KR20010065711A - 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법 및그 조성물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고분자재료를 이용한 전기전자기기의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법 및 상온에서 제조가 가능한 상온경화형 전자파 흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 컴퓨터, 가전제품, 통신기기 등의 전기전자기기를 전자파로 인한 오동작으로부터 보호하고, 기기로부터 발생되는 전자파를 흡수 차단하여 인체 및 주변기기에 악영향을 미치지않도록 하기 위해 사용하며, 고분자 조성물을 원하는 형태의 틀에 부어 상온에서 방치하여 발포 경화시켜 이음매가 없는 원하는 형태의 구조물을 제조하고, 상기 고분자 조성물은 2종의 오르가노폴리실록산 100 중량부에 대해 페라이트 분말을 1 에서 200 중량부, 도전성입자를 1 에서 200 중량부, 무기유전체분말을 1 에서 200 중량부, 백금촉매를 0. 1 에서 5 중량부, 실리카를 5 에서 50 중량부, 산화아연을 0. 5 에서 10 중량부를 첨가하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법 및 그 조성물의 제조방법{ELECTRO MAGNETIC WAVE ABSORPTION RTV SILICONE FOAM}

본 발명은 고분자재료를 이용한 전기전자기기의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법 및 상온에서 제조가 가능한 상온경화형 전자파 흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

전기전자기기 및 부품은 외부로부터의 전자파에 의해 오동작을 일으키거나 (EMS:Electro Magnetic Susceptibility), 자체 전자파를 발생하여 인체에 유해할 뿐만 아니라, 주변의 전기전자기기간에도 상호 작용하여 오동작을 유발시키거나 치명적인 손상을 가져오게 한다(EMI: Electro Magnetic Interference). 이와 같은 전자파에 의한 영향, 즉 EMS 및 EMI에 대한 대책으로서 전기전자기기 및 부품의 전체 또는 일부분을 금속으로 감싸서 전자파를 차폐하거나, 전자파 흡수체를 사용하여 발생하는 전자파를 열로 변환시켜 소멸시키는 방법이 이용되고 있다.

그러나 금속의 경우에는 전자파의 통과를 차단시킬 수는 있으나, 금속표면에서 전자파가 반사하여 다른기기에 오동작을 유발시키는 문제점을 갖고 있다. 이로 인해 전자파를 소멸시키는 전자파 흡수재료가 EMS/EMI 대책을 위해 사용되고 있다.

상기의 전자파 흡수 재료로서는 기존의 페라이트, 그리고 유기 고분자 물질을 이용한 전자파 흡수 재료가 있다. 특히 유기 고분자 물질을 이용한 전자파 흡수 재료는 가공이 어려운 페라이트에 비해 성형성이 우수하고 중량이 가볍다고 하는 장점이 있다.

상기의 유기 고분자 물질을 이용한 전자파 흡수 재료는 고온에서 페라이트 분말 또는 유전체 분말 또는 금속이나 카본블랙과 같은 도전성 분말을 고무 또는 그 밖의 고분자물질과 혼합하여 압출 또는 프레스로 성형하여 제조한 것이 있는데, 그 대표적인 예로서는 고무페라이트가 있다.

상기 고무페라이트의 경우에는 페라이트에 비해 성형성이 우수하지만, 원하는 전자파 흡수 구조물을 제조하기 위해서는 고온에서 압출하여 얻은 판상 또는 테이프 형태의 반제품으로부터 재단공정과 조립공정을 거쳐야 한다는 문제점이 있다.

고분자 발포체를 이용한 EMS/EMI 대책용 재료로서는 표면에 금속층을 형성하여 전자파를 차폐하는 기능을 가진 제품이 있다. 상기의 제품은 고분자를 고온에서 압출한 후, 열을 가하여 발포시킨 다음 표면에 금속을 진공 증착하여 제조하는 금속 증착 고분자 발포체, 또는 고분자 발포 위에 금속 메쉬를 감싼 형태의 제품 등이 있다.

또한 상기 금속 증착 고분자 발포체 또는 금속 메쉬 피복재와 같은 제품의경우에는 고분자 재료를 고온에서 압출, 재단한 후, 열을 가해 발포시키는 공정이 필요하고, 진공 상태에서 고분자 발포체의 표면에 금속을 증착시키거나, 금속 메쉬를 피복시켜야 하기 때문에, 제조과정이 번거로우며 증착설비에 따라 제품의 크기가 제한된다는 문제점이 있다.

또한 종래의 고분자 전자파 흡수 재료들은 모두 재단공정을 거쳐서 조립되기 때문에, 이음매가 없는 형태로 제조하기 어렵다고 하는 문제점이 있다. 고분자 재료를 사용한 전자파 흡수 재료도 역시 판상으로 압출한 반제품을 이용하여 재단공정 및 조립공정을 거쳐야만 구조물을 제조할 수 있기 때문에, 이음매가 생기게 되고, 그 이음매로부터 전자파가 누설되거나 침투하는 문제점이 발생한다.

상기 이음매로부터의 전자파 누설을 차단하기 위해서는 이음매를 도전성물질로 메꾸어 조여주는 별도의 공정을 도입해야 하기 때문에, 조립과정이 번거로워지며 이음매로부터의 전자기파의 누설을 완전히 차단하기도 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 고분자재료를 이용한 전기전자기기의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법 및 상온에서 제조가 가능한 상온경화형 전자파 흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법은 종래의 압출이나 프레스로 제조된 반제품 상태를 재단, 조립하는 방법과는 달리. 유동성의 고분자 조성물을 원하는 형태의 틀에 부어 상온에서 방치하고, 발포 경화시킴으로써 이음매가 없는 원하는 형태의 발포 구조물을 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물은 페라이트분말과 도전성입자를 단독 또는 혼용하여 혼합한 오르가노하이드로젠실록산(Organohydrogen Siloxane)과 하이드로실레이티드 오르가노 실록산(Hydroxylated Organosiloxane)과 오르가노폴리실록산(Organopolysiloxane)및 백금촉매로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 상온 경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 전자파 흡수 특성을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법에 대한 것으로, 그 조성물은 실록산 100 중량부에 대해 페라이트분말을 1 에서 200 중량부, 도전성입자를 1 에서 200 중량부, 유전체 분말을 1 에서 200 중량부, 오르가노 실록산의 축합반응을 유도하는 백금촉매를 0. 1 에서 5 중량부, 발포체의 보강제로 실리카를 5 에서 50 중량부, 산화아연을 0. 5 에서 10 중량부 첨가하여 구성된다. 그리고 첨가제들을 3번 롤이나 믹서에서 혼합하여 조성물을 제조하고, 그 조성물을 원하는 형태의 틀에 부어 상온에서 방치하고, 발포 경화시켜 상온경화형 전자파 흡수 실리콘 발포 구조물을 제조한다.

본 발명에서는 상온에서 축합반응에 의해 가스를 방출하여 발포체의 형성이 가능한 하이드로실레이트 오르가노실록산과 오르가노하이드로젠실록산을 사용했다,

상기 발포체에 대한 보강재료로서 실리카를 5 에서 50 중량부 첨가하였다. 첨가량이 5 중량부 이하에서는 실리콘 발포체에 대한 실리카의 보강 효과가 없어서 발포체의 강성이 없고, 50 중량부 이상에서는 발포체의 발포도가 저하될 뿐만 아니라 발포체의 강성 또한 저하된다.

발포체의 보조보강제 및 보조촉매제로서 산화아연을 0. 5 에서 10 중량부 첨가했다. 첨가량이 0. 5 중량부 이하에서는 촉매제로서의 효과가 없었고, 10 중량부 이상에서는 발포체의 발포도를 저하시킨다.

발포체에 전자파 흡수 기능을 부여하기 위해 페라이트로서는 망간징크(Mn-Zn)-페라이트와 니켈징크(Ni-Zn)-페라이트와 카파징크(Cu-Zn)-페라이트를 단독 또는 혼용하여 1 에서 200 중량부 사용했다. 1 중량부 이하에서는 전자파 흡수 기능이 미미하였고, 200 중량부 이상에서는 발포 구조물의 강성유지가 어려웠다. 페라이트분말을 첨가하는 경우에는 자성손실에 의해 전자파 흡수 기능이 구현되는데 주로 1㎓ 이상의 주파수 대역에서 유효한 전자파흡수특성을 나타낸다. 페라이트의 함량이 증가함에 동반하여 공진주파수는 저주파대역으로 이동하고, 발포도가 증가함에 동반하여 공진주파수가 고주파대역으로 이동했다. 발포도와 페라이트의 함량을 조절함으로써 1㎓∼100㎓ 사이에서 전자파 흡수가 특히 유효한 주파수대역을 조절할 수 있다. 한 예로 페라이트를 50 중량부 첨가하고, 10%의 체적비율로 발포시킨 경우, 1. 2㎓ 대역에서 90% 이상의 전자파 흡수 특성을 실현할 수 있었다.

도전성입자로서는 카본블랙과 그라파이트, 또한 금속분말 및 금속파이버, 그리고 금속 도전막을 입힌 고분자 분말 1 에서 200 중량부를 단독 또는 혼용하여 사용했다. 1 중량부 이하에서는 전자파 흡수 기능을 기대할 수 없었고, 200 중량부 이상에서는 발포 구조물의 강성유지가 어려웠다. 카본블랙을 첨가하는 경우에는 주로 수 십㎒에서부터 100㎓까지의 주파수 대역에서 유효한 전자파흡수기능을 실현할 수 있었다. 한 예로 카본블랙을 30 중량부 첨가한 경우, 40㎓에서 90% 이상의 전자파흡수특성을 나타냈다. 또한 스트론튬산화티타늄계의 무기유전체분말을 1 에서 200 중량부를 혼합한 경우에는 1㎓ 이상의 고주파대역에서 유효한 전자파 흡수 특성을 나타냈다.

도전성입자나 유전체분말을 첨가하는 경우에는 유전손실에 의해 전자파 흡수 기능을 구현할 수 있고, 페라이트와 혼용할 경우에는 자성손실과 유전손실의 2가지에 의한 전자파 흡수 기능을 구현할 수 있기 때문에. 광범위한 주파수 대역에서 전자파 흡수 기능을 갖는 전자파 흡수체를 제조할 수 있다.

[실시예]

본 발명을 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법에 대한 실시예의 조성물을 표 1에 정리했다.

배 합 제	실 시 예
	1	2	3	4	5	6	7
폴리머 #1	100	100	100	100	100	100	100
폴리머 #2	11	9.6	10.5	14.5	14.5	105	11
백금촉매(ppm)	25	25	25	25	25	25	25
실리카	-	35	20	-	-	20	30
망간 징크 페라이트	150	150	160	100	-	150	-
카파 징크 페라이트	-	-	-	-	170	-	130
카본블랙	-	-	15	50	-	-	35

상기 표 1에서 폴리머 #1은 상온에서의 점도가 5000cP의 하이드록시 메틸 터미네이티이드 하이드록시메틸, 디메틸실록산 중합체이고, 폴리머 #2는 3. 2 중량부의 하이드로젠을 갖는 트리메틸실록시 엔드블록드 폴리메틸하이드로젠 실록산이며,실리카는 비표면적이 약 200㎡/g인 트리메틸실록실 그룹으로 표면 처리된 품드실리카를 사용했다. 전자파 차폐 성능을 부여하기 위해 망간징크 또는 가파 징크 페라이트를 사용했고, 또한 카본블랙을 사용했다.

본 발명의 실시예들과 같이 제조된 상온경화형 발포체들은 카본블랙의 도전성 또는 페라이트의 투자율에 따라 전자파 차폐의 유효대역과 정도를 조절할 수 있었다.

또한 본 발명의 실시예는 도 1에 나타내는 바와 같이 조성에 따라 실시예 2의 경우에는 40㎓의 대역 부근에서 약 8㏈의 전자파 흡수 특성을 나타내고 있고, 실시예 4의 경우에는 60㎓의 대역에서 12㏈ 이상의 전자파 흡수 특성을 나타내고 있다.

본 발명의 실시예와 같이 제조된 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물은 유동성의 조성물을 원하는 형태의 틀에 부어 상온에 방치하면 발포 경화하여 탄성을 지닌 전자파 흡수 상온경화형 발포체로 성형되기 때문에. 재단 조립하여야 하는 종래의 고분자 전자파 흡수 재료를 사용하는 구조물에 비해 제조방법이 간단하다.

그리고, 발포 및 경화과정에서 열이나 고주파를 인가할 필요가 없기 때문에, 제품의 제조에 소모되는 에너지 사용량을 현저히 줄일수 있으므로 에너지 절약면에서 환경친화적인 제품생산이 가능하다.

또한, 성형하는데 사용하는 틀의 모양에 따라 입체적인 형태의 제조가 가능하기 때문에, 이음매가 없는 구조로 성형이 가능하여 이음매로의 전자파 누설이 없다.

또 판상의 반제품 형태로 제조한 후 재단, 조립하는 것도 가능하다. 이 경우에는 유동성의 조성물로 이음매를 메꾸어 주면 상온에서 발포 경화하여 이음매에서의 전자파의 누설을 쉽게 차단할 수 있다.

본 발명에 의한 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물은 탄성을 지니며, 페라이트에 의해 난연효과가 높기 때문에. 전자파 흡수의 역할 이외에 전기전자제품의 충격보강 및 난연성 보강의 기능도 겸비한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법은 종래의 전자파 흡수 재료를 이용한 것에 비해, 동등 또는 동등이상의 전자파 흡수 효과를 지닐뿐만 아니라, 제조공정이 단순하고, 이음매로 인한 전자파의 누설이 없기 때문에. 전자파 차단 기능효과가 우수하여 인체를 보호하며, 기기의 치명적인 손상과 오동작을 방지 할 수 있으며, 또한 충격으로부터의 보호기능과 난연기능을 겸비하는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 고분자 조성물을 원하는 형태의 틀에 부어 상온에서 방치하여 발포 경화시켜 이음매가 없는 원하는 형태의 구조물을 제조하는 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서.

   상기 고분자 조성물은 2종의 오르가노폴리실록산 100 중량부에 대해 페라이트 분말을 1 에서 200 중량부, 도전성입자를 1 에서 200 중량부, 무기유전체분말을 1 에서 200 중량부, 백금촉매를 0. 1 에서 5 중량부, 실리카를 5 에서 50 중량부, 산화아연을 0. 5 에서 10 중량부를 첨가하여 구성된 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서.

   상기 고분자 조성물은 상온에서 축합반응에 의해 가스를 방출하여 발포체의 형성이 가능한 2종의 오르가노폴리실록산 100 중량부에서 반응 가능한 하이드록시기를 갖는 오르가노폴리실록산 100 중량부에 대해 1분자내에 2개 이상의 하이드로젠을 함유하는 오르가노폴리실록산 1 에서 50 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서.

   상기 고분자 조성물에 페라이트로서 망간징크-페라이트와 니켈징크-페라이트와 카파징크-페라이트를 단독 또는 혼용으로 1 에서 200 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서.

   상기 고분자 조성물에 도전성 카본블랙, 그라파이트, 금속분말, 금속파이버, 금속코팅된 고분자입자. 무기유전체분말을 단독 또는 혼용하여 1 에서 200 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 구조물의 제조방법.
6. 전자파의 흡수 기능을 갖는 상온경화형 발포 조성물에 있어서, 2종의 오르가노폴리실록산 100 중량부에 대해 페라이트 분말을 1 에서 200 중량부, 도전성입자를 1 에서 200 중량부, 무기유전체분말을 1 에서 200 중량부, 백금촉매를 0. 1 에서 5 중량부, 실리카를 5 에서 50 중량부, 산화아연을 0. 5 에서 10 중량부를 첨가하여 구성된 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서.

   상기 조성물은 상온에서 축합반응에 의해 가스를 방출하여 발포체의 형성이가능한 2종의 오르가노폴리실록산 100 중량부에서 반응 가능한 하이드록시기를 갖는 오르가노폴리실록산 100 중량부에 대해 1분자내에 2개 이상의 하이드로젠을 함유하는 오르가노폴리실록산 1 에서 50 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서.

   상기 조성물에 페라이트로서 망간징크-페라이트와 니켈징크-페라이트와 카파징크-페라이트를 단독 또는 혼용으로 1 에서 200 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서.

   상기 조성물에 도전성 카본블랙, 그라파이트, 금속분말, 금속파이버, 금속코팅된 고분자입자. 무기유전체분말을 단독 또는 혼용하여 1 에서 200 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 상온경화형 전자파흡수 실리콘 발포 조성물의 제조방법.