KR101629790B1 - 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

레이더 커버용 열가소성 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 열가소성 수지 85 중량% 내지 95 중량%, 카본나노튜브 1 중량% 내지 5 중량% 및 카본블랙 3 중량% 내지 10 중량%를 포함하고, 그리고 상기 카본나노튜브 및 카본블랙을 3:7 내지 1:7의 중량비를 포함함으로써, 우수한 기계적 물성과 함께 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타내는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물이 제공된다.

Description

레이더 커버용 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic resin composition for radar cover}
본 발명은 주변환경으로부터 레이더를 보호함과 동시에 레이더의 신호 전달을 저해하지 않는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
레이더(radar)는 무선탐지와 거리측정(radio detecting and ranging)의 약어로 고주파(100 cm 이하 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치이다.
레이더는 초기에 표적의 탐색, 위치결정, 항해, 유도, 폭격 등의 군사용 목적으로 사용되었으며, 기술의 발달과 함께 활용성이 확대되어 항공우주공학 산업에서 항공기의 고도, 속도 및 위치에 관한 정보를 탐지하거나, 해양산업에서 선박의 위치와 물체의 위치를 탐색하는 용도로 사용되고 있다.
또한, 최근 전방의 차량을 감지하여 전방차량의 속도에 맞추어 차량 속도를 제어하는 ACC 기술과 전방차량과 자차량의 충돌이 예측되면 운전자에게 경보와 더불어 자동 브레이크를 동작시키는 CDM 기술이 보급됨에 따라 자동차 산업에도 레이더가 사용되고 있다.
상기와 같이 레이더 적용 산업이 발달함에 따라, 레이더를 장기간 효과적으로 사용하기 위해서 레이더 전면에 레이더 커버를 장착하여 주위 환경 및 수분으로부터 레이더를 보호하고 있다. 그러나, 레이더 전면에 장착하고 있는 레이더 커버는 커버 자체에 의한 전자기파의 손실이 있으며, 특히 레이더 커버 표면에서의 전자기파 반사 손실(reflection loss)이 매우 크다는 문제가 있다.
따라서, 레이더 커버는 전자기파 반사에 의한 손실이 낮으면서 투과되는 전자기파를 일정 수준으로만 차폐할 수 있는 성능을 갖춘 소재여야 한다. 즉, 적절한 전자기파 차폐 기능을 갖는 동시에 반사에 의한 반사 손실이 적은 전자기파 차폐 소재이어야만 레이더 커버로 사용할 수 있다.
그러나, 일반적으로 안테나 제작 및 반사도 측정, 항공기 및 선박의 레이더 추적 방지, 전자 장치의 전자기파 흡수 등에 사용되는 전자기파 차폐소재는, 도전, 유전 및 자성 손실을 이용하여 입사된 전자기파 에너지를 흡수하여 열로 변환함으로써 전자기파의 세기를 효과적으로 감쇄시킬 수 있는, 즉 투과 손실(penetration loss)이 큰 재료이다.
따라서, 전자기파가 반사되어 소실되는 것을 감소시키는 동시에 발사(투과)되는 전자기파의 차폐율을 적정 수준으로 제어하여 레이더의 신호 전달을 저해하지 않는 레이더 커버용 소재의 개발이 필요한 실정이다.
상기와 같은 배경 하에, 본 발명자들은 외부 환경으로부터 레이더를 보호하면서도 레이더의 신호 전달을 저해하지 않는 레이더 커버용 소재를 연구하던 중, 열가소성 수지에 카본나노튜브와 카본블랙을 최적의 함량 및 최적 혼합중량비로 첨가한 열가소성 수지 조성물이, 우수한 기계적 물성을 유지하면서도 레이더 신호를 저해하지 않는 정도의 전자기파 반사손실 및 투과 손실 특성을 갖는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 주변환경으로부터 레이더를 보호함과 동시에 레이더의 신호 전달을 저해하지 않는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 열가소성 수지 조성물로부터 제조되어 우수한 기계적 물성과 함께, 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타내는 레이더 커버 및 이를 포함하는 레이더를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 a) 열가소성 수지 85 중량% 내지 95 중량%; b) 카본나노튜브 1 중량% 내지 5 중량%; 및 c) 카본블랙 3 중량% 내지 10 중량%를 포함하고, 상기 카본나노튜브 및 카본블랙이 3:7 내지 1:7의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 수지를 포함하는 레이더 커버 및 이를 포함하는 레이더를 제공한다.
본 발명에 따른 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물에 의해 우수한 기계적 물성과 함께, 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타내어 레이더 신호를 저해하지 않는 레이더 커버를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 우수한 기계적 물성과 함께 레이더의 전자기파 신호 전달을 저해하지 않는 전자기파 반사손실 및 투과손실 특성을 가져 레이더 커버용으로 유용한 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물은, a) 열가소성 수지 85 중량% 내지 95 중량%; b) 카본나노튜브 1 중량% 내지 5 중량%; 및 c) 카본블랙 3 중량% 내지 10 중량%를 포함하고, 상기 카본나노튜브 및 카본블랙이 3:7 내지 1:7의 중량비를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 보다 더 상세하게 설명한다.
a) 열가소성 수지
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물에 있어서, 상기 열가소성 수지는 열가소성(thermoplasticity)을 갖는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하다. 구체적으로 상기 열가소성 수지로는 폴리아마이드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등), 아크릴계 수지, 폴리술폰 수지, 폴리페닐렌설파이드, 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리스티렌 수지, 신디오택틱 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 액정 중합체 수지 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나이거나, 또는 2종 이상의 공중합체 또는 혼합물이 사용될 수 있다.
이중에서도, 상기 열가소성 수지는 보다 구체적으로 기계적 강도, 내마모, 내열성 및 내약품성이 우수한 폴리아마이드 수지(polyamide resin)일 수 있다.
또한, 상기 폴리아마이드 수지는 보다 구체적으로 300℃ 온도 및 10 kg 하중 조건 하에서 50 g/min 내지 65 g/min의 용융지수(MI)를 갖는 것일 수 있다. 만약, 상기 폴리아마이드 수지가 상기 범위 내의 용융지수를 가질 경우 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 성형성이 우수할 수 있다.
또, 상기 열가소성 수지는 특별히 한정되지 않고 당업계에 공지된 통상적인 방법에 의하여 제조하여 사용하거나, 시판되는 물질을 구입하여 사용할 수 있다.
일례로, 상기의 열가소성 수지로서 폴리아마이드 수지를 제조하여 사용할 경우에는 이에 한정되는 것은 아니나, 예컨대 단량체로 3원환 이상의 고리 구조의 락탐 또는 ω-아미노산을 각각 단독 축중합하거나, 2종 이상을 축중합하여 제조한 것일 수 있으며, 2가산(diacids) 및 디아민을 첨가하여 제조한 것일 수도 있다.
또한, 상기 폴리아마이드 수지는 호모폴리아마이드(homopolyamide), 코폴리아마이드(copolyimide) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 결정성, 반결정성, 비결정성 또는 이들 혼합일 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 3, 폴리아마이드 4, 폴리아마이드 6, 폴리아마이드 7, 폴리아마이드 8, 폴리아마이드 9, 폴리아마이드 11, 폴리아마이드 12, 폴리아마이드 6,6, 폴리아마이드 6,10과 같은 결정성 지방족 폴리아마이드; 테레프탈산 및 이소프탈산과 헥사메틸렌디아민과의 공중합체와 같은 비결정성 코폴리아마이드; 또는 폴리메타자일렌아디프아마이드와 같은 방향족 폴리아마이드 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 열가소성 수지는 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물 내에 85 중량% 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 열가소성 수지가 85 중량% 미만으로 포함될 경우 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 성형성 및 기계적 물성이 저하될 수 있고, 또 95 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 상대적으로 후술하는 카본나노튜브 및 카본블랙의 양이 줄어 목적하는 전자기파 차폐 효과를 얻을 수 없을 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 열가소성 수지는 90 중량% 내지 95 중량%로 포함될 수 있다.
b) 카본나노튜브
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물에 있어서, 상기 카본나노튜브(carbon nanotube)는 상기 열가소성 수지의 충격강도 및 인장강도를 개선시킴과 동시에 반사손실을 낮추는 역할을 한다. 또, 상기 카본나노튜브는 전자기파가 가해졌을 때 유전손실(또는 에너지 변환 손실)이 향상되기 때문에, 전자기파에 대해 우수한 다중 흡수 성능을 나타낼 수 있다.
상기 카본나노튜브는 탄소들이 둥근 원을 이루며 긴 대롱 형태로 길게 성장한 미세한 분자를 의미하는 것으로, 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 6각형 벌집 모양의 속이 비어있는 튜브형 구조이다.
또, 상기 카본나노튜브는 0.5 nm 내지 10 nm의 평균 내경을 갖는 것일 수 있으며, 바람직하게는 1 nm 내지 5 nm의 평균 내경을 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 카본나노튜브는 단일벽 카본나노튜브, 이중벽 카본나노튜브 및 다중벽 카본나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 카본나노튜브는 열가소성 수지 조성물의 반사손실을 낮추는 반면, 그 함량이 지나치게 높을 경우 투과손실을 증가시킬 우려가 있다. 이에 따라 상기 카본나노튜브의 함량은 열가소성 수지 조성물의 반사손실 및 투과 소실을 고려하여 적절히 제어되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물 내에 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는 1 중량% 내지 3 중량%로 포함되는 것일 수 있다. 만약, 상기 카본나노튜브가 1 중량% 미만으로 포함될 경우 이를 포함하는 상기 열가소성 수지 조성물의 반사손실 감소 효과가 미미할 수 있으며, 카본나노튜브가 5 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 전자기파 투과손실이 과도하게 상승하거나, 상대적으로 후술하는 카본블랙의 양이 줄어 목적하는 정도의 전자기파 투과손실을 얻지 못할 수 있다.
c) 카본블랙
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물에 있어서, 상기 카본블랙(carbon black)은 상기 열가소성 수지의 충격강도 및 인장강도를 개선시킴과 동시에 전자기파 투과손실을 낮추는 역할을 할 수 있다.
상기 카본블랙은 미세한 탄소 분말을 의미하는 것으로, 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 평균 입자크기(D50)를 갖는 구형의 탄소 분말일 수 있다.
본 발명에 있어서, 카본블랙의 평균 입자크기(D50)는 입자크기 분포의 50% 기준에서의 입자크기로 정의할 수 있다. 또 상기 카본블랙의 평균 입자크기(D50)은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 카본블랙을 용매에 분산시킨 후, 시판되는 레이저 회절 입도 측정 장치(예를 들어 Microtrac MT 3000)에 도입하여 약 28 kHz의 초음파를 출력 60 W로 조사한 후, 측정 장치에 있어서의 입자크기 분포의 50% 기준에서의 평균 입자크기(D50)를 산출할 수 있다.
한편, 상기 카본블랙은 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물 내에 3 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 만약, 상기 카본블랙이 3 중량% 미만으로 포함될 경우 이를 포함하는 상기 열가소성 수지 조성물의 전자기파 투과손실 감소 효과가 미미할 수 있으며, 카본블랙이 10 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 반사손실이 과도하게 상승하거나, 상대적으로 상기 카본나노튜브의 양이 줄어 목적하는 정도의 반사손실 저하 효과를 얻지 못할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 카본블랙은 5 중량% 내지 7 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물은 상기한 각 구성성분을 각각의 최적 함량 범위로 포함하는 동시에, 상기 b) 카본나노튜브와 c) 카본블랙을 3:7 내지 1:7의 혼합중량비로 포함한다. 만약 상기 b) 카본나노튜브와 c) 카본블랙의 혼합중량비가 상기한 범위를 벗어나 카본나노튜브의 함량이 지나치게 많을 경우, 투과손실이 증가할 우려가 있다. 또 카본나노튜브와 카본블랙의 혼합중량비가 상기한 범위를 벗어나 카본블랙의 함량이 지나치게 높을 경우 반사손실이 증가할 우려가 있다. 이와 같이 상기한 혼합중량비를 충족하지 못할 경우 반사손실과 투과손실이 적절한 균형을 유지하지 못하고, 어느 하나에 치우치게 되고, 그 결과 레이더의 신호 전달을 저해할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 b) 카본나노튜브와 c) 카본블랙은 1:3 내지 1:7의 중량비를, 보다 더 구체적으로는 1:7의 중량비를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물은 상기 a) 폴리아마이드 수지 100중량부에 대하여, b) 카본나노튜브 1 내지 5중량부 및 c) 카본블랙 5 내지 8중량부를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 폴리아마이드 수지:카본나노튜브:카본블랙을 0.92: 0.01: 0.07의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 수지, 그리고 이를 포함하는 성형품으로서 레이더 커버, 더 나아가 상기 레이더 커버를 포함하는 레이더를 각각 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 제조된 수지 및 이를 포함하는 레이더 커버는 2 ㏈ 내지 9 ㏈ 범위의 반사손실 및 3 ㏈ 내지 12 ㏈ 범위의 전자기파 투과손실(EMI SE)을 갖는 것일 수 있다. 이와 같이, 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타냄으로써 레이더의 신호 전달을 저해하지 않을 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 수지 및 레이더 커버는 3 ㏈ 내지 6 ㏈ 범위의 반사손실 특성 및 3 ㏈ 내지 5 ㏈의 전자기파 투과손실을 갖는 것일 수 있다.
이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고 한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예에서 사용한 물질은 다음과 같다:
1) 폴리아마이드 수지: 300℃ 온도 및 10 kg 하중 조건 하에서 용융지수(MI)가 60g/min인 결정성 폴리아마이드
2) 폴리카보네이트: 중량평균분자량(Mw)=21,000g/mol, 유리전이온도(Tg)= 150℃
3) 폴리부틸렌테레프탈레이트 : Mw= 24,000g/mol, Tg= 65℃
4) 폴리페닐렌 설파이드: Mw= 21,000g/mol, Tg= 90℃
5) 카본나노튜브: 평균내경 2nm인 이중벽 카본나노튜브
6) 카본블랙: 평균 입자크기(D50) 50㎛
실시예 1
폴리아마이드 수지 94 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 1 g 및 카본블랙 5 g을 균일하게 혼합한 후 이축압출기와 사출기를 이용하여 평판형의 레이더 커버용 열가소성 수지 시편(두께: 3mm)을 제조하였다.
실시예 2
폴리아마이드 수지 92 g, 카본나노튜브 1 g 및 카본블랙 7 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
실시예 3
폴리아마이드 수지 90 g, 카본나노튜브 3 g 및 카본블랙 7 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 1
폴리아마이드 수지 94 g 및 카본나노튜브 6 g을 사용하고, 카본블랙을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 2
폴리아마이드 수지 90 g 및 카본나노튜브 10 g을 사용하고, 카본블랙을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 3
폴리아마이드 수지 94 g 및 카본블랙 6 g을 사용하고, 카본나노튜브를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 4
폴리아마이드 수지 90 g 및 카본블랙 10 g을 사용하고, 카본나노튜브를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 5
폴리아마이드 수지 91 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 3 g 및 카본블랙 6 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 6
폴리아마이드 수지 90 g 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 1 g 및 카본블랙 9 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 7
폴리아마이드 수지 86 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 2 g 및 카본블랙 12 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 8
폴리아마이드 수지 96 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 0.5 g 및 카본블랙 3.5 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 9
폴리아마이드 수지 87 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 1 g 및 카본블랙 12 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 10
폴리아마이드 수지 87.5 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 0.5 g 및 카본블랙 12 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 11
폴리아마이드 수지 92 g, 카본나노튜브(다중벽 카본나노튜브) 7 g 및 카본블랙 1 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 12
폴리아마이드 수지 95 g 및 카본나노파이버 5 g을 사용하고, 카본나노튜브 및 카본블랙을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 13
폴리아마이드 수지 92 g, 카본나노튜브 1 g 및 카본나노파이버 7 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
비교예 14
폴리아마이드 수지 92 g, 카본블랙 7 g 및 카본나노파이버 1 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 레이더 커버용 열가소성 수지 시편을 제조하였다.
하기 표 1에, 상기 실시예 및 비교예의 각 시편을 제조하기 위하여 사용된 물질 및 함량을 나타내었다.
구분 폴리아마이드(g) 카본나노튜브(g) 카본블랙(g) 카본나노파이버(g)
실시예 1 94 1 5 -
실시예 2 92 1 7 -
실시예 3 90 3 7 -
비교예 1 94 6 - -
비교예 2 90 10 -
비교예 3 94 - 6 -
비교예 4 90 - 10 -
비교예 5 91 3 6 -
비교예 6 90 1 9
비교예 7 86 2 12
비교예 8 96 0.5 3.5
비교예 9 87 1 12 -
비교예 10 87.5 0.5 12
비교예 11 92 7 1 -
비교예 12 95 - - 5
비교예 13 92 1 - 7
비교예 14 92 - 7 1
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편의 기계적 물성, 전자기파 반사손실 및 투과손실을 비교 분석하기 위하여, 하기의 방법에 따라 각 특성을 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 반사손실 및 투과손실: 각 시편을 ASTM D4935에 의거하여 전자기파 반사손실 및 투과손실을 측정하였다.
상세하게는, 반사손실은 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편(두께 3 mm)에 대해 30MHz 내지 1500MHz의 전자기파를 조사한 후, 시편의 표면에서 반사되어 나오는 신호세기와 조사시 신호세기와의 차이로부터 구하였다.
또, 투과손실은 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편(두께 3 mm)에 대해 30MHz 내지 1500MHz의 전자기파를 조사한 후, 시편을 통과하여 나오는 신호세기와 조사시 신호세기와의 차이로부터 구하였다.
(2) 인장강도 : 각 시편을 ASTM D638에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
(3) 충격강도 : 각 시편을 ASTM D256에 의거하여 충격강도를 측정하였다.
(4) 표면저항 : 각 시편을 ASTM D257에 의거하여 표면저항을 측정하였다.
구분 반사손실 (㏈) 투과손실 (㏈) 인장강도
(MPa)		 충격강도
(kg·cm/cm2)		 표면저항
(Ω/sq)
실시예 1 6 3 75 3.4 14.0
실시예 2 5 3 75 3.6 12.9
실시예 3 3 5 67 3.3 10.7
비교예 1 0.2 9.5 72 3.3 10.7
비교예 2 1 8 72 4.0 8.9
비교예 3 9 0.5 71 3.5 12.7
비교예 4 6 2 70 3.2 8.6
비교예 5 10 4 73 2.8 11.8
비교예 6 1.5 7 74 3.5 10.4
비교예 7 1 15 68 3.1 9.1
비교예 8 15 0.5 65 5.7 23.9
비교예 9 11 4 73 3.5 9.7
비교예 10 12 2 73 3.5 9.8
비교예 11 1 9 72 3.2 12.0
비교예 12 1 11 90 5.1 23.6
비교예 13 0.5 13 91 4.6 13.7
비교예 14 13 2.5 76 3.9 16.3
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 실시예 1 내지 3의 열가소성 수지는, 비교예 1 내지 14에서 제조한 열가소성 수지 시편과 비교하여, 동등 수준의 기계적 특성 및 표면저항 특성을 유지하면서도, 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타내었다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에 있어서 열가소성 수지와 함께 카본나노튜브 및 카본블랙을 동시에 포함하는 실시예 1 내지 3의 열가소성 수지 시편은, 카본나노튜브와 카본블랙 중 어느 하나만을 포함하는 열가소성 수지 시편(비교예 1 내지 4)과 비교하여, 전자기파의 반사손실 또는 투과손실 특성 중 어느 하나에 치우치지 않고 적절한 균형을 유지하는 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
또, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에 있어서 열가소성 수지와 함께 카본나노튜브 및 카본블랙을 포함하고, 또 그 각각의 함량 조건을 충족하더라도, 카본나노튜브와 카본블랙의 혼합중량비 조건을 충족하지 않는 경우(비교예 5 및 6)에는 전자기파 반사손실 또는 투과손실 특성 중 한쪽으로 치우치는 효과를 나타내었다.
또, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에 있어서 열가소성 수지와 함께 카본나노튜브 및 카본블랙을 포함하고, 상기 카본나노튜브와 카본블랙을 혼합중량비의 조건을 충족하는 혼합비로 포함하더라도 각각의 함량 조건을 충족하지 않을 경우(비교예 7 및 8)에도 전자기파 반사손실 또는 투과손실 특성 중 한쪽으로 치우치는 효과를 나타내었으며, 각 구성성분의 함량범위 조건 및 카본나노튜브와 카본블랙의 혼합중량비 조건을 모두 충족하지 않는 경우(비교예 9, 10, 11) 역시 전자기파 반사손실 또는 투과손실 특성 중 한쪽으로 치우치는 효과를 나타내었다.
한편, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물에 있어서, 카본나노튜브 또는 카본블랙을 대신하여, 카본나노파이버만을 단독 사용하는 경우(비교예 12), 카본나노파이버를 카본나노튜브와 7:1의 혼합중량비로 혼합하여 사용하는 경우(비교예 13), 그리고 카본나노파이버를 카본블랙과 1:7의 혼합중량비로 혼합하여 사용하는 경우(비교예 14) 모두 전자기파 반사손실 또는 투과손실 특성 중 한쪽으로 치우치는 효과를 나타내었다.
이 같은 결과로부터, 본 발명에 따른 열가소성 수지, 카본나노튜브 및 카본블랙을 최적 함량 및 혼합중량비로 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 열가소성 수지는, 우수한 기계적 물성을 유지하면서도 레이더 커버용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실 조건을 발란스 좋게 나타냄으로써 레이더 커버용으로 적용되어 주변환경으로부터 레이더를 보호할 수 있을 뿐 아니라 반사되어 들어오는 전자기파 신호를 용이하게 받아들일 수 있으며, 투과되는 전자기파를 일정 수준만 차폐하여 레이더의 신호 전달을 저해 않음을 알 수 있다.
실험예 2
다양한 열가소성 수지에서의 개선 효과를 관찰하기 위하여, 하기 표 3에 기재된 열가소성 수지를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2에서와 동일한 방법으로 실시하여 열가소성 수지 시편을 제조하였다. 제조한 열가소성 수지 시편에 대해 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 기계적 물성, 전자기파 반사손실 및 투과손실을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었으며, 효과 비교를 위해 상기 실시예 2에서 제조한 열가소성 수지 시편의 측정 결과를 함께 기재하였다.
구분 열가소성 수지 종류 반사손실 (㏈) 투과손실 (㏈) 인장강도
(MPa)		 충격강도
(kg·cm/cm2)		 표면저항
(Ω/sq)
실시예 2 폴리아마이드 수지 5 3 75 3.6 12.9
실시예 4 폴리카보네이트 4 5 60 4.9 8.6
실시예 5 폴리부틸렌테레프탈레이트 5 3 53 3.1 8.7
실시예 6 폴리페닐렌 설파이드 3 5 55 2.1 5.8
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 다양한 열가소성 수지를 사용한 경우에도 우수한 기계적 물성과 함께 레이더 보호용으로 요구되는 전자기파 반사손실 및 투과손실을 발란스 좋게 나타냄을 확인하였다.

Claims (12)

  1. a) 열가소성 수지 85 중량% 내지 95 중량%;
    b) 카본나노튜브 1 중량% 내지 5 중량%; 및
    c) 카본블랙 3 중량% 내지 10 중량%를 포함하고;
    상기 a) 열가소성 수지는 300℃ 온도 및 10 kg 하중 조건 하에서 50 g/min 내지 65 g/min의 용융지수를 갖는 결정성 폴리아마이드 수지이고,
    상기 b) 카본나노튜브는 0.5 nm 내지 10 nm의 평균 내경을 가지며,
    상기 c) 카본블랙은 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 평균 입자크기(D50)를 갖는 구형의 탄소입자이고,
    상기 카본나노튜브 및 카본블랙이 3:7 내지 1:7의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 b) 카본나노튜브는 단일벽 카본나노튜브, 이중벽 카본나노튜브 및 다중벽 카본나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 b) 카본나노튜브와 c) 카본블랙은 1:3 내지 1:7의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 a) 열가소성 수지 100중량부에 대하여 b) 카본나노튜브 1 내지 5중량부 및 c) 카본블랙을 5 내지 8중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 커버용 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항, 제5항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 수지를 포함하는 레이더 커버.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수지는 2 ㏈ 내지 9 ㏈ 범위의 전자기파 반사손실 및 3 ㏈ 내지 12 ㏈ 범위의 전자기파 투과손실을 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 커버.
  12. 제10항에 따른 레이더 커버를 포함하는 레이더.
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