KR102065459B1 - 전자파차폐 방열플라스틱 성형품 - Google Patents

전자파차폐 방열플라스틱 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR102065459B1
KR102065459B1 KR1020190063032A KR20190063032A KR102065459B1 KR 102065459 B1 KR102065459 B1 KR 102065459B1 KR 1020190063032 A KR1020190063032 A KR 1020190063032A KR 20190063032 A KR20190063032 A KR 20190063032A KR 102065459 B1 KR102065459 B1 KR 102065459B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon fiber
metal
coated carbon
molded article
electromagnetic shielding
Prior art date
Application number
KR1020190063032A
Other languages
English (en)
Inventor
이희진
권원현
정성우
김경수
장승훈
Original Assignee
주식회사 디에스엔프라
(주)창림이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디에스엔프라, (주)창림이엔지 filed Critical 주식회사 디에스엔프라
Priority to KR1020190063032A priority Critical patent/KR102065459B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102065459B1 publication Critical patent/KR102065459B1/ko

Links

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
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • 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
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • 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
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20463—Filling compound, e.g. potted resin
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 플라스틱 성형품에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 전자파차폐 및 방열성능을 갖는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품에 관한 것이다.

Description

전자파차폐 방열플라스틱 성형품{Plastic article for electromagnetic wave shielding and radiation}
본 발명은 플라스틱 성형품에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 전자파차폐 및 방열성능을 갖는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품에 관한 것이다.
최근 들어, 그린 에너지인 전기를 이용하여 주행하는 전기 자동차의 기술 개발이 급속하게 발전하고 있다. 대부분의 전기 자동차는 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리, 상기 모터의 회전수를 제어하는 인버터, 상기 배터리에 전기를 충전하기 위한 배터리 차저 및 차량용 저전압 직류변환장치(LDC:Low voltage DC/DC Converter)를 포함한다.
상기와 같은 전장 부품들은 작동 과정에서 많은 열이 발생할 뿐 아니라, 다른 전장 부품의 동작에 영향을 주는 전자파 또는 노이즈를 많이 발생시키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 공냉식 또는 수냉식 방열 구조 및 EMI 전자파 등을 차폐하여 EMC(Electro Magnetic Compatibility)를 만족하는 차폐 기능이 부여된 전장 부품 박스에 상기 전장 부품들을 수용하는 구조를 채택하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 전장 박스 제품의 경우, 전장품을 차폐하는 하우징이 철이나 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 성형됨에 따라 전장부품 박스의 중량이 증가하고, 부식방지 등의 후 가공이 필요하기 때문에 제조 원가 경쟁력이 떨어지는 단점이 있다. 나아가, 전장부품 박스의 중량이 증가하면, 차량의 자체 중량 또는 증가하게 되어 전기 에너지 소모량이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
이를 해결하기 위하여 플라스틱 하우징을 사용하는 경우에는 낮은 비중으로 경량이라는 장점은 있으나 내부에서 발생하는 고온의 열을 외부로 방출하기 위하여 별도의 히트 싱크가 필요하다는 문제가 있다.
등록특허공보 제0819664호
본 발명은 우수한 방열 및 전차파차폐 성능을 발휘하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 성형품이 외장재, 함체 등으로 구현되어 충분한 기계적 강도를 담보할 수 있는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품 제공하는 것에 다른 목적이 있다.
나아가 본 발명은 다양한 형상으로 성형이 가능하며, 성형품이 우수한 기계적 강도와, 방열 및 전자파차폐성능을 모두 발휘할 수 있는 전자파차폐 방열플라스틱 조성물을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 소정의 형상으로 성형된 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내 분산되며 평균 섬유장이 15㎜ 이하인 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 포함하는 분산필러를 구비하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매트릭스는 폴리아미드계, 폴리에스테르계 및 폴리올레핀계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 전체 중량 대비 20 ~ 32중량%로 구비되며, 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1: 1.0 ~ 2.2 중량비로 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 금속코팅 탄소섬유는 평균 섬유장이 3 ~ 10㎜일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 흑연은 평균입경이 30 ~ 50㎛이고, 상기 금속코팅 탄소섬유는 섬유장에 하기 수학식에 따른 다분산값이 25 ~ 45%일 수 있다.
[수학식]
Figure 112019055099608-pat00001
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 분산필러는 질화붕소 및 질화알루미늄 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 금속코팅 탄소섬유는 니켈 코팅 탄소섬유일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 분산필러는 전체 중량 기준 25 ~ 70 중량%로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 매트릭스 형성성분 및 평균 섬유장이 15㎜ 이하인 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 포함하는 분산필러를 구비하는 전자파차폐 방열플라스틱용 조성물을 제공한다.
본 발명의 전자파차폐 방열플라스틱은 우수한 열전도성 및 전자파차폐 성능을 동시에 발현한다. 또한, 외장재나 함체로 사용될 수 있도록 충분한 기계적 강도를 갖는다. 나아가 표면 품질이 우수하여 외장재 등에 이용되기에 매우 용이하다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 전자파차폐 방열플라스틱 성형품은 소정의 형상으로 성형된 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내 분산되며 평균 섬유장이 15㎜ 이하인 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 포함하는 분산필러를 구비한다.
상기 매트릭스는 분산필러를 수용하며, 방열플라스틱 성형품이 소정의 형상을 가지도록 하는 성분으로 형성된 것으로서 공지된 열가소성 수지의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 이에 대한 일예로서 폴리아미드계, 폴리에스테르계 및 폴리올레핀계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리아미드계 화합물을 사용할 수 있다. 폴리아미드 화합물은 내열성이 높고, 우수한 물리적 특성을 가져 바람직하다. 폴리아미드 화합물로는 당 분야에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용 가능한 시판품으로는 예를 들면 나일론6, 나일론66 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 매트릭스 내에는 분산필러가 분산되는데, 상기 분산필러는 금속코팅된 탄소섬유와 흑연을 포함한다.
상기 금속코팅 탄소섬유는 전자파 차폐 성능과 방열특성을 담보하는 성분이다. 종래에 성형품에 탄소섬유를 전자파차폐 목적으로 구비시키는 경우가 있었으나, 탄소섬유는 전자파차폐 효과를 달성하기에 충분하지 않다. 이에 탄소섬유에 금속이 코팅된 것을 사용하며, 이를 통해 현저한 전자파차폐 성능의 달성이 가능할 수 있다. 상기 금속코팅된 탄소섬유는 구리, 니켈 등의 금속이 코팅된 것일 수 있고, 바람직하게는 니켈이 코팅된 것일 수 있다.
상기 금속코팅된 탄소섬유는 평균 섬유장이 15㎜인 것이 사용되며, 바람직하게는 3 ~ 10㎜인 것이 사용될 수 있다. 평균 섬유장이 15㎜를 초과하는 것을 사용 시 성형품 표면에 돌출될 수 있어서 표면이 매끄럽지 못하는 등 표면품질의 현저한 저하를 유발할 수 있다. 또한, 바림직하게는 3㎜ 이상인 것을 사용하는 것이 좋은데, 3㎜ 미만의 것을 사용할 경우 전자파차폐성능이 현저히 저하될 우려가 있고, 기계적 강도 역시 크게 저하할 수 있다. 또한, 상기 금속코팅된 탄소섬유는 직경이 5 ~ 30㎛일 수 있으며, 이들을 불만족하는 경우 방열, 전자파 차폐 및 기계적 강도 등 본 발명이 달성하고자 하는 모든 효과를 얻기 어려울 수 있다.
한편, 상기 금속코팅된 탄소섬유는 탄소섬유를 피복하는 금속코팅층과 탄소섬유 사이에 25℃에서 고상인 이온성 액체를 구비할 수 있고, 이를 통해 금속코팅층의 박리를 크게 감소시켜 성형품의 제조 중 발생할 수 있는 금속코팅층의 탈리와, 이로 인한 전자파차폐성능의 저하를 방지할 수 있다.
상기 분산필러 중 흑연은 성형품에 우수한 방열특성 및 전자파차폐 성능을 부여한다. 상기 흑연은 바람직하게는 평균 입경이 30㎛ 내지 50㎛일 수 있으며, 이를 통해 우수한 표면품질과 방열성능을 동시에 달성하기에 유리할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 전체 중량 대비 20 ~ 32중량%로 구비될 수 있다. 만일 20중량% 미만을 구비될 경우 방열성능과 전자파차폐성능이 현저히 저하될 수 있다. 또한, 32중량%를 초과할 경우 성형품의 경량화에 바람직하지 못하며, 표면품질이 저하될 수 있고, 충격 등에 의한 기계적 강도 역시 저하될 우려가 있다. 이때, 보다 바람직하게는 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1: 1.0 ~ 2.2 중량비로 구비될 수 있다. 만일 금속코팅 탄소섬유 중량기준 흑연이 1.0 중량비 미만으로 구비될 경우 방열특성이 저하될 우려가 있고, 2.2 중량비를 초과할 경우 전자파 차폐성능이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 성형품의 충격에 따른 강도, 방열 및 전자파차폐 등 성형품의 물성을 보다 향상시키기 위해 상기 흑연은 평균입경이 30 ~ 50㎛이고, 상기 금속코팅 탄소섬유는 섬유장에 하기 수학식에 따른 다분산값이 25 ~ 45%일 수 있다.
[수학식]
Figure 112019055099608-pat00002
만일 흑연의 입경과, 금속코팅된 탄소섬유의 섬유장에 대한 다분산값을 만족하지 못하는 경우 충격 등에 대한 강도, 방열 및 전자파차폐에 있어서 매우 우수한 물성을 가지기 어려울 수 있다.
한편, 상기 분산필러는 질화붕소 및 질화알루미늄 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 질화붕소 및 질화알루미늄은 성형품의 열전도성을 보다 향상시키기에 다른 재질의 열전도성 필러에 대비해 유리할 수 있다. 상기 질화붕소 및 질화알루미늄 중 어느 하나 이상은 상술한 금속코팅 탄소섬유와 흑연 총중량 100 중량부 대비 100 ~ 200 중량부로 포함될 수 있고, 만일 100 중량부 미만으로 구비되는 경우 열전도성의 향상이 미미할 수 있으며, 200 중량부를 초과할 경우 역시 열전도성의 향상 폭이 적은 반면 제조비용이 현저히 증가될 우려가 있다. 또한, 보다 바람직하게는 상기 질화붕소와 질화알루미늄이 모두 사용될 수 있으며, 이때 상기 질화알루미늄과 질화붕소는 1: 1 ~ 4의 중량비로 포함될 수 있고 이를 통해 목적하는 열전도성 향상에 상승된 효과가 있을 수 있다.
상기 질화붕소나 질화알루미늄은 예를 들면 평균입경이 1㎛ 내지 20㎛일 수 있으며, 구체적으로는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 바람직하게는 질화붕소의 경우 3㎛ 내지 10㎛, 질화알루미늄의 경우 1㎛ 내지 6㎛일 수 있으며 이를 통해 방열특성 향상에 상승된 효과가 있을 수 있다.
한편, 상술한 분산필러 중 금속코팅 탄소섬유를 제외하고, 형상이 구상, 또는 비정형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 성형품은 상술한 성분 이외에 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
산화방지제의 예를 들자면 힌더드 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트 화합물, 유황 화합물, 또는 이들의 혼합을 사용할 수 있다. 이 경우 열성형 공정 중 고분자 소재가 받는 열 이력을 저하시켜 물성 유지율을 향상시킬 수 있다.
힌더드 페놀계 산화방지제의 구체적인 예를 들자면, 옥타딜-3-(4-하이드록시-3,5-디-터트-부틸페닐)-프로피오네이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-부틸페놀), 에틸렌 비스(옥시에틸렌) 비스[3-(5-터셔리-부틸-4-하이드록시-m-톨일)프로피오네이트 등을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 아민계 산화방지제는 4,4-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐 아민일 수 있고, 이 경우에 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
포스파이트 화합물의 구체적인 예를 들자면 트리페닐 포스파이트, 디페닐데실 포스파이트, 페닐이소데실 포스파이드, 트리(노닐페닐) 포스파이트 및 트리라우릴 트리티오 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 유황 화합물의 구체적인 예를 들자면 도데실 메르캅단, 1,2-디페닐-2-티올, 또는 이들의 혼합일 수 있고, 이 경우 물성 유지율을 향상시키면서도 내변색성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 산화방지제는 성형품 총 중량 중 0 내지 3중량%, 구체적으로 0.1 내지 1중량%, 보다 구체적으로 0.2 내지 0.6중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 함량 범위 내에서 압출이나 사출 등 열성형 공정 중 고분자 소재가 받는 열 이력을 저하시켜 물성 유지율을 향상시키면서도 내변색성이 우수한 효과가 있다.
필요에 따라, 본 발명의 성형품은 난연제, 충격보강제, 난연보조제, 활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제 및 드립 방지제로 이루어지는 군으로부터 하나 이상 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 그 함량은 성형품 총 중량 중 0 내지 10중량% 포함될 수 있다. 이들 첨가제의 구체적인 종류는 공지된 것을 사용할 수 있음에 따라서 이에 대해서 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.
상술한 성형품은 매트릭스 형성성분, 및 평균 섬유장이 15㎜ 이하인 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 포함하는 분산필러를 구비하는 전자파차폐 방열플라스틱용 조성물을 통해 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 조성물이 펠렛으로 1차 성형된 후 펠렛을 이용하여 소정의 형상을 갖는 성형품으로 성형될 수 있다.
상기 펠렛은 상기 조성물을 혼련하고 압출하여 제조된 것일 수 있다.
혼련은 예를 들면 상기 조성물을 단축 또는 2축의 압출기, 밴버리 믹서, 니더, 믹싱 롤 등 통상 공지의 용융 혼합기에 공급하여 대략 100 내지 500℃, 또는 200 내지 400℃의 온도에서 혼련하는 방법 등을 예로서 들 수 있다.
원료의 혼합 순서도 특별히 제한은 없고, 일예로 폴리아미드 수지, 분산필러 및 필요에 따라 산화방지제 등 첨가제를 사전에 블렌드한 후, 폴리아미드 수지의 융점 이상의 온도로 단축 또는 2축 압출기로 균일하게 용융 혼련한 뒤 압출법을 통해 펠렛을 제조할 수 있다. 혼련이나 압출은 선택되는 매트릭스 성분의 종류 등을 고려하여 적절한 조건으로 수행될 수 있으므로 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제조된 펠렛은 이후 성형품으로 압출, 사출 등 공지된 성형법을 이용해 제조될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 성형품은, 자동차 부품, 전기전자 부품, 건축 부재 등 각종 용도에 이용할 수 있다. 구체적인 용도로서는, 에어 플로 미터, 에어 펌프, 자동 온도 조절 장치 하우징, 엔진 마운트, 이그니션 보빈, 이그니션 케이스, 클러치 보빈, 센서 하우징, 아이들 스피드 컨트롤 밸브, 진공 스위칭 밸브(vacuum switching valves), ECU 하우징, 진공 펌프 케이스, 인히비터 스위치, 회전 센서, 가속도 센서, 디스트리뷰터 캡, 코일 베이스, ABS용 액츄에이터 케이스, 라디에이터 탱크의 탑 및 보텀, 쿨링 팬, 팬 슈라우드(fan shroud), 엔진 커버, 실린더 헤드 커버, 오일 캡, 오일 팬, 오일 필터, 연료 캡, 연료 스트레이너, 디스트리뷰터 캡, 증기 캐니스터 하우징(vapor canister housing), 에어클리너 하우징, 타이밍 벨트 커버, 브레이크 부스터 부품, 각종 케이스, 각종 튜브, 각종 탱크, 각종 호스, 각종 클립, 각종 밸브, 각종 파이프 등의 자동차용 언더 후드 부품, 토크 컨트롤 레버, 안전 벨트 부품, 레지스터 블레이드, 워셔 레버, 윈드 레귤레이터 핸들, 윈드 레귤레이터 핸들의 노브, 패싱 라이트 레버, 선바이저 브래킷, 각종 모터 하우징 등의 자동차용 내장 부품, 루프 레일, 펜더, 가니시(garnish), 범퍼, 도어 미러 스테이, 스포일러, 후드 루버, 휠 커버, 휠 캡, 그릴 에이프런 커버 프레임, 램프 반사경, 램프 베젤(lamp bezel), 도어 핸들 등의 자동차용 외장 부품, 와이어 하네스 커넥터, SMJ 커넥터-, PCB 커넥터, 도어 그로멧(door grommet) 커넥터 등 각종 자동차용 커넥터, 릴레이 케이스, 코일 보빈, 광픽업 섀시, 모터 케이스, 노트 PC 하우징 및 내부 부품, LED 디스플레이 하우징 및 내부 부품, 프린터 하우징 및 내부 부품, 휴대 전화기, 모바일 PC, 휴대형 모바일 등의 휴대용 단말기 하우징 및 내부 부품, 기록 매체(CD, DVD, PD, FDD 등) 드라이브의 하우징 및 내부 부품, 복사기의 하우징 및 내부 부품, 팩시밀리의 하우징 및 내부 부품, 파라볼라안테나 등으로 대표되는 전기전자 부품을 예로 들 수 있다.
또한, VTR 부품, 텔레비전 부품, 다리미, 헤어 드라이어, 전기밥솥 부품, 전자 레인지 부품, 음향 부품, 비디오 카메라, 프로젝터 등의 영상 기기 부품, 레이저 디스크(등록상표), 컴팩트 디스크(CD), CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, 블루레이 디스크 등의 광기록 매체의 기판, 조명 부품, 냉장고 부품, 에어콘 부품, 타이프라이터 부품, 워드프로세서 부품 등으로 대표되는 가정사무 전기 제품 부품을 예로 들 수 있다.
또한, 전자 악기, 가정용 게임기, 휴대형 게임기 등의 하우징이나 내부 부품, 각종 기어, 각종 케이스, 센서, LEP 램프, 커넥터, 소켓, 저항기, 릴레이 케이스, 스위치, 코일 보빈, 컨덴서, 가변축전기(variable capacitor) 케이스, 광픽업, 발진자, 각종 단자판, 트랜스포머, 플러그, 프린트 배선판, 튜너, 스피커, 마이크로폰, 헤드폰, 소형 모터, 자기 헤드 베이스, 파워 모듈, 반도체, 액정, FDD 캐리지(FDD carriages), FDD 섀시, 모터 브러시 홀더, 트랜스 부재, 코일 보빈 등의 전기전자 부품, 혹은 와이어 하네스 커넥터, SMJ 커넥터, PCB 커넥터, 도어 그레밋 커넥터 등 각종 자동차용 커넥터로서 특히 유용하다.
또한, 상기 성형품은 개선된 전도성을 가지므로 전자파를 흡수하여 전자파 차폐체로 사용될 수 있다. 상기 전자파 차폐체는 전자파를 흡수하여 소멸시키므로 전자파 흡수능에 있어서도 개선된 성능을 나타낸다.
또한, 상기 펠렛 또는 성형품은 재생(recycle)이 가능하다. 예를 들면, 상기 펠렛 및 성형품을 분쇄하고, 바람직하게는 분말상으로 만든 후, 필요에 따라 첨가제를 배합하여 얻어지는 수지 조성물은, 본 발명의 펠렛과 동일하게 사용할 수 있고, 성형품으로 만들 수도 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.
<실시예1>
나일론66과 분산필러를 혼합하여 전자파차폐 방열플라스틱용 조성물을 제조했다. 구체적으로 분산필러로 직경이 약 8.6㎛이며, 평균 섬유장이 10㎜이고, 다분산값이 0%인 니켈코팅된 탄소섬유와 평균입경이 40㎛인 흑연, 평균입경이 6㎛인 질화붕소, 평균입경이 4㎛인 질화알루미늄을 사용했다. 이때, 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1:1 중량비로 해서 조성물 전체 중량 기준 이들 중량 총합이 20중량%가 되도록 했고, 이들 중량 총합 100 중량부를 기준으로 질화알루미늄과 질화붕소를 100 중량부 혼합했으며, 이때 질화알루미늄과 질화붕소를 1:3의 중량비가 되도록 했다. 또한, 나일론66는 잔량으로 포함시켰다. 이후 이들 재료들을 믹서로 혼합하고, 270℃ 조건 하에서 이축압출기(twin-screw extruder)를 이용하여 압출한 후, 펠렛 형태로 제조하여 80℃에서 4시간 이상 건조한 다음, 이를 사출 성형하여 하기 표 1과 같은 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제조하였다.
<실시예2 ~ 11>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 분산필러의 함량, 각 성분의 함량 등을 하기 표 1과 같이 변경하여 하기 표 1과 같은 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제조하였다.
<비교예1 ~ 비교예3>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 분산필러의 함량, 각 성분의 함량 등을 하기 표 1과 같이 변경하여 하기 표 1과 같은 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제조하였다.
이때, 비교예2 는 흑연을 불포함했으며, 비교예3은 니켈이 코팅되지 않은 직경이 약 8㎛인 탄소섬유를 사용했다.
<실험예1>
실시예 및 비교예에 따른 시편에 대해서 하기의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 열전도도
열전도도는 LFA 레이저법을 통해 가열하고 두께 2㎜의 시료의 반대편에 열이 전달되는 시간을 적외선 센서로 측정하여 열전도율을 계산하였다. 각 실시예 및 비교예에서 결과값을 실시예1의 값을 100%로 기준해서 나머지 실시예 및 비교예의 값을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 실시예1보다 백분율이 클수록 열전도도가 우수함을 의미한다.
2. 전자파차폐성능
ASTM D4935에 의거하여 전자파 무반사실에서 1GHz 대역에서 전자파 차폐율(dB)을 측정하였다. 각 실시예 및 비교예에서 측정된 결과값을 실시예1의 값을 100%로 기준해서 나머지 실시예 및 비교예의 값을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 실시예1보다 백분율이 클수록 1GHz에서 전자파차폐 성능이 우수함을 의미한다.
3. 표면품질
동일한 크기의 시료 표면에 대해 표면조도(㎛)를 측정하였다. 각 실시예 및 비교예에서 결과값을 실시예1의 값을 100%로 기준해서 나머지 실시예 및 비교예의 값을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 실시예1보다 백분율이 클수록 표면에 돌출된 것이 증가하여 표면품질이 좋지 않음을 의미한다.
금속코팅
탄소섬유		 흑연 1)+2)
중량%		 1)과
2)의
중량비		 3)+4)
함량(중량부)/3)과4)중량비		 전자파차폐
방열플라스틱
평균섬유장
(㎜)		 다분산값
(%)		 평균입경
(㎛)		 열전
도도		 전자파
차폐		 표면
품질
실시예1 10 0 40 20 1:1 100/1:3 100 100 100
실시예2 14 0 40 20 1:1 100/1:3 103.5 104.2 113
실시예3 3 0 40 20 1:1 100/1:3 90.7 91.5 90.3
실시예4 1.5 0 40 20 1:1 100/1:3 82.4 80.3 90
실시예5 10 0 40 17 1:1 100/1:3 96.2 86.5 100
실시예6 10 0 40 25 1:1 100/1:3 104.5 106.5 105.3
실시예7 10 0 40 32 1:1 100/1:3 111.3 108 112
실시예8 10 0 40 35 1:1 100/1:3 114.5 109.3 128.5
실시예9 10 0 40 20 1:0.7 100/1:3 85.5 102.9 106.9
실시예10 10 0 40 20 1:2.2 100/1:3 108.5 92.8 97
실시예11 10 0 40 20 1:2.5 100/1:3 109.6 80.3 96
비교예1 17 0 40 20 1:1 100/1:3 104.5 105.9 146.3
비교예2 10 0 불포함 20 - 100/1:3 75.3 106.6 100
비교예3 10
(탄소섬유)		 0 40 20 1:1 100/1:3 103.5 72.1 95.8
※ 표 1에서 1)은 금속코팅 탄소섬유, 2)는 흑연, 3)은 질화알루미늄, 4)는 질화붕소를 의미한다.표 1을 통해 확인할 수 있듯이, 섬유장이 17㎜인 비교예1은 표면 품질이 실시예1과 실시예2 대비 현저히 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 흑연을 포함하지 않은 경우 열전도도가 실시예에 대비 현저히 저하된 것을 알 수 있다.
또한, 금속이 코팅되지 않은 탄소섬유를 사용한 비교예3은 실시예1에 대비해 전자파차폐성능이 현저히 저하된 것을 확인할 수 있다.
<실시예12 ~ 15>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 금속코팅 탄소섬유의 섬유장을 하기 표 2와 같은 다분산값을 갖는 것으로 변경하여 하기 표 2와 같은 전자파차폐 방열플라스틱 성형품을 제조하였다.
<실험예2>
실시예에 따른 시편에 대해서 하기의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. IZOD충격강도 및 굴곡강도
굴곡강도(MPa)는 ASTM D790에 의거하여 측정하였고, IZOD충격강도(J/m)는 ASTM D1525에 의거하여 측정하였다. 각 실시예에서 결과값을 실시예1의 값을 100%로 기준해서 나머지 실시예의 값을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 실시예1보다 백분율이 클수록 해당 강도 특성이 우수함을 의미한다.
2. 표면품질
실험예1과 동일하게 평가하였다.
실시예12 실시예13 실시예14 실시예15 실시예1
금속코팅
탄소섬유		 평균섬유장 10 10 10 10 10
다분산값 25 45 50 20 0
흑연 평균입경 40 40 40 40 40
금속코팅 탄소섬유+흑연 함량(중량%) 20 20 20 20 20
IZOD충격강도 121.6 125.9 126.3 105.5 100
굴곡강도 103.5 105.0 105.5 101.4 100
표면품질 106.5 115.1 134.6 103.7 100
표 2를 통해 알 수 있듯이,
본 발명의 바람직한 섬유장의 다분산값을 갖는 실시예12와 13은 실시예14와 15 및 실시예1에 대비해 IZOD충격강도, 굴곡강도 및 표면품질을 모두 우수하게 달성함을 확인할 수 있다. 실시예14의 경우 실시예13에 대비 표면품질이 현저히 좋지 않았다.

Claims (9)

  1. 소정의 형상으로 성형된 매트릭스; 및
    상기 매트릭스 내 분산되며, 평균 섬유장이 3 ~ 10㎜인 금속코팅 탄소섬유와 평균입경이 30 ~ 50㎛인 흑연을 포함하는 분산필러;를 구비하고,
    상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 전체 중량 대비 20 ~ 32중량%로 구비되며, 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1: 1.0 ~ 2.2 중량비로 구비되고, 상기 금속코팅 탄소섬유는 섬유장에 하기 수학식에 따른 다분산값이 25 ~ 45%인 전자파차폐 방열플라스틱 성형품.
    [수학식]
    Figure 112019076930559-pat00004
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스는 폴리아미드계, 폴리에스테르계 및 폴리올레핀계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분산필러는 질화붕소 및 질화알루미늄 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속코팅 탄소섬유는 니켈 코팅 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분산필러는 전체 중량 기준 25 ~ 70 중량%로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자파차폐 방열플라스틱 성형품.
  9. 매트릭스 형성성분; 및
    평균 섬유장이 3 ~ 10㎜인 금속코팅 탄소섬유와 평균입경이 30 ~ 50㎛인흑연을 포함하는 분산필러;를 구비하며,
    상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 전체 중량 대비 20 ~ 32중량%로 구비되며, 상기 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1: 1.0 ~ 2.2 중량비로 구비되고, 상기 금속코팅 탄소섬유는 섬유장에 하기 수학식에 따른 다분산값이 25 ~ 45%인 전자파차폐 방열 플라스틱용 조성물.
    [수학식]
    Figure 112019076930559-pat00005
KR1020190063032A 2019-05-29 2019-05-29 전자파차폐 방열플라스틱 성형품 KR102065459B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063032A KR102065459B1 (ko) 2019-05-29 2019-05-29 전자파차폐 방열플라스틱 성형품

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190063032A KR102065459B1 (ko) 2019-05-29 2019-05-29 전자파차폐 방열플라스틱 성형품

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102065459B1 true KR102065459B1 (ko) 2020-01-14

Family

ID=69152762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190063032A KR102065459B1 (ko) 2019-05-29 2019-05-29 전자파차폐 방열플라스틱 성형품

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102065459B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040090487A (ko) * 2003-04-15 2004-10-25 인테그럴 테크놀로지스 인코포레이티드 도전성 부여 수지계 재료로 제조된 염가의 차폐 케이블
KR100819664B1 (ko) 2004-12-30 2008-04-03 주식회사 효성 탄소나노튜브를 포함하는 폴리아미드 수지의 제조방법
KR20150107923A (ko) * 2014-03-13 2015-09-24 (주)엘지하우시스 전자기파 차폐시트, 및 이의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040090487A (ko) * 2003-04-15 2004-10-25 인테그럴 테크놀로지스 인코포레이티드 도전성 부여 수지계 재료로 제조된 염가의 차폐 케이블
KR100819664B1 (ko) 2004-12-30 2008-04-03 주식회사 효성 탄소나노튜브를 포함하는 폴리아미드 수지의 제조방법
KR20150107923A (ko) * 2014-03-13 2015-09-24 (주)엘지하우시스 전자기파 차폐시트, 및 이의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9045621B2 (en) Liquid crystalline polyester composition and metal composite molded product using the same
EP2557122B1 (en) Liquid-crystalline polyester resin composition, method for producing same, and molded article made thereof
US7824572B2 (en) Liquid crystalline polyester composition
JP5206903B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物およびそれを用いた成形品
US11345811B2 (en) Liquid crystal polymer composition for foam molding, method for producing foam molded body, and foam molded body
JP2019065263A (ja) 液晶性ポリエステル樹脂組成物およびそれからなる成形品
EP3543283B1 (en) Foam-molded body and method for producing foam-molded body
JP2005330463A (ja) ポリオキシメチレン樹脂組成物、およびその製造方法
JP5415058B2 (ja) 熱伝導性樹脂組成物およびそれからなる成形体
KR102065459B1 (ko) 전자파차폐 방열플라스틱 성형품
EP3543284B1 (en) Foam-molding resin composition, method for producing foam-molded body, and foam-molded body
JP2016525608A (ja) 伝導性が改善された複合材及びこれを含有する成形品
TW202024178A (zh) 樹脂組成物及成形品
JP6844314B2 (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを用いた成形品
KR102087749B1 (ko) 난연성을 가지는 전자파 차폐 및 방열 탄소복합소재 조성물 및 이로부터 제조된 성형물품
JP2002265767A (ja) 導電性樹脂組成物およびそれからなる成形品
JP2002256147A (ja) 高熱伝導性樹脂組成物
JP5028793B2 (ja) オキシメチレン共重合体の製造方法
JPH06329872A (ja) ポリオキシメチレン樹脂組成物
JP5741036B2 (ja) ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物およびそれからなる成形品
JP2023068731A (ja) 金属被覆樹脂成形体
TW202246382A (zh) 液晶性樹脂組成物及由其所構成之成形品
JP2002348461A (ja) 導電性樹脂組成物およびそれからなる成形品
JP2000044782A (ja) 樹脂難燃化用樹脂組成物、これを含有してなる難燃性樹脂組成物および成形品とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant