flakes, amorphous or a combination thereof.
상기 금속코팅된 흑연은 평균 입경이 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 구체예에서 상기 금속으로는 알루미늄, 스테인레스, 철, 크롬, 니켈, 블랙니켈, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 주석, 코발트 등이 사용될 수 있으며, 이들의 2종 이상 합금도 적용될 수 있다. The metal-coated graphite may have an average particle diameter of 10 to 200 mu m. In an embodiment, the metal may be aluminum, stainless steel, iron, chromium, nickel, black nickel, copper, silver, gold, platinum, palladium, tin, cobalt or the like.
상기 금속코팅된 흑연은 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부로 포함될 수 있다. The metal-coated graphite may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B).
다른 구체예에서는 상기 복합재는 탄소나노튜브를 더 포함할 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 범위로 포함될 수 있다. In another embodiment, the composite material may further comprise carbon nanotubes. The carbon nanotubes may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B).
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 금속코팅된 흑연과 탄소나노튜브를 모두 포함할 수 있다. 구체예에서 상기 복합재는 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 금속코팅된 흑연 0.1 내지 3 중량부 및 탄소나노튜브 0.05 내지 5 중량부의 범위로 포함될 수 있다. In another embodiment, the composite material may include both metal coated graphite and carbon nanotubes. In an embodiment, the composite may include 0.1 to 3 parts by weight of graphite and 0.05 to 5 parts by weight of carbon nanotubes per 100 parts by weight of (A) + (B).
구체예에서 상기 복합재는 금속 필러를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 필러는 금속분, 금속비드, 금속 섬유, 금속 플레이크, 금속 코팅된 입자 및 금속 코팅된 섬유로 이루어진 군에서 1종 이상 포함할 수 있다. In an embodiment, the composite material may further comprise a metal filler. The metal filler may include at least one member selected from the group consisting of metal powder, metal beads, metal fibers, metal flakes, metal coated particles and metal coated fibers.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 금속코팅된 흑연, 탄소나노튜브 및 금속 필러를 모두 포함할 수 있다. In another embodiment, the composite material may include both metal coated graphite, carbon nanotubes, and metal fillers.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 금속코팅된 흑연 0.1 내지 3 중량부, 탄소나노튜브 0.1 내지 5 중량부 및 금속 필러 1 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. In another embodiment, the composite material may include 0.1 to 3 parts by weight of graphite coated with metal, 0.1 to 5 parts by weight of carbon nanotubes and 1 to 20 parts by weight of metal filler per 100 parts by weight of (A) + (B) .
상기 복합재는 난연제, 가소제, 커플링제, 열안정제, 광안정제, 탄소필러, 무기필러, 이형제, 분산제, 적하방지제 및 내후안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. The composite material may further include additives such as a flame retardant, a plasticizer, a coupling agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, a carbon filler, an inorganic filler, a releasing agent, a dispersant, a dripping inhibitor and a weathering stabilizer. These may be used alone or in combination of two or more.
한 구체예에서, 상기 복합재는 성형시 길이가 0.5 내지 6mm인 카본섬유를 포함한다. 상기 길이가 0.5 내지 6mm인 카본섬유는 성형품내 전체 카본섬유중 80 중량% 이상일 수 있다. In one embodiment, the composite material comprises carbon fibers having a length of 0.5 to 6 mm. The carbon fibers having the length of 0.5 to 6 mm may be 80% or more by weight of the whole carbon fibers in the molded product.
다른 구체예에서, 상기 복합재는 성형품에 대하여 550℃에서 1시간 후 잔류 섬유길이의 평균값이 2mm 이상일 수 있다. In another embodiment, the composite may have an average value of residual fiber length of at least 2 mm after 1 hour at 550 캜 for the molded article.
하나의 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 37 GPa 이상이며, ASTM D256에 의한 3.2 mm 두께에서 Izod 충격강도가 35 kgfcm/cm 이상이고, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 40 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 5.0 Ω·cm 이하이며, 성형품에 대하여 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 2.0 mm 이상 일 수 있다. In one embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D790, an Izod impact strength of at least 35 kgfcm / cm at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D256, an EMI at a thickness of 1 GHz, The surface resistance by the 4-point probe method is 5.0 Ω · cm or less for a specimen having a thickness of 1 t, the residual fiber length measured after 550 ° C./1 hour for a molded article is 2.0 mm Or more.
다른 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 37 GPa 이상이며, 300 ℃에서 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 200 mm 이상이며, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 44 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 4.2 Ω·cm 이하이며, 성형품에 대하여 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 2.5 mm 이상일 수 있다. In another embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length of at least 200 mm at 300 < 0 > C, an EMI D257 specification at 1 GHz, The shielding effect is 44 dB or more, the surface resistance by the 4-point probe method is 4.2 Ω · cm or less for a specimen having a thickness of 1 t, and the residual fiber length measured after 550 ° C./1 hr for a molded article may be 2.5 mm or more.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 40 GPa 이상이며, 300 ℃에서 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 250 mm 이상이고, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 45 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 1.0 Ω·cm 이하이며, 성형품에 대하여 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 3.0 mm 이상일 수 있다. In another embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 40 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length of at least 250 mm at 300 < 0 > C, an EMI D257 specification at 1 GHz, , The surface resistance by a 4-point probe method is 1.0 Ω · cm or less for a specimen of 1 t thickness, and the residual fiber length measured after 550 ° C./1 hr for a molded article is 3.0 mm or more .
본 발명의 다른 관점은 고강성 전자파 차폐 복합재의 제조방법에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite.
한 구체예에서 상기 방법은 (A) 열가소성 수지를 압출기에 투입하여 용융시키고; 상기 용융물에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 펠렛화하고; 그리고 상기 펠렛을 성형하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In one embodiment, the method comprises: (A) feeding a thermoplastic resin into an extruder to melt; (B) carbon fiber is passed through the melt to impregnate it, followed by cutting to form a pellet; And molding the pellet.
다른 구체예에서 상기 방법은 (A) 열가소성 수지와 (C) 탄소나노튜브, 금속코팅된 흑연, 금속필러 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함하는 첨가제를 압출기에 투입하고 1차 펠렛화하여 복합수지 펠렛을 제조하고; 상기 복합수지 펠렛을 용융시키고; 상기 복합수지 펠렛에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 2차 펠렛화하고; 그리고 상기 카본 섬유가 함침된 2차 펠렛을 성형하는; 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
In another embodiment, the method comprises the steps of (A) feeding a thermoplastic resin and (C) carbon nanotubes, metal-coated graphite, metal filler or a mixture of two or more thereof into an extruder and primary pelletizing, Pellets are prepared; Melting the composite resin pellets; (B) carbon fiber is passed through the composite resin pellet to impregnate the composite pellet, followed by cutting to form secondary pellets; And molding the secondary pellet impregnated with the carbon fibers; Step < / RTI >
본 발명은 기계적 강도 및 전도성이 뛰어나고 표면저항이 낮아 EMI 차폐에 적합하며, 유동성과 성형성이 우수하고, 후가공이 불필요하고 경제성 및 생산성이 뛰어나며, 치수안정성이 우수하고, 기존 마그네슘 소재를 대체할 수 있는 고강성 전자파 차폐 복합재를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
Disclosed is a resin composition which is excellent in mechanical strength and conductivity, low in surface resistance, suitable for EMI shielding, excellent in fluidity and moldability, excellent in economical efficiency and productivity, no post processing is required, excellent in dimensional stability, The present invention has the effect of providing a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite material.
제1도는 열가소성 수지에 촙트(chopped) 카본 섬유가 분산된 종래의 복합재에 대한 개략적인 모식도이다.
제2도는 본 발명의 한 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다.
제3도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다.
제4도는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다.
제5도는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다. FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional composite material in which chopped carbon fibers are dispersed in a thermoplastic resin.
FIG. 2 is a schematic diagram showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram in which carbon fibers are dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재는 (A) 열가소성 수지; 및 (B) 길이가 8 내지 20 mm 인 긴 카본섬유를 포함하여 이루어진다. The high rigidity electromagnetic wave shielding composite of the present invention comprises (A) a thermoplastic resin; And (B) long carbon fibers having a length of 8 to 20 mm.
도 1은 열가소성 수지에 촙트(chopped) 카본 섬유가 분산된 종래의 복합재이다. 통상 적용되고 있는 촙트(chopped) 카본 섬유는 길이가 3 mm 이하로서, 이와 같이 촙트(chopped) 카본 섬유를 45 % 이상 함유할 경우, 강성 및 충격강도가 저하될 수 있을 뿐만 아니라, 차폐성능도 떨어진다. 본 발명에서는 종래의 촙트(chopped) 카본 섬유를 적용하는 것이 아니라, 길이가 8 내지 20 mm 인 긴 카본섬유를 적용하는 것을 특징으로 한다. 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품에는 (A)열가소성 수지(10)에서 (B)카본섬유(20)가 네트워크 형상으로 분산되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재에는 길이가 긴 카본섬유(20)을 고 함량으로 적용하므로 섬유와 섬유간 서로 접하여 형성되는 접촉점(20a)이 다수 형성되며, 이에 따라 낮은 표면저항과 우수한 전자파 차폐성을 얻을 수 있는 것이다. 1 is a conventional composite material in which chopped carbon fibers are dispersed in a thermoplastic resin. Normally applied chopped carbon fibers are 3 mm or less in length. When such chopped carbon fibers contain 45% or more of such chopped carbon fibers, not only stiffness and impact strength may be lowered but also shielding performance is lowered . The present invention is characterized in that long carbon fibers having a length of 8 to 20 mm are applied instead of conventional chopped carbon fibers. 2 is a schematic diagram schematically showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to one embodiment of the present invention. As shown in Fig. 2, the molded article molded from the high-rigidity electromagnetic wave shielding composite of the present invention is characterized in that (A) the
이하, 상기 각 성분에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, each of the above components will be described in detail.
(A) 열가소성 수지(A) a thermoplastic resin
본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 수지는 특별한 제한이 없다. 예컨대, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리비닐클로라이드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리설파이드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리올레핀계 수지, 방향족 비닐계 수지 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 사용될 수 있다. The thermoplastic resin that can be used in the present invention is not particularly limited. Examples of the resin include polyamide resins, polyester resins, polyacetal resins, polycarbonate resins, poly (meth) acrylate resins, polyvinyl chloride resins, polyether resins, polysulfide resins, polyimide resins A resin, a polysulfone resin, a polyolefin resin, an aromatic vinyl resin, and the like may be used, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
바람직하게는 상기 열가소성 수지는 결정성 열가소성 수지이며, 더욱 바람직하게는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지이다. Preferably, the thermoplastic resin is a crystalline thermoplastic resin, more preferably a polyamide-based resin or a polyester-based resin.
상기 폴리아미드계 수지로는 지방족 폴리아미드 수지, 주쇄에 방향족기를 포함하는 방향족 폴리아미드 수지, 또는 이들의 공중합체나 혼합물 모두 사용될 수 있다. 구체예에서는 NYLON 6, NYLON 66, NYLON 46, NYLON 610, NYLON 612, NYLON 66/6, NYLON 6/6T, NYLON 66/6I, NYLON 6T, NYLON 9T, NYLON 10T, NYLON MXD6, NYLON 6I/6T 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이중 주쇄에 방향족기를 함유하는 방향족 폴리아미드 수지가 바람직하게 사용될 수 있다. 이와 같이 주쇄에 방향족기를 함유할 경우 보다 높은 강성(rigidity)과 강도(strength)를 부여할 수 있다. As the polyamide-based resin, an aliphatic polyamide resin, an aromatic polyamide resin containing an aromatic group in the main chain, or a copolymer or a mixture thereof may be used. In a specific example, NYLON 6, NYLON 66, NYLON 46, NYLON 610, NYLON 612, NYLON 66/6, NYLON 6/6 T, NYLON 66/6 I, NYLON 6T, NYLON 9T, NYLON 10T, NYLON MXD 6, NYLON 6I / May be used, but are not necessarily limited thereto. An aromatic polyamide resin containing an aromatic group in its double main chain can be preferably used. When the aromatic group is contained in the main chain in this manner, higher rigidity and strength can be imparted.
한 구체예에서는 상기 폴리아미드 수지는 유리전이온도(Tg)가 60 내지 120 ℃, 바람직하게는 80 내지 100 ℃일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 유동성과 강성, 낮은 흡습율의 물성 발란스를 얻을 수 있다. In one embodiment, the polyamide resin may have a glass transition temperature (Tg) of 60 to 120 ° C, preferably 80 to 100 ° C. It is possible to obtain excellent balance of fluidity, rigidity and low moisture absorptivity in the above range.
또한 상기 폴리아미드 수지는 수평균분자량이 10,000∼200,000 g/mol, 바람직하게는 30,000∼100,000g/mol인 것이 사용될 수 있다. 상기 범위에서 흐름성과 기계적 성질이 모두 우수한 장점이 있다. The polyamide resin may have a number average molecular weight of 10,000 to 200,000 g / mol, preferably 30,000 to 100,000 g / mol. There is an advantage in that both the flowability and the mechanical properties are excellent in the above range.
상기 폴리에스테르계 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. As the polyester resin, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or the like may be used, but not always limited thereto.
상기 폴리아세탈계 수지로는 폴리옥시메틸렌계 수지가 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. As the polyacetal-based resin, a polyoxymethylene-based resin may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 폴리카보네이트계 수지로는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 비스페놀 A계 폴리카보네이트가 사용될 수 있다. The polycarbonate resin may be in the form of a linear polycarbonate resin, a branched polycarbonate resin or a polyester carbonate copolymer resin, and preferably a bisphenol A polycarbonate may be used.
상기 폴리(메타)아크릴레이트계 수지로는 방향족 (메타)아크릴레이트 폴리머, 지방족 (메타)아크릴레이트 폴리머, 이들의 공중합체 또는 혼합물이 적용될 수 있다. 구체예에서는 메틸 메타크릴레이트의 단독 중합체가 사용되거나 혹은 메틸 메타크릴레이트와 다른 비닐 모노머와의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 비닐 모노머로는 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 메타크릴산 에스테르류; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트를 포함하는 아크릴산 에스테르류; 아크릴산 및 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 모노글리세롤 아크릴레이트를 포함하는 하이드록시기를 함유하는 에스테르 등을 포함한다. As the poly (meth) acrylate-based resin, an aromatic (meth) acrylate polymer, an aliphatic (meth) acrylate polymer, a copolymer or a mixture thereof may be applied. In a specific example, a homopolymer of methyl methacrylate is used, or a copolymer of methyl methacrylate and another vinyl monomer may be used. Examples of the vinyl monomer include methacrylic acid esters including ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and benzyl methacrylate; Acrylate esters including methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate; Unsaturated carboxylic acids including acrylic acid and methacrylic acid; Acid anhydrides including maleic anhydride; Esters containing hydroxy groups including 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and monoglycerol acrylate, and the like.
상기 폴리올레핀계 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등을 포함하며, 이들의 공중합체 또는 혼합물도 사용될 수 있다. 또한 이들의 어탁틱, 이소탁틱, 신디오탁틱 구조도 모두 적용될 수 있다. Examples of the polyolefin-based resin include polyethylene, polypropylene, polybutylene, and the like. Copolymers or mixtures thereof may also be used. In addition, their adducttic, isotactic, and syndiotactic structures can all be applied.
상기 방향족 비닐계 수지로는 폴리스티렌, HIPS, ABS, SAN, ASA, MABS, 또는 이들의 조합 등이 사용될 수 있다. As the aromatic vinyl resin, polystyrene, HIPS, ABS, SAN, ASA, MABS, or a combination thereof may be used.
본 발명에서 상기 (A) 열가소성 수지는 매트릭스를 형성하며, (A)+(B) 성분 중 35 내지 55 중량%로 포함될 수 있다. 만일 (A) 열가소성 수지가 55 중량%를 초과할 경우일 경우, 모듈러스 및 강도가 저하되고, 체적 저항이 높아지며, EMI 차폐 성능이 떨어진다. 반면, (A) 열가소성 수지의 함량이 35 중량% 미만일 경우, 성형성이 떨어질 수 있다.
In the present invention, the thermoplastic resin (A) forms a matrix and may be contained in an amount of 35 to 55% by weight in the (A) + (B) component. If (A) the thermoplastic resin exceeds 55% by weight, the modulus and strength are lowered, the volume resistance is increased, and the EMI shielding performance is lowered. On the other hand, if the content of the thermoplastic resin (A) is less than 35% by weight, the moldability may be deteriorated.
(B) 카본섬유(B) carbon fiber
본 발명에서 사용되는 카본섬유는 이 분야의 통상적 지식을 가진 자에게는 이미 잘 알려져 있는 것으로, 상업적 구입이 용이하며, 통상의 방법으로 제조될 수 있다.The carbon fibers used in the present invention are well known to those skilled in the art and are commercially available and can be prepared by conventional methods.
구체예에서는 상기 카본섬유는 PAN계나 피치계로부터 제조된 것이 사용될 수 있다. In the specific examples, the carbon fibers produced from the PAN system or the pitch system may be used.
상기 카본섬유의 평균직경은 1 내지 30 ㎛인 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 20 ㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 ㎛이다. 상기 범위에서 우수한 물성과 전도성을 얻을 수 있다. The average diameter of the carbon fibers may be 1 to 30 탆, preferably 3 to 20 탆, more preferably 5 to 15 탆. Excellent physical properties and conductivity can be obtained within the above range.
본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재의 제조에 사용되는 카본 섬유는 번들 형태인 것을 사용할 수 있다. 구체예에서는 상기 카본섬유는 400~3000TEX의 번들형태의 long 카본섬유가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 800~2400TEX, 더욱 바람직하게는 800~1700TEX이다. 상기 범위에서 함침이 잘 될 수 있다. 이처럼 번들 형태를 갖는 카본 섬유는 폴리아미드 수지(A)의 용융물에 함침시켜 표면에 폴리아미드 수지(A)를 묻힌 후, 상기 폴리아미드 수지(A)가 묻어있는 카본 섬유를 펠렛타이징 과정에서 8 내지 20mm 길이로 절단되어 길이 8-20 mm의 펠렛으로 제조된다. 카본섬유 길이에 따라 절단되기 때문에 펠렛의 길이는 절단된 카본섬유의 길이와 동일하다. 즉, 길이 8-20 mm 의 펠렛은 8-20 mm 길이의 카본섬유를 그대로 함유하게 되는 것이다. 상기 번들 형태를 갖는 카본 섬유는 성형과정에서 서로 분산되어 최종 성형된 성형품 내에서는 폴리아미드 수지(A) 매트릭스에 네트워크 형상으로 분산되어 있을 수 있다. The carbon fiber used in the production of the high rigidity electromagnetic wave shielding composite material of the present invention may be of a bundle type. In the specific example, the carbon fibers may be bundled long carbon fibers having a length of 400 to 3000 TEX, preferably 800 to 2400 TEX, more preferably 800 to 1700 TEX. Impregnation can be performed well in the above range. The carbon fiber having the bundle shape is impregnated with the melt of the polyamide resin (A), the polyamide resin (A) is applied to the surface, and the carbon fiber having the polyamide resin (A) To 20 mm long and made of pellets of length 8-20 mm. The length of the pellet is the same as the length of the cut carbon fiber since it is cut along the carbon fiber length. That is, a pellet having a length of 8 to 20 mm will contain carbon fibers having a length of 8 to 20 mm. The carbon fibers having the bundle shape may be dispersed in the form of a network in a polyamide resin (A) matrix in a final molded article dispersed in the molding process.
상기 카본섬유의 길이는 8 내지 20 mm, 바람직하게는 10 내지 15 mm을 포함한다. 상기 범위에서 전도성과 기계적 강도의 우수한 물성 발란스를 갖는다.The length of the carbon fibers includes 8 to 20 mm, preferably 10 to 15 mm. And has excellent physical properties balance of conductivity and mechanical strength within the above range.
통상 카본 섬유는 성형을 거친 후 대부분이 절단되는데, 본 발명과 같이 8 내지 20 mm 길이의 롱 카본섬유를 적용할 경우 성형품에서는 대부분 잔류 섬유의 길이가 0.5 내지 6mm로 된다. 여기서 잔류섬유의 길이는 펠렛화한 다음 성형과정을 거친 후의 섬유 길이를 의미한다. 상기 성형과정은 통상의 일반적인 성형조건이다. 예를 들면, 온도 280~320 ℃, 압력 170Mpa ~ 190Mpa 의 사출조건이 일반적이다. 상기 성형조건의 예는 단순히 참고를 위한 예시이며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. Usually, after carbon fiber is cut, most of the carbon fibers are cut. When long carbon fibers having a length of 8 to 20 mm are applied as in the present invention, the length of the residual fibers in molded products is generally 0.5 to 6 mm. Here, the length of the residual fiber refers to the fiber length after pelletization and subsequent molding. The molding process is a typical molding condition. For example, injection conditions of a temperature of 280 to 320 DEG C and a pressure of 170 MPa to 190 MPa are common. Examples of the molding conditions are merely examples for reference and are not necessarily limited thereto.
반면, 일반 chopped 섬유를 적용할 경우 성형품에서는 잔류 섬유길이가 0.5mm 이상이 나오기 어렵기 때문에 물성에 차이가 있는 것이다. 구체예에서는 본 발명의 고강성 전자파 차폐 복합재 조성물을 성형한 후 성형품 내에 잔류 섬유의 길이가 0.5 내지 6mm인 카본섬유가 80중량%이상이다. 또한, 성형품에 대하여 550℃에서 1시간 후 잔류 섬유길이를 100개 추출하여 길이 방향으로 길이를 측정하여 평균값이 2mm 이상일 수 있다. On the other hand, when the ordinary chopped fiber is applied, the residual fiber length of the molded article is not more than 0.5 mm, so the physical properties are different. In a specific example, the carbon fiber having a residual fiber length of 0.5 to 6 mm in the molded article after molding the high-rigidity electromagnetic wave shielding composite composition of the present invention is 80% by weight or more. Further, after 100 hours at 550 ° C for the molded product, the residual fiber length may be extracted, and the length may be measured in the longitudinal direction, and the average value may be 2 mm or more.
구체예에서 상기 카본섬유는 표면처리가 된 것을 사용할 수 있으며, 번들 형태로 사용할 수 있다.In the specific examples, the carbon fibers may be subjected to a surface treatment and may be used in the form of a bundle.
상기 카본섬유는 (A)+(B) 성분 중 45 내지 65 중량%, 바람직하게는 50 내지 60 중량%로 사용될 수 있다. 만일 (B) 카본섬유가 45 중량% 미만일 경우, 모듈러스 및 굴곡 모듈러스가 저하되고, 체적 저항과 흡습율이 높아지며, EMI 차폐 성능이 떨어진다. 반면, (B) 카본섬유의 함량이 65 중량%를 초과할 경우, 유동성이 저하되고 충격강도 및 굴곡 모듈러스가 떨어질 수 있다.
The carbon fibers may be used in an amount of 45 to 65% by weight, preferably 50 to 60% by weight, of the components (A) + (B). If the carbon fiber (B) is less than 45% by weight, the modulus and flexural modulus are lowered, the volume resistance and moisture absorption rate are increased, and the EMI shielding performance is lowered. On the other hand, when the content of the carbon fibers (B) exceeds 65% by weight, the fluidity may be lowered and the impact strength and flexural modulus may be lowered.
본 발명의 복합재는 금속코팅된 흑연을 더 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 금속코팅된 흑연(30)를 포함할 경우, 매트릭스인 열가소성 수지(10)에 분산되어 있을 수 있다. 상기 금속코팅된 흑연은 입자, 섬유, 플레이크, 무정형 또는 이들의 조합된 형상을 가질 수 있다. 상기 금속코팅된 흑연이 섬유형상을 가질 경우 카본섬유(20)와 함께 네트워크 구조를 형성할 수 있다. 이와 같이 금속코팅된 흑연을 함유할 경우 표면저항이 현저히 저하되며, 보다 우수한 전자파 차폐성능과 강성을 가질 수 있다. The composite material of the present invention may further comprise metal coated graphite. 3 is a schematic diagram schematically showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention. 3, it may be dispersed in the
상기 금속코팅된 흑연은 평균 입경이 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 또한 상기 금속코팅된 흑연이 섬유형상을 가질 경우, 평균 직경은 10 내지 200 ㎛이고, 평균 길이는 15 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 전기전도성이 우수하면서도 첨가에 의한 기계적 물성의 저하가 적은 장점이 있다. The metal-coated graphite may have an average particle diameter of 10 to 200 mu m. When the metal-coated graphite has a fiber shape, it is preferable that the average diameter is 10 to 200 mu m and the average length is 15 to 100 mu m. There is an advantage in that the electrical conductivity is excellent in the above range, but the mechanical properties are not lowered by the addition.
구체예에서 상기 금속은 전도성을 갖는 금속이라면 어느 것이든 사용될 수 있다. 바람직하게는 알루미늄, 스테인레스, 철, 크롬, 니켈, 블랙니켈, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 주석, 코발트 등이 사용될 수 있으며, 이들의 2종 이상 합금도 적용될 수 있다. In an embodiment, the metal may be any metal having conductivity. Preferably, aluminum, stainless steel, iron, chromium, nickel, black nickel, copper, silver, gold, platinum, palladium, tin, cobalt and the like may be used.
또한 상기 금속 코팅은 단일층 뿐만 아니라, 2 이상의 복수층으로도 형성될 수 있다. The metal coating may be formed of not only a single layer but also a plurality of layers of two or more.
구체예에서 상기 금속코팅된 흑연은 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. In an embodiment, the metal-coated graphite may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B).
또 다른 구체예에서는 상기 금속코팅된 흑연은 탄소나노튜브와 함께 적용할 수 있으며, 이때 금속코팅된 흑연의 함량은 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 적용될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 유동성 및 강성과 전자파 차폐 성능을 가질 수 있다. In another embodiment, the metal-coated graphite may be applied together with the carbon nanotubes. The content of the graphite coated with the metal may be 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B). And can have excellent fluidity and rigidity and electromagnetic shielding performance in the above range.
본 발명의 복합재는 탄소나노튜브를 더 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 탄소나노튜브(40)를 포함할 경우, 상기 탄소나노튜브(40)가 매트릭스인 열가소성 수지(10)에 분산되어 있을 수 있다. 또한 카본섬유(20)에도 접촉되어 있을 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 단일벽, 이중벽, 다중벽 어느 것이든 사용할 수 있으며, 이들의 조합도 적용될 수 있다. 바람직하게는 다중벽 탄소나노튜브이다. 상기 탄소나노튜브를 함유할 경우 표면저항이 현저히 저하되며, 보다 우수한 전자파 차폐성능과 강성을 가질 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 유동성 및 강성과 전자파 차폐 성능을 가질 수 있다. The composite material of the present invention may further include carbon nanotubes. 4 is a schematic diagram schematically showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when the
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 금속코팅된 흑연과 탄소나노튜브를 모두 포함할 수 있다. 도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 고강성 전자파 차폐 복합재로부터 성형된 성형품상에서 카본섬유가 분산된 개략적인 모식도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 열가소성 수지(10) 매트릭스에 카본섬유(20), 금속코팅된 흑연(30) 및 탄소나노튜브(40)가 서로 분산된 구조를 가지며, 이들 카본섬유(20), 금속코팅된 흑연(30) 및 탄소나노튜브(40)는 서로 접촉되어 있을 수 있다. In another embodiment, the composite material may include both metal coated graphite and carbon nanotubes. 5 is a schematic diagram schematically showing carbon fibers dispersed on a molded article formed from a high-rigidity electromagnetic wave shielding composite according to another embodiment of the present invention. 5,
이와 같이 금속코팅된 흑연과 탄소나노튜브가 함께 적용될 경우, 적은 함량으로도 보다 우수한 전자파 차폐성능과 강성을 갖는다. 구체예에서 상기 복합재는 (A) + (B) 100 중량부에 대하여 금속코팅된 흑연 0.1 내지 3 중량부 및 탄소나노튜브 0.05 내지 5 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 유동성 및 강성과 전자파 차폐 성능을 가질 수 있다. When the metal-coated graphite and the carbon nanotube are applied together, they have better electromagnetic wave shielding performance and rigidity even with a small content. In an embodiment, the composite may include 0.1 to 3 parts by weight of graphite and 0.05 to 5 parts by weight of carbon nanotubes per 100 parts by weight of (A) + (B). And can have excellent fluidity and rigidity and electromagnetic shielding performance in the above range.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 금속필러를 더 포함할 수 있다. In yet another embodiment, the composite material may further comprise a metal filler.
본 발명에서 사용되는 금속 필러는 전도성을 갖는 필러라면 제한없이 사용될 수 있다. 구체예에서는 알루미늄, 스테인레스, 철, 크롬, 니켈, 블랙니켈, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 주석, 코발트, 이들의 2종 이상 합금 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 한 구체예에서는 철-크롬-니켈의 합금일 수 있다. The metal filler used in the present invention can be used without limitation as long as it is a conductive filler. In the specific examples, aluminum, stainless steel, iron, chromium, nickel, black nickel, copper, silver, gold, platinum, palladium, tin, cobalt and alloys of two or more thereof may be used. These may be used alone or in combination of two or more. In one embodiment, it may be an iron-chromium-nickel alloy.
다른 구체예에서는 산화주석, 산화인듐, 실리콘카바이드, 지르코늄카바이드, 티타늄카바이드 등과 같은 금속 산화물이나 금속 탄화물도 사용될 수 있다.In other embodiments, metal oxides or metal carbides such as tin oxide, indium oxide, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide and the like may also be used.
또 다른 구체예에서는 주석, 납 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 주성분과, 구리, 알루미늄, 니켈, 은, 게르마늄, 인듐, 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 부성분을 포함하는 저융점 금속이 사용될 수 있다. 이와 같이 저융점 금속을 사용할 경우, 필러간 네트워크 형성을 용이하게 하여 전자파 차폐 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 같은 저융점 금속은 열가소성 수지(A) 의 복합재 프로세스 공정 온도보다 낮은 고상선 온도(Solidus temp.:응고가 종료되는 온도)를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 열가소성 수지(A)의 프로세스 공정 온도보다 저융점 금속의 고상선 온도가 20℃ 이상 낮은 것이 복합재 제조 공정 및 필러간의 네트워크 형성면에서 좋고, 복합재 사용 환경보다 100℃ 이상 높은 것이 안정성 면에서 좋다. 바람직하게는 융점 300 ℃ 이하로서 주석/구리(97/3 중량비), 주석/구리/은(92/6/2 중량비)이 사용될 수 있다.In still another embodiment, a low melting point material comprising a main component selected from the group consisting of tin, lead and combinations thereof and a subcomponent selected from the group consisting of copper, aluminum, nickel, silver, germanium, indium, Metal may be used. When such a low-melting-point metal is used, the formation of a network between pillars is facilitated, and the electromagnetic wave shielding efficiency can be further improved. The low melting point metal preferably has a solidus temperature (a temperature at which solidification ends) lower than the composite process temperature of the thermoplastic resin (A). Preferably, the solidus temperature of the low melting point metal is lower than the process temperature of the thermoplastic resin (A) by 20 DEG C or more in terms of network formation between the composite material manufacturing process and the filler, good. Tin / copper (97/3 by weight) and tin / copper / silver (92/6/2 by weight) may be used, preferably having a melting point of 300 占 폚 or less.
상기 금속 필러의 형태는 금속분, 금속비드, 금속 섬유, 금속 플레이크, 금속 코팅된 입자 및 금속 코팅된 섬유 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. The shape of the metal filler may be a metal powder, a metal bead, a metal fiber, a metal flake, a metal coated particle, and a metal coated fiber, but is not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
금속 필러의 형태를 금속분 혹은 금속 비드 형태로 사용할 경우, 평균입경이 30 내지 300 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 압출시 feeding이 잘 되는 장점이 있다.When the metal filler is used in the form of metal powder or metal beads, the average particle diameter may be 30 to 300 mu m. In the above range, feeding is advantageous when extruded.
금속 필러의 형태를 금속 섬유 형태로 사용할 경우, 50 내지 500 mm의 길이 및 10 내지 100 ㎛의 직경 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 금속 섬유는 밀도를 0.7 ∼ 6.0 g/ml 인 것을 사용할 수 한다. 상기 범위에서 압출가공 중 적정한 feeding을 유지할 수 있다.When the metal filler is used in the form of a metal fiber, it may have a length of 50 to 500 mm and a diameter range of 10 to 100 탆. The metal fibers may have a density of 0.7 to 6.0 g / ml. Proper feeding can be maintained during extrusion processing in the above range.
금속 필러의 형태를 금속 플레이크 형태로 사용할 경우, 평균 크기가 50 내지 500 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 압출가공 중 적정한 feeding을 유지할 수 있는 장점이 있다. When the shape of the metal filler is used in the form of a metal flake, the average size may be 50 to 500 mu m. In this range, proper feeding can be maintained during extrusion processing.
상기 금속분, 금속비드, 금속 섬유 등은 단일금속 혹은 2종 이상의 합금일 수도 있으며, 다층 구조를 가질 수 있다. The metal powder, the metal bead, the metal fiber and the like may be a single metal or two or more kinds of alloys, and may have a multilayer structure.
상기 금속 코팅된 입자 및 금속 코팅된 섬유는 수지, 세라믹, 금속, 탄소 등의 성분이 코어를 이루고 상기 코어를 금속이 코팅한 형태이다. 예컨대, 수지 기재의 미립자나 섬유에 니켈, 니켈-구리 등의 금속이 코팅된 형태일 수 있으며, 금속 코팅은 단층이거나 다층일 수 있다. The metal coated particles and the metal coated fibers are in the form of a resin, a ceramic, a metal, a carbon, or the like as a core, and the core is coated with a metal. For example, the resin-based fine particles or fibers may be coated with a metal such as nickel or nickel-copper, and the metal coating may be a single layer or a multilayer.
구체예에서 상기 금속 코팅된 입자는 평균입경이 30 내지 300 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 압출시 feeding이 잘 되는 장점이 있다. 또한 상기 금속 코팅된 섬유는 평균직경이 10 내지 100 ㎛이며, 50 내지 500 mm의 길이를 가질 수 있다. 상기 범위에서 압출가공 중 적정한 feeding을 유지할 수 있는 장점이 있다. In embodiments, the metal coated particles may have an average particle size of from 30 to 300 microns. In the above range, feeding is advantageous when extruded. The metal coated fibers may have an average diameter of 10 to 100 占 퐉 and a length of 50 to 500 mm. In this range, proper feeding can be maintained during extrusion processing.
본 발명에서 상기 금속 필러는 (A)+(B) 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부, 바람직하게는 3 내지 15 중량부로 사용될 수 있다. 상기 범위에서 전도성과 유동성, 충격강도 및 굴곡 모듈러스의 발란스를 얻을 수 있다. In the present invention, the metal filler may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B). In the above range, conductivity and flowability, impact strength and balance of flexural modulus can be obtained.
한 구체예에서는 상기 카본 섬유와 금속 필러 간 비율은 카본섬유:금속 필러 = 6~20: 1로 사용될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다.
In one embodiment, the ratio between the carbon fiber and the metal filler may be carbon fiber: metal filler = 6 to 20: 1. Excellent physical property balance can be obtained in the above range.
상기 복합재는 난연제, 가소제, 커플링제, 열안정제, 광안정제, 탄소필러, 무기필러, 이형제, 분산제, 적하방지제 및 내후안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. The composite material may further include additives such as a flame retardant, a plasticizer, a coupling agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, a carbon filler, an inorganic filler, a releasing agent, a dispersant, a dripping inhibitor and a weathering stabilizer. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 탄소 필러로는 상기 카본섬유(B)를 제외한 다양한 탄소필러들이 적용될 수 있다. 구체예로는, 흑연, 탄소나노튜브, 카본 블랙 등이 포함될 수 있으며, 이들의 금속 코팅물도 포함될 수 있다. 예를 들면 앞서 설명한 금속코팅된 흑연도 포함될 수 있다.이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다. As the carbon filler, various carbon fillers other than the carbon fibers (B) may be applied. Specific examples include graphite, carbon nanotubes, carbon black, and the like, and metal coatings thereof may also be included. For example, the above-described metal-coated graphite may also be included. These may be used alone or in combination of two or more.
또한 상기 무기필러로는 앞서 설명한 금속필러, 금속 산화물 필러, 금속염 필러 등이 적용될 수 있다. 이중 바람직하게는 금속 필러이다. As the inorganic filler, the metal filler, metal oxide filler, metal salt filler, and the like described above can be applied. Of these, metal fillers are preferred.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재를 사용하여 성형을 실시한 후 성형품 내에서 카본섬유 잔류섬유의 길이가 0.5 내지 6mm 인 것이 80 중량% 이상일 수 있다. In another embodiment, the length of the carbon fiber remaining fibers in the molded product after molding using the composite material may be 80 wt% or more, which is 0.5 to 6 mm in length.
하나의 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 37 GPa 이상이며, ASTM D256에 의한 3.2 mm 두께에서 Izod 충격강도가 35 kgfcm/cm 이상이고, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 40 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 5.0 Ω·cm 이하이며, 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 2.0 mm 이상 일 수 있다. In one embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D790, an Izod impact strength of at least 35 kgfcm / cm at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D256, an EMI at a thickness of 1 GHz, The surface resistance by the 4-point probe method is 5.0 Ω · cm or less and the residual fiber length measured after 550 ° C / 1 hr is 2.0 mm or more for a specimen of 1 t thickness with a shielding effect of D257 specification of 40 dB or more have.
다른 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 37 GPa 이상이며, 300 ℃에서 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 200 mm 이상이며, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 44 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 4.2 Ω·cm 이하이며, 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 2.5 mm 이상일 수 있다. In another embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length of at least 200 mm at 300 < 0 > C, an EMI D257 specification at 1 GHz, The shielding effect is 44 dB or more, the surface resistance by the 4-point probe method is 4.2 Ω · cm or less, and the residual fiber length after 550 ° C. / 1 hour is 2.5 mm or more for a 1-ton thick test piece.
또 다른 구체예에서는 상기 복합재는 ASTM D790에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모듈러스가 40 GPa 이상이며, 300 ℃에서 스파이럴 플로우(spiral flow) 길이가 250 mm 이상이고, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 45 dB 이상이고, 1t 두께의 시편에 대해 4점 프로브 방법에 의한 표면저항이 1.0 Ω·cm 이하이며, 550℃/1hr 후 측정한 잔류섬유길이가 3.0 mm 이상일 수 있다.
In another embodiment, the composite has a flexural modulus of at least 40 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length of at least 250 mm at 300 < 0 > C, an EMI D257 specification at 1 GHz, The shielding effect by the 4-point probe method is less than 1.0 Ω · cm and the residual fiber length measured after 550 ° C / 1 hr is more than 3.0 mm.
본 발명의 다른 관점은 상기 고강성 전자파 차폐 복합재의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (A) 열가소성 수지를 압출기에 투입하여 용융시키고; 상기 용융물에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 펠렛화하고; 그리고 상기 펠렛을 성형하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 구체예에서는 상기 펠렛화는 상기 함침된 카본섬유를 커팅하여 펠렛화할 수 있다. Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing the high-rigidity electromagnetic wave shielding composite material. The method comprises: (A) feeding a thermoplastic resin into an extruder to melt; (B) carbon fiber is passed through the melt to impregnate it, followed by cutting to form a pellet; And molding the pellet. In embodiments, the pelletization may be pelletized by cutting the impregnated carbon fibers.
상기 카본 섬유는 번들 형태를 가질 수 있다. The carbon fibers may have a bundle shape.
다른 구체예에서, 상기 복합재는 (A) 열가소성 수지와 (C) 탄소나노튜브, 금속코팅된 흑연, 금속필러 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함하는 각종 첨가제를 압출기에 투입하고 1차 펠렛화하여 복합수지 펠렛을 제조하고; 상기 복합수지 펠렛을 용융시키고; 상기 복합수지 펠렛에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 2차 펠렛화하고; 그리고 상기 카본 섬유가 함침된 2차 펠렛을 성형하는 단계를 포함하여 제조 될 수 있다. In another embodiment, the composite material is obtained by extruding an extruder, which comprises (A) a thermoplastic resin and (C) a carbon nanotube, a metal-coated graphite, a metal filler or a mixture of two or more thereof, Preparing composite resin pellets; Melting the composite resin pellets; (B) carbon fiber is passed through the composite resin pellet to impregnate the composite pellet, followed by cutting to form secondary pellets; And molding the secondary pellet impregnated with the carbon fibers.
상기 함침된 카본 섬유는 일정한 크기로 커팅하여 펠렛화할 수 있다. 구체예에서는 8 내지 20 mm, 바람직하게는 10 내지 15 mm의 길이로 커팅하여 펠렛화할 수 있다. 상기 범위에서 장섬유의 카본섬유의 형태가 유지되어 우수한 차폐성과 강도를 얻을 수 있다. The impregnated carbon fibers may be cut into a predetermined size and then pelletized. In embodiments, it may be cut to a length of 8 to 20 mm, preferably 10 to 15 mm and pelletized. In this range, the shape of the long fiber carbon fibers is maintained, and excellent shielding property and strength can be obtained.
상기 제조된 펠렛은 사출성형, 압축성형, 캐스팅성형 등을 통해 다양한 형태로 제조될 수 있다. The prepared pellets can be manufactured in various forms through injection molding, compression molding, casting, and the like.
이러한 성형과정을 통해 번들 형태를 갖는 카본 섬유는 서로 분산되어 최종 성형품 내에서 섬유들이 네트워크 형상으로 분산되어 있을 수 있다. 여기에서 네트워크 형상은 섬유들이 다수의 접촉점을 형성하여 섬유와 섬유간 서로 연결된 형태를 의미한다. Through this molding process, the carbon fibers having a bundle shape may be dispersed to each other so that the fibers are dispersed in a network shape in the final molded product. Here, the network shape means that the fibers form a plurality of contact points and are connected to each other between the fibers.
상기 카본 섬유는 성형을 거친후 일부가 컷팅될 수 있다. 구체예에서 상기 성형품 내에는 0.5 내지 6mm 의 잔류 섬유의 길이를 갖는 카본 섬유가 네트워크 형상으로 분산되어 있을 수 있다. 또한, 성형품에 대하여 550℃에서 1시간 후 잔류 섬유길이를 100개 추출하여 길이 방향으로 길이를 측정하여 평균값이 2mm 이상일 수 있다.
The carbon fibers can be partially cut after molding. In an embodiment, the carbon fibers having a length of residual fibers of 0.5 to 6 mm may be dispersed in a network shape in the molded article. Further, after 100 hours at 550 ° C for the molded product, the residual fiber length may be extracted, and the length may be measured in the longitudinal direction, and the average value may be 2 mm or more.
본 발명의 복합재로 제조된 성형품은 우수한 전자파 차폐성과 전도성, 기계적 물성, 성형성을 가지므로 휴대용 디스플레이 제품의 LCD 보호용 브라켓에 바람직하게 적용될 수 있다.
The molded article made of the composite material of the present invention has excellent electromagnetic wave shielding properties, conductivity, mechanical properties, and moldability, and therefore can be preferably applied to an LCD protective bracket of a portable display product.
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. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예 Example
하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다: The specifications of each component used in the following examples and comparative examples are as follows:
(A) 열가소성 수지(A) a thermoplastic resin
(A1) : PA66 제품으로 Dupont사의 ZYTEL 101 F를 사용하였다.(A1): ZYTEL 101 F from Dupont was used as PA66 product.
(A2) : PA6 제품으로 효성사의 1031 BRT을 사용하였다.(A2): 1031 BRT of Hyosung Co. was used as PA6 product.
(A3) : PAA(metalxylenediamineadipamide(MXD6, polyarylamide)) 제품으로 Toyobo사의 T-600을 사용하였다.(A3): Toyobo T-600 was used as a product of PAA (MXX6, polyarylamide).
(A4) : PET 제품으로 Anychem사의 A1100 제품을 사용하였다.(A4): Anychem A1100 product was used as PET product.
(A5) : PBT 제품으로 SHINKONG사의 shinite K001을 사용하였다.
(A5): shinite K001 from SHINKONG was used as a PBT product.
(B) 카본섬유(B) carbon fiber
(B1) 평균직경이 20 ㎛ 이고 long 카본섬유인 Toray에서 제조된 Toray TORAYCA T700S 50C, 1650TEX 을 사용하였다. (B1) Toray TORAYCA T700S 50C, 1650 TEX manufactured by Toray, which has an average diameter of 20 탆 and long carbon fiber, was used.
(B2) 카본섬유: 평균직경이 20 ㎛ 이고 길이가 10 mm인 chopped 카본섬유인 Zoltek에서 제조된 PANEX PX35CA0250-65을 사용하였다. (B2) Carbon fiber: PANEX PX35CA0250-65 manufactured by Zoltek, chopped carbon fiber having an average diameter of 20 탆 and a length of 10 mm, was used.
(B3) 유리섬유: 평균직경이 20 ㎛ 이고 long 유리섬유인 PPG 사의 TufRov 4588를 사용하였다.
(B3) Glass fiber: TufRov 4588 manufactured by PPG, which has an average diameter of 20 탆 and is long glass fiber, was used.
(C1) Carbon Nano Tube : Nanocyl사의 NC7000(다중벽 CNT)를 사용하였다.(C1) Carbon Nano Tube: Nanocyl's NC7000 (multi-wall CNT) was used.
(C2) Ni-coated graphite :Sulzer사의 2805(Ni : 75 wt%, graphite : 25 wt%)를 사용하였다.(C2) Ni-coated graphite: Sulzer 2805 (Ni: 75 wt%, graphite: 25 wt%) was used.
(C3) 저융점 300 ℃ 이하인 금속분 : 워튼 메탈사(Warton metals Limited)에서 제조된 97C(97% Sn, 2.5% Cu로서 Powder type 주석-구리 합금류)를 사용하였다.(C3) Metal powder having a low melting point of 300 占 폚 or less: 97C (97% Sn, manufactured by Warton metals Limited, Powder type tin-copper alloy as 2.5% Cu) was used.
(D) 열안정제 및 활제: 열안정제로 CIBA chemical의 IRGANOX1010을, 활제로PE-Wax를 1:1로 혼합하여 사용하였다.
(D) Heat stabilizer and lubricant: IRGANOX1010 of CIBA chemical as a heat stabilizer and PE-Wax as a lubricant were mixed at a ratio of 1: 1.
실시예Example 1~12 및 1 to 12 and 비교예Comparative Example 2, 5 ~ 7 2, 5 ~ 7
상기 각 성분을 하기 표 1에 나타난 함량으로 통상의 혼합기에서 혼합하고 L/D=35, Φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하였고, 이를 100℃ 4시간 열풍건조기에서 건조 후 pultrusion방식으로 카본섬유를 함침시켜 길이 12mm의 롱펠렛으로 커팅하여 카본 섬유의 길이를 12mm으로 제조하였다. 상기 펠렛을 사출온도 270℃에서 물성 측정 및 EMI·저항성 등 응용 평가를 위한 시편을 장섬유 전용 사출기를 이용하여 제조하였다. 이들 시편은 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
The above components were mixed in the usual mixer in the contents shown in the following Table 1 and extruded by using a twin screw extruder having L / D = 35 and Φ = 45 mm. The extrudate was then pelletized, After drying in a hot air drier, carbon fibers were impregnated by a pultrusion method and cut into long pellets having a length of 12 mm to prepare carbon fibers having a length of 12 mm. The pellets were manufactured at an injection temperature of 270 ° C. using a long fiber injection machine for evaluation of properties and evaluation of EMI and resistance. These specimens were allowed to stand at 23 ° C and 50% relative humidity for 48 hours, and then their physical properties were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.
평가방법: Assessment Methods:
(1) 굴곡모듈러스 : ASTM D790 에 의해 1.27 mm/min 조건으로 평가하였으며, 단위는 GPa이다.(1) Flexural modulus: Evaluated according to ASTM D790 at a rate of 1.27 mm / min. The unit is GPa.
(2) Izod 충격강도(unnotched): 23℃에서 ASTM D256에 의해, 3.2 mm 두께에서 평가하였으며, 단위는 kgfcm/cm이다.(2) Izod impact strength (unnotched): Evaluated at 23 캜 according to ASTM D256 at a thickness of 3.2 mm, and the unit is kgfcm / cm.
(3) 스파이럴 플로우(spiral flow): 6oz 사출기로 성형온도 250℃, 금형온도 60℃, 사출압 50%, 사출속도 70%의 일정한 조건에서 두께 2mm인 spiral형태의 금형에 사출하여 사출물의 길이(mm)를 측정하였다.(3) Spiral flow: 6oz Injection into a spiral mold having a thickness of 2 mm at a molding temperature of 250 DEG C, a mold temperature of 60 DEG C, an injection pressure of 50% and an injection speed of 70% mm) was measured.
(4) EMI 차폐성(dB): 샘플을 23℃, 상대 습도 50% 하에 48 시간 동안 방치한 후, EMI D257 에 준하여 1GHz에서 1t 두께의 샘플(6X6)에 대한 전자파 차폐 성능을 측정하였다. (4) EMI shielding (dB): The sample was allowed to stand for 48 hours under a condition of 23 deg. C and a relative humidity of 50%, and electromagnetic wave shielding performance was measured for a sample (6X6) having a thickness of 1t at 1 GHz according to EMI257.
(5) 표면저항: 1t 두께의 사출시편에 대해 4point probe 방법으로 평가하였다(Ω·cm). (5) Surface resistivity: The injection specimen of 1 t thickness was evaluated by the 4 point probe method (Ω · cm).
(6) 강열감량후 잔류 섬유 길이(mm): 성형품에 대하여 550℃/1hr 후 잔류 섬유길이를 100개 추출하여 길이 방향으로 길이를 측정하여 길이에 대한 산술 평균값으로 하였다.
(6) Residual fiber length after ignition loss (mm): After the residual fiber length was measured at 550 ° C / 1 hour for the molded article, the length was measured in the longitudinal direction to obtain the arithmetic average value for the length.
강도Shock
burglar
차폐성EMI
Shielding
저항surface
resistance
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1-12는 굴곡 모듈러스가 35 GPa 이상이며, 1 GHz, 1t 두께에서 EMI D257 규격에 의한 차폐효과가 40 dB 이상으로 이 우수한 것을 알 수 있다. 또한 결정성 열가소성 수지를 적용한 실시예 1~7이 비결정성 열가소성 수지를 적용한 실시예 11보다 굴곡모듈러스와 spiral 이 더 높고 사출물 강열 후 잔류 섬유 길이가 더 긴 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 실시예 8~10 및 12와 같이 CNT and/or Ni-caoted graphite를 추가한 경우 표면저항이 2.0 Ω·cm 이하로 현저히 낮아짐을 볼 수 있다.
As shown in Table 1, in Examples 1-12, the flexural modulus is 35 GPa or more, and the shielding effect according to the EMI D257 standard is superior to 40 dB or more at 1 GHz and 1 t thickness. In Examples 1 to 7, in which the crystalline thermoplastic resin was applied, it was confirmed that the flexural modulus and spiral were higher and the residual fiber length after the ignition of the injection product was longer than that of Example 11 in which the amorphous thermoplastic resin was applied. In addition, when CNT and / or Ni-caoted graphite is added as in Examples 8 to 10 and 12, the surface resistance is remarkably lowered to 2.0 Ω · cm or less.
비교예 1 및 3~4Comparative Examples 1 and 3 to 4
상기 각 성분을 하기 표 2에 나타난 함량으로 통상의 혼합기에서 혼합하고 L/D=35, Φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 100℃ 4시간 열풍건조기에서 건조 후 사출온도 270℃에서 물성 측정 및 EMI·저항성 등 응용 평가를 위한 시편을 장섬유 전용 사출기를 이용하여 제조하였다. 이들 시편은 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
The above components were mixed in the usual mixer at the contents shown in the following Table 2 and extruded by using a twin-screw extruder having L / D = 35 and Φ = 45 mm, and then extrudates were prepared in the form of pellets. The prepared pellets were dried at 100 ℃ for 4 hours in a hot air drier, and the specimens for application evaluation such as measurement of property and EMI / resistance at an injection temperature of 270 ℃ were prepared by using a long fiber injection machine. These specimens were allowed to stand for 48 hours at 23 ° C and 50% relative humidity, and then their physical properties were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 2.
비교예 2 및 5 ~ 7Comparative Examples 2 and 5 to 7
상기 각 성분을 하기 표 2에 나타난 함량으로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
The procedure of Example 1 was repeated except that each of the above components was added in the amounts shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, chopped 카본섬유를 사용한 비교예 1, 3와 4의 경우 강성(FM)이 떨어지고 충격강도(IZOD)가 낮으며, 표면저항이 증가하고 강열 후 잔류 섬유 길이가 짧아지는 문제점이 있다.As shown in Table 2, in Comparative Examples 1, 3 and 4 using chopped carbon fibers, the rigidity (FM) was lowered, the impact strength (IZOD) was lowered, the surface resistance was increased, There is a problem.
비교예 2, 5과 6에서 보는 바와 같이 카본섬유가 아니라 long 유리섬유를 사용하면 표면저항과 EMI 차폐성이 떨어짐을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 7과 같이 long 탄소섬유를 과량적용시 spiral이 저하되었다.
As shown in Comparative Examples 2, 5 and 6, when the long glass fiber was used instead of the carbon fiber, the surface resistance and the EMI shielding property were found to be inferior. Also, as in Comparative Example 7, when the long carbon fiber was excessively applied, the spiral was degraded.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 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 이해해야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are in all respects illustrative and not restrictive.
1 : 열가소성 수지 2: 촙트(chopped) 카본 섬유
10 : 열가소성 수지 20 : 카본섬유
30 : 금속코팅된 흑연 40 : 탄소나노튜브1: thermoplastic resin 2: chopped carbon fiber
10: thermoplastic resin 20: carbon fiber
30: Metallic coated graphite 40: Carbon nanotubes
Claims (22)
(B) 길이가 8 내지 20 mm 인 카본섬유; 를 포함하며, 상기 카본섬유(B)는 전체 복합재중 45 내지 65 중량% 로 함유하고,
상기 (A)열가소성 수지에 상기 (B)카본섬유가 네트워크 형상으로 분산되어 섬유와 섬유간 서로 접하여 형성된 접촉점을 갖는 것을 특징으로 하는 고강성 전자파 차폐 복합재.
(A) a thermoplastic resin; And
(B) carbon fibers having a length of 8 to 20 mm; Wherein the carbon fiber (B) contains 45 to 65% by weight of the entire composite material,
Wherein the carbon fibers (B) are dispersed in a network form in the thermoplastic resin (A) and have contact points formed by contact between the fibers and the fibers.
The high rigidity electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (A) is a crystalline thermoplastic resin.
The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (A) is at least one selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polyacetal resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylate resin, a polyvinyl chloride resin, Wherein the resin composition contains at least one resin selected from the group consisting of a polyolefin resin, a polyamide resin, a polyamide resin, a polysulfone resin, a polyolefin resin, and an aromatic vinyl resin.
The high rigidity electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the composite material further comprises a metal-coated graphite.
The high strength electromagnetic wave shielding composite material according to claim 4, wherein the metal coated graphite has particles, fibers, flakes, amorphous or a combination thereof.
6. The high rigidity electromagnetic wave shielding composite according to claim 5, wherein the metal-coated graphite has an average particle diameter of 10 to 200 mu m.
The method of claim 4, wherein the metal is at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, iron, chromium, nickel, black nickel, copper, silver, gold, platinum, palladium, tin, cobalt, Wherein the electromagnetic wave shielding composite material is a high strength electromagnetic wave shielding composite material.
5. The high rigidity electromagnetic wave shielding composite material according to claim 4, wherein the metal-coated graphite is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B).
The high strength electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the composite material further comprises carbon nanotubes.
The high strength electromagnetic wave shielding composite material according to claim 9, wherein the carbon nanotube is contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) + (B).
The composite material according to claim 1, wherein the composite material comprises 0.1 to 3 parts by weight of graphite coated with metal and 100 to 5 parts by weight of carbon nanotubes with respect to 100 parts by weight of (A) + (B) Shielding composite.
The high rigidity electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the composite material further comprises a metal filler.
The high strength electromagnetic wave shielding composite material according to claim 12, wherein the metal filler comprises at least one member selected from the group consisting of metal powder, metal beads, metal fibers, metal flakes, metal coated particles and metal coated fibers.
The composite material according to claim 1, wherein the composite material comprises 0.1 to 3 parts by weight of graphite coated with metal, 0.1 to 5 parts by weight of carbon nanotubes and 1 to 20 parts by weight of a metal filler per 100 parts by weight of (A) + (B) High strength electromagnetic wave shielding composite material.
The composite material according to claim 1, wherein the composite material further comprises at least one additive selected from the group consisting of a carbon filler, a flame retardant, a plasticizer, a coupling agent, a heat stabilizer, a light stabilizer, an inorganic filler, a releasing agent, a dispersant, High strength electromagnetic wave shielding composite material.
The high rigidity electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the composite material has a residual carbon fiber length of 0.5 to 6 mm in the molded product after molding is at least 80% by weight of the total carbon fibers.
The high strength electromagnetic wave shielding composite material according to claim 1, wherein the composite material has an average value of residual fiber lengths of at least 2 mm after 1 hour at 550 ° C.
The composite according to claim 1, wherein the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D790, an Izod impact strength of at least 35 kgfcm / cm at a thickness of 3.2 mm according to ASTM D256, The shielding effect according to the EMI D257 standard is 40 dB or more, the surface resistance by the 4-point probe method is 5.0 Ω · cm or less for a specimen of 1 t thickness, and the residual fiber length measured after 550 ° C./1 hour for a molded article is 2.0 mm < / RTI > or higher.
The composite material of claim 1, wherein the composite has a flexural modulus of at least 37 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length at 300 DEG C of at least 200 mm, an EMI D257 specification at 1 GHz, Shielding effect of 44 dB or more and a surface resistance of 4.2 Ω · cm or less by the 4-point probe method for a specimen of 1 t thickness and a residual fiber length of 2.5 mm or more measured after 550 ° C./1 hour for the molded article High strength electromagnetic wave shielding composite material.
The composite material according to claim 1, wherein the composite has a flexural modulus of at least 40 GPa at 3.2 mm thickness according to ASTM D790, a spiral flow length of at least 250 mm at 300 占 폚, an EMI D257 specification Having a shielding effect of 45 dB or more and a surface resistance of 1.0 Ω · cm or less by the 4-point probe method with respect to a specimen of 1 t thickness and a residual fiber length of 3.0 mm or more measured after 550 ° C./1 hr of the molded product High strength electromagnetic wave shielding composite material.
상기 용융된 열가소성 수지에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 펠렛화하고; 그리고
상기 펠렛을 성형하는;
단계를 포함하여 이루어지는 고강성 전자파 차폐 복합재의 제조방법.
(A) feeding a thermoplastic resin into an extruder to melt it;
(B) carbon fibers are passed through the molten thermoplastic resin to impregnate them, followed by cutting to form pellets; And
Molding said pellet;
Wherein the electromagnetic wave shielding composite material has a thickness of 10 to 100 angstroms.
상기 복합수지 펠렛을 용융시키고;
상기 복합수지 펠렛에 (B) 카본섬유를 통과시켜 함침한 후 커팅하여 2차 펠렛화하고; 그리고
상기 카본 섬유가 함침된 2차 펠렛을 성형하는;
단계를 포함하여 이루어지는 고강성 전자파 차폐 복합재의 제조방법.
(A) a thermoplastic resin and (C) an additive comprising a carbon nanotube, a metal-coated graphite, a metal filler, or a mixture of two or more thereof, into an extruder and firstly pelletizing to produce a composite resin pellet;
Melting the composite resin pellets;
(B) carbon fiber is passed through the composite resin pellet to impregnate the composite pellet, followed by cutting to form secondary pellets; And
Molding the secondary pellet impregnated with the carbon fibers;
Wherein the electromagnetic wave shielding composite material has a thickness of 10 to 100 angstroms.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2010/009246 WO2012023672A1 (en) | 2010-08-20 | 2010-12-23 | High-rigidity composite material for magnetic wave shielding |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20100081077 | 2010-08-20 | ||
KR1020100081077 | 2010-08-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120023490A KR20120023490A (en) | 2012-03-13 |
KR101397687B1 true KR101397687B1 (en) | 2014-05-23 |
Family
ID=46130965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100129508A KR101397687B1 (en) | 2010-08-20 | 2010-12-16 | High modulus composite for emi shielding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101397687B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160095265A1 (en) * | 2013-05-21 | 2016-03-31 | Korea Institute Of Industrial Technology | Electromagnetic wave shielding sheet comprising carbon composite fiber manufactured by electrospinning and method for manufacturing same |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101417270B1 (en) | 2012-05-08 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | Hybrid filler for shielding electromagnetic wave and manufacturing method of the same |
EP2868690B1 (en) | 2013-09-02 | 2020-09-30 | LG Chem, Ltd. | Thermoplastic polymer to which carbon nanomaterial is bound and method for preparing same |
KR101583670B1 (en) * | 2014-06-12 | 2016-01-11 | (주) 웹스 | Thermal diffusion sheet having a flexible layer and a rigid layer of ceramic-carbon composite |
KR102162276B1 (en) * | 2016-12-28 | 2020-10-06 | 한국자동차연구원 | Conductive complex material using touch panel of vehicle |
KR101992168B1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-24 | 김영근 | Device for shielding of electromagnetic wave and the method of manufacturing thereof |
KR102275117B1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-07-07 | 코오롱플라스틱 주식회사 | Poly butylene telephthalate resin composition for thermal conductive and emi shielding, and molded article manufactured therefrom |
WO2021086019A1 (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | (주) 엘지화학 | Thermoplastic resin composition and molded product manufacturing method using same |
KR102581385B1 (en) * | 2019-10-31 | 2023-09-22 | 주식회사 엘지화학 | Thermoplastic resin composition, and manufacturing method of molded article using the same |
US20220410505A1 (en) * | 2019-11-20 | 2022-12-29 | Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Fiber reinforced thermoplastic composite sheet and method for preparing the same |
KR102663419B1 (en) * | 2019-12-30 | 2024-05-03 | 주식회사 삼양사 | Transparent thermoplastic resin composite reinforced with carbon fiber and method for preparing the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01138234A (en) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Toho Rayon Co Ltd | Stamping sheet material |
KR100830945B1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-20 | (주) 아모센스 | Preparation method of thermal conductive sheet comprised electromagnetic interference shielding used the nanocomposite carbon fiber |
JP2009242616A (en) | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Daikyonishikawa Corp | Resin injection-molded article and its molding method |
KR20100080419A (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 제일모직주식회사 | Resin composition |
-
2010
- 2010-12-16 KR KR1020100129508A patent/KR101397687B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01138234A (en) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Toho Rayon Co Ltd | Stamping sheet material |
KR100830945B1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-20 | (주) 아모센스 | Preparation method of thermal conductive sheet comprised electromagnetic interference shielding used the nanocomposite carbon fiber |
JP2009242616A (en) | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Daikyonishikawa Corp | Resin injection-molded article and its molding method |
KR20100080419A (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 제일모직주식회사 | Resin composition |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160095265A1 (en) * | 2013-05-21 | 2016-03-31 | Korea Institute Of Industrial Technology | Electromagnetic wave shielding sheet comprising carbon composite fiber manufactured by electrospinning and method for manufacturing same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120023490A (en) | 2012-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101397687B1 (en) | High modulus composite for emi shielding | |
KR20120034538A (en) | High modulus composition for emi shielding and molded articles thereof | |
KR101288565B1 (en) | Multi-functional resin composite and molded product using the same | |
WO2013085246A1 (en) | Composite, and molded product thereof | |
KR101740275B1 (en) | Resin composition for electromagnetic interference shielding | |
KR101469683B1 (en) | Methods for Preparing of Electromagnetic Shielding Composite Using Copper-Nickel Plated Carbon Fiber Prepared by Electroless-Electronic Continuous Process and Electromagnetic Shielding Material Prepared by the Methods | |
JP2010155993A (en) | Resin composition | |
JP5768811B2 (en) | Manufacturing method of injection molded body | |
JP2005510009A (en) | Conductive thermoplastic polymer composition | |
EP3041887B1 (en) | Carbon fiber reinforced plastic moldings | |
JP2013177560A (en) | Method for producing carbon fiber reinforced molded product, and carbon fiber reinforced molded product | |
KR101374361B1 (en) | Bracket for protecting lcd of portable display device | |
WO2012023672A1 (en) | High-rigidity composite material for magnetic wave shielding | |
JP4160138B2 (en) | Thermoplastic resin molded product, material for molded product, and method for producing molded product | |
KR102258483B1 (en) | A composite material composition having electromagnetic wave shielding function and a shaped product comprising the same | |
KR101374363B1 (en) | Bracket for protecting lcd of portable display device | |
JP3985074B2 (en) | Conductive resin composition and molded product thereof | |
KR101411017B1 (en) | High modulus and impact composite for emi shielding | |
CN102070824A (en) | Antistatic polypropylene composition and preparation method thereof | |
KR101411021B1 (en) | High modulus and impact composite for emi shielding | |
KR101720375B1 (en) | - styrene based resincarbon nanomaterial complex and resin plating product using the same | |
JP4670428B2 (en) | Electromagnetic wave shield molding | |
JP2008074992A (en) | Carbon fiber reinforced thermoplastic resin composition and molded product | |
KR102175062B1 (en) | Long fiber reinforced thermoplastic resin composition having excellent weatherability and molded article produced therefrom | |
KR101660242B1 (en) | Thermoplastic resin composition having improved impact resistant and appearance for mobile housing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180416 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190401 Year of fee payment: 6 |