KR20170028946A - 전자 엔클로저 및 다른 장치용 박벽 복합체 - Google Patents

전자 엔클로저 및 다른 장치용 박벽 복합체 Download PDF

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스캇 마이클 데이비스
대니얼 소우레
크레이그 로렌스 밀른
크리스토퍼 월
에밀 홈시
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

일 구현예에 있어서, A-B-A 구조물은 다음을 포함할 수 있다: 제1 밀도(Y)를 갖는 제1 열가소성 재료를 포함하고, 코어 두께를 갖는 코어층; 제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되는 제1 외층; 및 제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 제1 면과 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층. 이때, 상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다. 상기 코어층은 다음 특징들 중 하나 이상을 포함한다: (i)0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도(through plane thermal conductivity); 및 (ii)X ≥ 0.8Y인 코어 밀도(X).

Description

전자 엔클로저 및 다른 장치용 박벽 복합체{THINWALL COMPOSITES FOR ELECTRONIC ENCLOSURES AND OTHER DEVICES}
본 발명은 전자 엔클로저(electronic enclosures) 및 다른 장치용 박벽 복합체에 관한 것이다.
노트북, 노트패드 및 스마트폰 엔클로저(enclosure)와 같은, 전자 장치용 하우징(housing)은 어떠한 기계적 특성으로부터 유용할 수 있다. 예를 들어, 산업 트렌드는, 얇고 경량이며 저비용으로 제조될 수 있는 하우징으로부터 유용하다. 산업 요구를 충족하기 위한 노력으로서, 다양한 재료들이 전자 장치 하우징에 사용된다. 그러나, 다양한 재료 및 생산 방법을 사용하여 더 얇고 더 경량인 하우징을 제조하려는 노력은 성능 및 비용의 바람직하지 않은 트레이드 오프(tradeoffs)를 야기하였다.
미국 등록 특허 제8,372,495호는 전자 장치용 하우징, 또는 레이어링된 구성(layered configuration)으로 형성된 다른 대상(object)을 기재한다. 해당 층 또는 샌드위치 구조는 해당 하우징에 강도 및 강성을 부여하면서도 해당 하우징의 전제 중량을 감소시킨다. 해당 케이스(case)/하우징은 제1 재료로 형성되는, 제1 층 및 제2 층을 가질 수 있다. 또한, 해당 케이스는 제2 재료로 형성되는 코어(core)를 포함할 수 있다. 상기 제1 층이 상기 코어의 상면에 결합될 수 있는 경우, 상기 제2 층이 상기 코어의 저면에 결합될 수 있다.
WO 2013/070447은 다음을 포함하는 광전지 모듈을 개시한다: 투명 수퍼스트레이트(superstrate); 백시트(backsheet); 및 상기 수퍼스트레이트와 백시트 사이의 광전지 셀(cell). 여기서, 상기 백시트는 제1 폴리카보네이트 및 제2 폴리카보네이트로 형성되는 코어 조성물을 포함하는 코어층(core layer)을 포함한다. 이때, 상기 제1 폴리카보네이트는 디메틸 비스페놀 사이클로헥산 카보네이트 반복 유닛(dimethyl bisphenol cyclohexane carbonate repeat units) 및 비스페놀-A(bisphenol-A)를 포함하며, 디메틸 비스페놀 사이클로헥산 카보네이트 반복 유닛이 상기 코어 조성물의 총 반복 유닛을 기준으로 10 wt% 내지 50 wt%의 양으로 존재하는 구조를 갖는다. 상기 제2 폴리카보네이트는 비스페놀-A 폴리카보네이트 호모폴리머(bisphenol-A polycarbonate homopolymer); 폴리프탈레이트 카보네이트 코폴리머(polyphthalate carbonate copolymer); 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐) 프탈이미딘 카보네이트(2-phenyl-3,3-bis(4-hydroxyphenyl) phthalimidine carbonate) 및 비스페놀-A 카보네이트 반복 유닛을 포함하는, 폴리카보네이트 코폴리머(polycarbonate copolymer); 비스페놀-A 카보네이트 및 테트라브로모비스페놀 A 카보네이트 반복 유닛(tetrabromobisphenol A carbonate repeat units)을 포함하는, 폴리카보네이트 코폴리머; 및 상기한 것을 하나 이상 포함하는 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 명세서에 개시된 것은 A-B-A 구조물, 상기 구조물을 포함하는 하우징, 및 이들의 제조 방법이다.
일 구현예에 있어서, A-B-A 구조물은 다음을 포함할 수 있다: 제1 밀도(Y)를 갖는 제1 열가소성 재료를 포함하며, 코어 두께를 갖는 코어층; 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되는 제1 외층(first outer layer); 및 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 제1 면에 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층(second outer layer). 여기서, 상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다. 상기 코어층은 다음 특성들 중 하나 이상을 포함한다: (i)0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도(through plane thermal conductivity), 및 (ii)X≥0.8Y인 코어층 밀도(X).
상기 기재된 특징 및 다른 특징은 다음의 도면들 및 상세한 설명에 의해 예시된다.
예시적인 구현예들이며, 동일한 요소에는 동일하게 번호가 부여된, 도면들을 참조하라.
도 1은 일 구현예의 A-B-A 구조물 단면도이다.
도 2는 하우징으로 사용될 수 있는 프레임(frame)을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 단면도이다.
도 3은 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 단면도이다.
도 4는 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 상면도이다.
도 5는 도 1 내지 4의 A-B-A 구조물을 형성하기 위한 공정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 1 내지 4의 A-B-A 구조물을 형성하기 위한 공정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 타깃(target) 강성에서 시뮬레이션된 부품의 부품 두께를 도시한 차트이다.
도 8은 타깃 강성에서 시뮬레이션된 부품의 부품 중량을 도시한 차트이다.
도 9는 타깃 강성에서 시뮬레이션된 부품의 예상 가격을 도시한 차트이다.
도 10은 도 6의 방법에 따라 제조되어, 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 사진이다.
도 11은 도 6의 방법에 따라 제조되어, 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 사진이다.
도 12는 도 6의 방법에 따라 제조되어, 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 사진이다.
도 13은 도 6의 방법에 따라 제조되어, 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 상면 사진이다.
도 14는 테블릿 크기의 도 13의 A-B-A 구조물 저면 사진이다.
도 15는 표 1의 구조들을 테스트하기 위한 중앙 하중 플레이트 기구(center loaded plate fixture)의 사진이다.
도 16은 A-B-A 구조물의 "A"층에 사용하기 위한, 일 구현예의 패터닝된 직물의 사시도이다.
도 17은, 예컨대 전자 장치용 하우징으로 사용될 수 있는 프레임을 갖는, 일 구현예의 A-B-A 구조물 단면도이다.
본 명세서에 개시된 것은 A-B-A 구조물, (예컨대, 전자 장치용)하우징, 및 이들의 제조 방법이다.
WO 2013/070447는 전자 장치 하우징에 샌드위치 구조의 사용을 개시하거나 암시하고 있지 않다. 따라서, WO 2013/070447는 전자 장치용 하우징의 기계적 요건을 충족할 수 있는 경량의 얇은 엔클로저 제조 문제를 인식하거나 해결하지 않는다.
미국 등록 특허 제8,372,495호는, 단향성 탄소 섬유 보강 폴리머 스킨(unidirectional carbon fiber reinforced polymer(CFRP) skin) 및 저밀도 코어를 포함하는 샌드위치 구조의 사용을 개시하고 있다. CFRP 재료는 일반적으로, 탄소 섬유의 길이를 가로지르는 방향으로 가해지는 굽힘 또는 응력에 저항하지 않는다. 낮은 횡 강성 및 강도(transverse stiffness and strength)를 보상하기 위하여, 단향성 CFRP로 제조된 샌드위치 스킨이 레이어링되어 준-등방성 구조를 제조해야 한다. 레이어링된 CFRP 스킨은 비용, 복잡성 및 샌드위치 구조의 두께를 증가시킨다. 또한, 미국 등록 특허 제8,373,495호는 발포 구조물 또는 벌집 구조물로 제조된 저밀도 코어를 기재한다. 이러한 코어의 열전도도 및 열확산도는 코어 부피의 많은 부분이 공기로 구성되기 때문에 고체 구조물보다 훨씬 낮다. 발포 구조물 및 벌집 구조물은 0.02 W/mK 미만일 수 있는 열전도도를 갖는다. 더 낮은 벽 전도도는 더 높은 내부 온도로 이어지고, 이는 전자 장치 하우징에 바람직하지 않은 영향이다. 또한, 발포 또는 벌집 코어를 위한 스킨 접착력은 스킨 및 벌집 사이의 작은 접촉 영역에 의해 제한된다. 저밀도 발포 또는 벌집 코어를 사용하여 제조되는 샌드위치 구조는 두 개의 다른 기계적 결점을 갖는다. 첫 번째는 국소 침투에 대한 저항 감소와 관련된다. 예를 들어, 날카로운 국소 하중은 스킨에 의해 크게 저항되며, 코어는 관통 저항을 크게 증가시키지 않는다. 두 번째로, 발포 또는 벌집 코어로 만들어진 샌드위치 구조는 굴곡부에 놓일 때 압축에 실패한다. 발포 또는 벌집은 스킨 파괴 응력에 도달하기 전에 스킨 아래서 붕괴된다. 따라서, 발포 또는 벌집 코어를 갖는 샌드위치 구조의 파괴 변위는 고체 코어가 사용되는 경우에 발생하는 것보다 적다.
본 명세서에 기재된 A-B-A 구조물, 하우징, 및 이들의 제조 방법은 높은 강성, 높은 열전도도, 높은 굽힘 강도 및 높은 박리 강도를 갖는 경량의 박벽(thin-walled) 구조물을 제공한다. 특히, A-B-A 구조물은 다음을 포함할 수 있다: 외벽들 사이의 코어층. 여기서, 상기 코어층은 0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도를 가지며, 상기 코어층의 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다. 예를 들어, 상기 A-B-A 구조물은 제1 열가소성 재료를 포함하는 코어층; 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되며, 상기 코어층과 물리적으로 접촉하는 제1 외층; 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 제1 면에 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되며, 상기 코어층과 물리적으로 접촉하는 제2 외층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 코어층은 0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도를 가지며, 상기 코어층의 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다. 하우징은, A-B-A 구조물의 주변에 배치되는 프레임을 갖는 상기 A-B-A 구조물을 포함한다. 또한 선택적으로 상기 프레임에 부착되는 것은 립(들)(rib(s)) 및/또는 부착 요소(attachment features)일 수 있다. 상기 하우징이 전자 장치에 사용되는 경우, 상기 하우징은 백킹(backing)을 더 포함할 수 있고, 상기 백킹은 프레임 상의 부착 요소를 통해 상기 A-B-A 구조물에 연결되며, 전자 부품이 상기 A-B-A 구조물 및 백킹 사이에 위치될 수 있다.
특히, 전자 장치용 하우징은 다음을 포함할 수 있다: 제1 열가소성 재료를 포함하는 고체 코어층; 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되는 제1 외층; 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 제1 면에 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층. 여기서, 상기 코어층은 0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도를 가지며, 상기 코어층의 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다.
본 개시는 A-B-A 구조물, 상기 A-B-A 구조물을 포함하는 하우징, 및 이들의 제조 방법과 관련된다. 특히, 본 명세서에 개시된 것은 열가소성 복합체 구조를 포함하는 박벽 A-B-A 구조물이다. 상기 복합체 구조는, 보강되거나 보강되지 않을 수 있는 열가소성 재료의 내부 코어와 함께, 보강 재료의 외층들을 포함하는 샌드위치 구조를 포함할 수 있다. 상기 내부 코어는 고체 열가소성 재료 또는 실질적 고체 열가소성 재료일 수 있다. 본 개시는 보다 유익한 예시들에 대비하여 덜 유익한 몇몇 예시들을 기재한다.
덜 유익한 일 접근으로서, 지속적으로 보강된 열가소성 "관통 두께" 복합체(전체적으로 하나의 조성물로 연속 보강된 층(들))이 박벽 엔클로저를 형성하는 데 사용될 수 있다. 직물 보강 시스템은 기계적 특성(예컨대, 강성, 강도 및 수평 등방성(in-plane isotropy)) 및 성형성에 이점을 제공한다. 그러나, 두 가지 요소가 엔클로저에서 이러한 재료의 사용을 제한해왔다. 첫째, 지속적으로 보강된 시스템의 비용은 최고 성능의 짧은 탄소 충진 열가소성 수지보다 4배 내지 5배 더 비싸다.
덜 유익한 다른 일 접근으로서, 완전한 "관통 두께" 다층 복합체 라미네이트(즉, 전체적으로 모든 층에서 동일 재료의 연속 보강재)는 작은 부피의 고급 노트북 엔클로저에 사용될 수 있다. 전형적으로, 이러한 재료는 항공우주산업에 사용되는 것과 유사한 열경화성 재료일 수 있다. 그러나, 이러한 강성의 경량 구조물의 성능 이점은 제조 방법에 소모되는 재료 비용과 시간에 비해 적다. 요소들의 이러한 조합은 더 광범위한 엔클로저 시장에서 이들의 사용을 제한하고 있다. 몇몇 제조사들은 재료 방안으로서 가공(machined) 알루미늄을 채택하였다. 그러나, 이러한 접근은 "관통 두께" 라미네이트와 동일한 결점이 있다.
유리, 탄소 및 대안적 짧은 섬유 보강재가 엔클로저를 형성하는 데 사용되어왔으나, (예컨대, 1.0mm 미만의)더 얇은 벽 두께에 대한 트렌드는 도전적인 공정 조건을 생성한다. 이는 더 얇은 벽이 더 우수한 기계적 특성을 필요로 한다는 사실에 의해 복잡해지는데, 더 우수한 기계적 특성이란, 보다 강성이며 높은 종횡비의 보강재를 얻기 위한 더 큰 보강재 하중을 의미한다. 이러한 특수 짧은 섬유 보강 화합물(specialty short fiber reinforced compounds)은 주조를 어렵게 만드는 높은 용융 점도를 갖는다. 또한, 높은 종횡비 보강재는 정상보다 높은 유동 유도 섬유 배향(higher than normal flow induced fiber orientation)을 야기하며, 따라서 기계적 성능 변동성을 야기한다. 노트북, 노트패트 및 스마트폰 제조사는 우수한 기계적 특성, 낮은 수준의 수평 등방성 및 막힘 없는(unobstructed) 패키지 공간을 제공하는 재료를 적극적으로 찾고 있다.
시도들은, 총 구조물 두께의 총 10% 이하를 형성하는 스킨층들(skin layers) 사이에 벌집 또는 다른 저밀도 발포 구조물을 사용하여 이루어졌다. 그러나, 이러한 라미네이트는 스킨층들이 경량의 코어와 일정하게 접촉하지 않기 때문에, (전형적으로는 10in-lb/in 미만이나, (재료에 따라)때때로 25in-lb/in 이하인)낮은 박리 강도를 나타낸다. 예를 들어, 벌집 구조물의 벽들 사이 갭들(gaps)은 스킨층과 접촉하지 않는다. 또한, 이러한 라미네이트는 동일 재료의 고체 구조물보다 낮은 열전도도 및 열확산도를 갖는다. 이에 따라, 열은 해당 구조물에 의해 갇힐 것인데, 이는 전자 장치용 하우징에 바람직하지 않으며 해당 장치의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 마지막으로, 벌집 및 발포와 같은, 저밀도 코어는 국소 침투에 대한 저항을 감소시킨다. 이는 내부 배선 및 회로의 노출이 안전 위험을 제기할 수 있는 전기적 엔클로저에 특히 중요한 특성이다. 또한, 저밀도 코어를 사용하여 만들어진 구조물은 해당 코어가 스킨 파열 이전에 압축에 실패할 것이므로, 최대 이론적 기계적 능력을 달성하기 어렵다. 낮은 수준의 열전도도와 결합된 이러한 특성은 전기적 엔클로저용 샌드위치 구조물에 덜 유용한 저밀도 코어를 만든다.
따라서, 얇고, 경량이며(동일한 강성를 갖고 동일한 재료를 사용한 관통 두께 구조물 대비 경량이며, 관통 두께 구조물보다 12% 이상, 예컨대 15% 이상 가벼운 중량을 갖고), 경제적이고, 적절한 열전도도 및 기계적 특성을 갖는, 전자 장치용 하우징에 대한 요구가 존재한다.
본 명세서에 기재된 보다 유용한 접근은 전자 장치용 박벽 하우징, 및 이의 제조 방법을 포함한다. 본 발명에서 얻은 바람직한 결과(예컨대, 얇고 경량이며 고강도의 A-B-A 구조물)는 열가소성 복합체 외층들 사이에 열가소성 코어(예컨대, 고체 열가소성 코어)를 포함하는 샌드위치 구조를 통해 달성될 수 있다. 바람직한 성능을 갖는 어떤 실시예들을 강조하기 위해 구체적인 파라미터 최댓값들 및 최솟값들이 개시된다.
본 명세서에 기재된 A-B-A 구조물은 A-B-A 샌드위치 구조이며, 이때 "A" 재료는 "B" 재료로 형성되는 고체 코어층의 대향하는 면들 상에 위치되는, 제1 외층 및 제2 외층을 형성한다. 고체 코어는 제1 열가소성 재료를 포함할 수 있고, 상기 제1 외층 및 제2 외층은 제2 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 열가소성 재료들은 양립 가능하다(또한, 이에 따라 서로 부착된다). 이러한 재료들은 상이한 점도를 갖는 동일 유형의 열가소성 재료일 수 있다(예컨대, 상이한 분자량을 가지며, 및/또는 상이한 보강재 하중을 가짐). 상기 A-B-A 구조물은 (예컨대, 해당 외층의 총 부피를 기준으로, 35 부피%(vol.%) 이상, 예컨대 35vol.% 내지 70vol.%의 보강 재료로)고도로 충진된 외층들("A")을 활용할 수 있다. 상기 외층들은 지속적으로 보강될 수 있으며, 예컨대 연속 형성으로 제조된 섬유를 포함할 수 있다.
상기 A-B-A 구조물의 전체 두께는 1.6mm 이하, 예를 들어 1.5mm 이하, 또는 1.25mm 이하, 또는 1.0mm 이하일 수 있다. 상기 A-B-A 구조물의 전체 두께는 0.5mm 내지 1.5mm, 예를 들어 0.5mm 내지 1.25mm, 또는 0.75mm 내지 1.1mm일 수 있다. 상기 코어층은 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%를 포함할 수 있다(상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%로 코어 두께(tc)를 가질 수 있다). 상기 코어층은 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 40% 내지 60%를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 45% 내지 55%를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 55% 내지 70%를 포함할 수 있다. 상기 A-B-A 구조물의 굴곡 모듈러스(flexural modulus)는 2,000,000 파운드/평방인치(psi)(13.8GPa) 이상, 예를 들어 5,000,000psi(34.5GPa) 이상일 수 있다.
하우징은 상기 A-B-A 구조물의 적어도 일부분의 주변부에 위치될 수 있는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 프레임은 A-B-A 구조물과 양립 가능한 재료를 포함할 수 있고, 바람직하게는 프레임 부착 전 및 후에 A-B-A 구조물의 형상(프레임 부착 전 초기 형상, 및 프레임 부착 후 최종 형상)을 최소한으로 변화시키는 재료를 포함할 수 있다(예컨대, 초기 형상으로부터 최종 형상으로의 변화는 2mm 이하, 구체적으로 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하의 휘어짐(bowing)이며, 또는 변화 없음). 예를 들어, A-B-A 구조물이 평평하면(굴곡이 없으면), 평평한 것으로부터의 변화(예컨대, 평평한 표면으로부터의 분리)는 2mm 이하, 구체적으로 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하이거나, 분리되지 않는다(현미경 없이 측정 가능하지 않다). 바람직하게는, 상기 A-B-A 구조물의 형상에 변화가 없다(예컨대, 초기 형상으로부터 최종 형상으로의 굴절이 0%이다). 예를 들어, 평평한 최종 물품이 바람직한 경우에, 상기 프레임은 상기 A-B-A 구조물의 열팽창계수와 상이한 열팽창계수를 갖는 재료를 포함할 수 있어서, 상기 프레임이 부착되기 전 및 상기 프레임이 A-B-A 라미네이트 상으로 성형된 후에 상기 A-B-A 라미네이트는 평평하게 유지된다. 예를 들어, 상기 프레임은 열가소성 재료(예컨대, 제1 열가소성 재료 또는 제2 열가소성 재료) 및 보강재(예컨대, 필러(filler) 또는 보강 재료)를 포함할 수 있다. 가능한 보강재는 섬유(예컨대, (10mm 이하의 길이를 갖는 섬유와 같은) 짧은 섬유)를 포함한다. 보강재 재료는 하기 기재된 바와 같이, 상기 A-B-A 구조물에 필러 또는 보강 재료로 사용되는 임의의 재료일 수 있다. 예를 들어, 보강재는 (예컨대, 유리, 탄소, 석영, 붕소, 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합의)고강성 무기 섬유를 포함할 수 있고, 여기서 고강성이란 35GPa 이상의 인장 모듈러스(tensile modulus), 예를 들어 45GPa 이상의 인장 모듈러스를 의미한다.
선택적으로, 상기 프레임은 마그네슘 또는 알루미늄과 같은 금속성 프레임일 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임은 천공된 금속성 재료의 튜브여서, 상기 A-B-A 구조물에(예컨대, 제1 및/또는 제2 재료에) 기계적 부착을 강화할 수 있다.
상기 프레임은 (예컨대, 하나의 A층 외부 표면에서부터 다른 하나의 A층 외부 표면까지 측정할 때) 상기 A-B-A 구조물의 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 프레임은 A-B-A 라미네이트 두께보다 작거나 그와 동일한 두께를 가질 수 있다. 상기 프레임은 부착 요소, 립(ribs) 및 코너 반경(corner radii)을 포함하는 것을 가능하게 할 수 있다.
상기 코어층은 전자 장치로부터 열 방출을 가능하게 하는 열전도도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열가소성 재료는 0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도를 가질 수 있다.
열전도도는 Netzsch로부터 이용 가능한 Nanoflash LFA 447 제논 플래시(xenon flash) 장치를 통해 레이저 플래시 방법(laser flash method)을 사용하여 ASTM E1461에 따라 측정된다. 관통면 열전도도를 위해, 테스트 시편은 사출 성형된 80x10x3 mm IZOD 바(bar)로부터 10x10x3 mm 사각형 샘플로 잘렸다. 열전도도(k(T))는 W/mK의 단위로 계산된다. 열확산도(α(T))는 초 당 평방센티미터(cm2/s)의 단위로 측정되고, 얇은 디스크 시편의 전면 상에 짧은 에너지 펄스(pulse) 주입 후 해당 시편의 후면이 최대 온도 상승을 달성하는 데 요구되는 시간을 측정함으로써 측정될 수 있다. 상기 펄스는 전력, 필터, 펄스 폭, 프리-엠프(pre-amp) 및 메인 엠프(main amp)에서 고정된 파라미터 설정을 통해 제논 플래시 램프(xenon flash lamp)에 의해 방출된다. 열확산도는 하기 수식(1)에 도시된 바와 같이 계산될 수 있다.
α = 0.1388*d2/t50 (1)
여기서, d는 마이크로미터로 측정되는 샘플의 두께이고, t50은 상기 후면이 최대 온도 상승을 달성하기 위한 절반의 시간이다. 비열(Cp)은 그램-켈빈 당 줄(Joules per gram-Kelvin, J/gK)로 측정되며, 밀도(ρ)는 입방센티미터 당 그램(g/cm3)으로 측정된다. 비열은 테스트 샘플과 비열을 알고 있는 표준 샘플 사이의 비교를 통해 측정된다. 밀도는 수침법(ASTM D792)을 사용하여 측정된다. 열확산도는 하기의 수식(2)에 도시된 바와 같이 계산된다.
k(T) = α(T)*cp(T)*ρ(T) (2)
여기서, k(T)는 열전도도를 의미하며, α(T)는 열확산도를 의미하고, cp(T)는 비열을 의미하며, ρ(T)는 시편의 밀도를 의미한다.
상기 코어층은 고체일 수 있으며, 벌집 구조물과 같은, 에어 포켓 또는 구조적 설계에 의해 감소되지 않는 밀도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어층은 상기 제1 열가소성 재료의 밀도(Y) 이상의 밀도(X)를 가질 수 있다. 다른 일 구현예에 있어서, 상기 코어층은 구조적 발포일 수 있으며, 이때 상기 코어층은 X≥0.8Y인 밀도(X)를 포함할 수 있다.
상기 제1 열가소성 재료, 제2 열가소성 재료, 또는 제1 열가소성 재료와 제2 열가소성 재료 모두는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 아크릴 고무(acrylic rubber), 에틸렌-비닐 아세테이트(ethylene-vinyl acetate, EVA), 에틸렌 비닐 알코올(ethylene vinyl alcohol, EVOH), 액정 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 메타크릴레이트 스티렌 부타디엔(methacrylate styrene butadiene, MBS), 폴리아세탈(polyacetal, POM 또는 아세탈(acetal)), (전체적으로, 아크릴로도 알려진) 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), (나일론(nylon)으로도 알려진)폴리아미드(polyamide, PA), 폴리아미드-이미드(polyamide-imide, PAI), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone, PAEK), 폴리부타디엔(polybutadiene, PBD), 폴리부틸렌(polybutylene, PB), 폴리에스테르(polyesters), 예컨대 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트(polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT) 및 폴리하이드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoates, PHAs), 폴리케톤(polyketone, PK), 폴리올레핀(polyolefins), 예컨대 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리에테르케톤케톤(polyetherketoneketone, PEKK), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 폴리메틸펜텐(polymethylpentene, PMP), 폴리페닐렌 산화물(polyphenylene oxide, PPO), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리프탈아미드(polyphthalamide, PPA), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리설폰(polysulfone, PSU), 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(polytrimethylene terephthalate, PTT), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile, SAN), 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열가소성 재료는 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 산화물, 나일론, 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함할 수 있다. ABS, SAN, PBT, PET, PCT, PEI, PTFE, 또는 이들 조합과의 폴리카보네이트 블렌드(blends)는 용융 흐름, 내충격성 및 내화학성과 같은 원하는 특성의 밸런스를 얻기 위해 특히 주의해야 한다. 상기 제1 열가소성 재료는 SABIC LEXANTM 121, SABIC Thermocomp DC0049XF, 및 SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 유사 재료를 포함할 수 있다.
상기 코어층("B"층))은 아무것도 섞이지 않을(neat) 수 있다(보강재가 없을 수 있다). 대안적으로, 코어층은 보강 재료를 포함할 수 있다. 상기 보강 재료는 (연속, 잘린(chopped), 직조(woven) 등의)섬유를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 0 내지 35 vol%의 보강 재료, 및 65 내지 100 vol%의 제1 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 약 10vol% 내지 35vol%의 보강 재료(예컨대, 유리 섬유), 및 65 내지 90 vol%의 제1 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 약 5vol% 내지 30vol%의 보강 재료(예컨대, 탄소 섬유), 및 70 내지 95 vol%의 제1 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 약 5vol% 내지 25vol%의 보강 재료(예컨대, 탄소 섬유), 및 75 내지 95 vol%의 제1 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 상기 코어층은 짧은 섬유(예컨대, 짧은 유리 섬유)를 포함할 수 있다.
"A"층은 직물계 복합체(예컨대, 상기 제2 열가소성 재료의 매트릭스 내에 직물 형태의 보강 재료)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 새틴 하니스 스타일 직조물(satin harness style weaves) 및 낮은 평량의 "스프레드 토(spread tow)" 직물이 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 낮은 평량(basis weight)이란 50 그램/평방미터(gsm) 미만이다. 상기 직물계 복합체는 50 내지 500 gsm의 평량을 가질 수 있다. 상기 직물계 복합체는 100 내지 400 gsm의 평량을 가질 수 있다. 상기 직물계 복합체는 200 내지 400 gsm의 평량을 가질 수 있다.
상기 제2 열가소성 재료는 공-혼합(co-mingled), 공-직조(co-woven) 및 연신 파단된(stretch broken) 얀(yarn) 직물을 포함할 수 있다. 평직, 트윌직, 바스켓직, 레노직 및 새틴직(plain, twill, basket, leno and satin weaves)을 포함하나, 이에 제한되지 않고 다양한 기술적 직조물이 사용될 수 있다. 재료의 패턴은 섬유의 함량을 감소시키면서(이에 따라 중량을 감소시키면서)도 강도를 유지하도록 설계될 수 있다. 그러므로, 상기"A"층은 특정 용도로 사용자 설계될 수 있으며, 이때 사용 동안 더 강한 응력이 적용되는 영역에서 구조적 완전성을 향상시키도록 섬유가 배향된다. 패터닝된 직물의 몇몇 예시는 다각형 셀(cells)(예컨대, 육각형 셀(도 16 참조), 삼각형 셀, 오각형 셀), 둥근 셀, 또는 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하며, 예컨대 패터닝된 직물은 육각형 셀일 수 있다. 몇몇 구현예들에 있어서, 패터닝된 직물은 천공된 재료일 수 있다. 본 발명에 사용된 패터닝된 직물은, 해당 물품의 적용을 위한 강도 및 강성을 얻기 위하여 요구되는 곳에 직물을 위치시키는 맞춤형(tailored) 패턴이다. 몇몇 구현예들에 있어서, 패터닝된 직물은 균일하게 반복되는 패턴이 아니다. 패터닝된 직물은 개방직(open weave)(예컨대, 인접 스트랜드들(strands) 사이에 공간을 갖는 직물(woven fabric))일 수 있다. 패터닝된 직물은 도 16에 도시된 바와 같이, 직물 전체에 걸쳐 불균일한 밀도를 가질 수 있으며, 이때 몇몇 영역들은 직물을 포함하고, 다른 영역들은 직물을 포함하지 않는다. 도 17은 외층인 "A"가 패터닝된 직물을 포함하는 A-B-A 구조물을 도시한다.
보강 재료는 아라미드(aramid), 탄소, 현무암, 유리, 플라스틱(예컨대, 열가소성 폴리머, 열경화성 폴리머), 석영, 붕소, 셀룰로오스, 또는 천연 섬유뿐 아니라, 이들을 하나 이상 포함하는 조합, 예컨대 고강성 무기 섬유(예컨대, 유리, 탄소, 석영, 붕소, 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합)을 포함할 수 있다. 고강성이란 35GPa 이상의 인장 모듈러스를 의미한다. 예를 들어, 섬유는 액정 폴리머, 고강도(high tenacity) 폴리머(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(헥사노-6-락탐)(poly(hexano-6-lactam), 폴리[이미노(1,6-디옥소헥사메틸렌)이미노헥사메틸렌(poly[imino(1,6-dioxohexamethylene) imnohexamethylene])뿐 아니라, 이들을 하나 이상 포함하는 조합으로 형성될 수 있다. 예시적인 섬유 충진 수지는 SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 LEXANTM 수지이다. 다른 예시적 섬유상(fibrous) 재료는 섬유 보강 열가소성 수지, 예컨대 SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 ULTEMTM 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 보강재 섬유는 외층에 사용될 수 있다. 예를 들어, E-유리(E-glass), S-유리(S-glass), 및 다양한 탄소계 시스템, 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합이 이용될 수 있으며, 예컨대 유리(예컨대, E-유리)-탄소 하이브리드 직물이 이용될 수 있다. 외층은 코어층보다 다양한 보강 재료를 가질 수 있다. 어떤 엔글로저 어플리케이션은 무선 주파수 투명도(radio frequency transparency)를 요구할 수 있다. 따라서, 유리 보강재는 이러한 어플리케이션의 외층에 사용될 수 있다. (예컨대, 외층용)예시적 보강 재료는 Ten Cate Advanced Composites로부터 구입할 수 있는 Tencate CETEX TC925 FST 또는 Tencate CETEX TC1000이다.
상기 제2 열가소성 재료는 상기 제1 열가소성 재료에 대해 앞서 열거된 재료일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 열가소성 재료는 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등을 포함할 수 있다. 외층은 외층의 총 중량을 기준으로, 35 부피%(vol%) 이상의 수준으로 로딩된 보강 재료, 예컨대 35vol% 내지 70vol%의 보강 재료, 또는 40vol% 내지 60vol%의 보강 재료를 포함할 수 있다.
상기 제2 열가소성 재료는 상기 제1 열가소성 재료와 화학적으로 양립 가능하여, 외층들과 코어층 사이 부착력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 코어층 및 외층 사이 접착제의 사용은 최소화되거나 완전히 없어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 동일한 베이스 폴리머(base polymer)(예컨대, 상이한 함량 및/또는 유형의 보강 재료를 갖는 폴리카보네이트)를 가질 수 있다. 상기 제1 열가소성 재료의 점도는 상기 제2 열가소성 재료의 점도와 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열가소성 재료는 상기 제2 열가소성 재료보다 높은 점도를 가질 수 있다. 따라서, 더 높은 점도의 제1 열가소성 재료로 만들어진 코어층은 예비형성 작업에서 "압출(squeezing out)"을 견딜 수 있다. 상기 제2 열가소성 재료 대(versus) 상기 제1 열가소성 재료의 용융 유속 차이는, 상기 제2 열가소성 재료의 용융 유속 ≥ 2 x 상기 제1 열가소성 재료의 용융 유속이 되게, 예컨대 상기 제2 열가소성 재료의 용융 유속 ≥ 3 x 상기 제1 열가소성 재료의 용융 유속이 되게 할 수 있다. 예를 들어, 폴리카보네이트계 재료로서, 제2 열가소성 재료는 25g/10분 이상, 또는 45g/10분 이상, 또는 50g/10분 이상의 용융 유속을 가질 수 있다. 상기 제1 열가소성 재료는 10g/10분 이하의 용융 유속을 가질 수 있다. 용융 유속은 ASTM D1238에 따라, 표준으로 명시된, 해당 층에 적절한 온도 및 무게를 사용하여 측정된다.
상기 제1 및 제2 열가소성 재료는 "일치되는(matched)" 열팽창계수를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "일치되는(matched)"은 평평한 A-B-A 구조물이 (예컨대, 코어층은 외층들에 부착될 수 있고, 냉각되면 해당 구조물이 뒤틀어지지 않게)형성될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 상기 A-B-A 구조물은 평평한 부분으로부터 2mm 이하의, 예컨대 평평한 부분으로부터 1mm 이하의, 또는 평평한 부분으로부터 0.2mm 이하의, 예컨대 평평한 부분으로부터 (현미경 없이는)거리를 측정할 수 없는, 휘어짐(bowing)을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "일치되는(matched)"은 20% 이하로 차이가 나는 값을 갖는 것을 의미한다. 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료의 열팽창계수는 10% 이하로 차이가 날 수 있다. 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료의 열팽창계수는 5% 이하로 차이가 날 수 있다.
하우징 및 프레임은 사출 성형을 통해 단일 단계로 제조될 수 있다. 예를 들어, "A" 층 또는 외층(예컨대, 예비형성 패터닝된 직물로 함침된 외층 또는 보강된 외층(preformed pattered fabric impregnated outer layers or reinforced outer layers))은 사출 주형의 대향하는 면들 상에 사전배치될(prepositioned) 수 있다. 선택적으로, 정전하, 기계적 홀더(예컨대, 핀(pins)), 진공, 또는 다른 방법이 미리 잘린(precut) 층을 제자리에 유지시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 이동 가능한 주형의 절반 상에 배치되는 층은 핫 드롭(hot drops) 및 립(ribs) 및 성형된 요소(molded-in features 를 위해 미리 피어싱될(pre-pierced) 수 있다. 주형이 닫히고, "B" 층 또는 코어층이 A 층들 또는 외층들 사이로 사출된다. 이러한 방식으로, 중앙 A-B-A 영역이 형성된다. 전체적으로 "B" 층으로 구성되는 프레임은 동시에 형성될 수 있으며, 중앙의 A-B-A 주변에 형성될 수 있다.
대안적으로, 양립 가능한 수지를 포함하는 예비성형 프레임이 "A" 층 또는 외층을 따라 주형 내에 배치된다. 작은 갭(1-10 mm)이 프레임과 "A" 층 사이에 남아있다. 주형이 닫히고, 충진 공정이 앞서 기술된 바와 같이 진행된다. "B" 층은 예비성형 프레임을 중앙의 A-B-A 라미네이트에 결합시키는 데 사용된다. 따라서, 보강되지 않은(예컨대, 필러 없는) "B" 층이 사용될 수 있으며, 프레임 재료는 "B" 층과 양립 가능한 다른 재료를 포함할 수 있다.
다른 방법에 따르면, A-B-A 샌드위치 하우징이 사출 주형 도구 내에 배치된다. "A" 재료는 상기 제2 열가소성 재료일 수 있으며, "B" 재료는 상기 제1 열가소성 재료일 수 있다. 이후, 프레임은 오버몰딩(overmolding) 작업 시 하우징 주변에 성형된다. 프레임 수지는 하우징 재료와의 물리적 및 열탄성적 양립 가능성을 갖도록 선택된다. 선택적으로, 하우징은 트리밍될(trimmed) 수 있거나, 코어 재료에 프레임을 결합시키는 것을 향상시키기 위해 오버몰딩 공정 이전에 처리될 수 있다. 처리는 조화(roughening), 슬롯팅(slotting), 드릴링(drilling) 등을 포함할 수 있다.
대안적으로, A-B-A 샌드위치 하우징은 프레임과 개별적으로 형성된 후에, 예컨대 초음파 용접과 같은 용접을 통해 프레임과 결합될 수 있다.
외층은, 예컨대 연속 보강 외층(continuous reinforced outer layers) 또는 패터닝된 직물 보강 외층(patterned fabric reinforced outer layers)으로 예비형성될 수 있다. 이후, 이러한 예비형성 외층은 전술한 공정에 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 부품, 공정 및 장치의 보다 완벽한 이해는 첨부된 도면을 참조로 하여 획득될 수 있다. (본 명세서에 "도(FIG.)"로도 지칭되는)이러한 도면들은 단지 편의 및 본 발명의 용이한 설명에 기초한 도식적 대표도이고, 따라서 해당 장치 또는 이들 부품의 상대적 크기 및 치수를 나타내거나 및/또는 예시적 구현예들의 범위를 정의하거나 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 명확성을 목적으로 하여 특정 용어들이 다음의 설명에 사용되었지만, 이러한 용어들은 단지 도면에서의 도시를 위해 선택된 구현예들의 특정 구조를 의미하는 것이고, 본 개시의 범위를 정의하거나 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 도면들 및 하기의 다음 설명들에서, 동일한 숫자 부호는 동일 기능의 부품을 지칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 A-B-A 샌드위치 구조를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, A-B-A 구조물은 코어층(4)의 제1 표면 상에 위치되는 제1 외층(2)을 포함한다. 제2 외층(3)은 상기 제1 표면과 반대되는, 코어층(4)의 제2 표면 상에 위치된다. 코어층(4)은 제1 열가소성 재료 및 코어 두께(tc)를 포함할 수 있다. 제1 외층(2) 및 제2 외층(3)은 제2 열가소성 재료를 포함할 수 있다. A-B-A 구조물은 총 두께 t를 포함할 수 있으며, 이는 코어 두께(tc) 및 제1 외층과 제2 외층의 두께들을 포함한다.
도 2는 A-B-A 구조물 코어층(4)의 적어도 일부분을 둘러싸는 프레임(5)을 포함하는 하우징(1)을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(5)은 코어층(4) 두께 이하의 두께를 가질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임은 코어층(4) 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 프레임(5)은 하우징(1)(예컨대, 제1 외층(2), 제2 외층(3) 및 코어층(4))의 두께보다 얇거나 그와 동일한 두께를 가질 수 있다.
도 4는 프레임(5) 및 A-B-A 구조물을 포함하는 하우징(1)의 상면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(5)은 제1 외층(2)을 너머 각 방향으로 바깥으로 연장될 수 있다. 프레임(5)은 부착 부분(6)을 하나 이상 포함할 수 있으며, 부착 부분(6)은 프레임(5)의 어느 부분에나 위치될 수 있다. 또한, 프레임(5)은 립(ribs) 등과 같은 보강재 구조물(7)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 프레임(5)은 둥근 엣지를 갖는 부분(예컨대, 코너 반경)을 포함할 수 있다(예컨대, 도 13 및 14를 참조하라).
도 5는 A-B-A 구조물 또는 하우징을 제조하기 위한 제조 공정을 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단계 100은 사출 주형의 제1 면 상으로 제1 외층(2)을 위치시키는 것을 포함한다. 단계 101에서, 제2 외층(3)은 상기 제1 면과 반대되는, 사출 주형의 제2 면 상으로 위치된다. 단계 102에서, 사출 주형이 닫힌다. 단계 103에서, 제1 열가소성 재료가 제1 외층(2)과 제2 외층(3)의 사이에 주입되어, 코어층(4)을 형성한다. 선택적으로, 하우징이 형성될 수 있으며, 이때 상기 제1 열가소성 재료가 제1 외층(2) 및 제2 외층(3) 너머로 연장되어, 코어층(4)으로부터 연장되는 프레임(5)을 형성할 수 있다. 단계 104에서, 사출 주형이 열리고, 제1 외층(2), 코어층(4), 제2 외층(4)을 포함하고 선택적으로 프레임(5)을 포함하는, A-B-A 구조물 또는 하우징(1)이 사출 주형으로부터 제거된다.
도 6은, 예컨대 전자 장치용 하우징의 제조 공정을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단계 200은 사출 주형 내에 A-B-A 구조물을 위치시키는 것을 포함한다. 상기 하우징은 본 명세서에 기재된 하우징을 포함할 수 있다. 특히, 도 1의 A-B-A 구조물이 단계 200에 활용될 수 있다. 예를 들어, A-B-A 구조물은, 제1 열가소성 재료로 형성되는 고체 코어층(4); 제2 열가소성 재료를 포함하고, 코어층(4)의 제1 면 상에 위치되는 제2 외층(2); 제2 열가소성 재료를 포함하고, 상기 제1 면과 반대되는, 코어층(4)의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층(3)을 포함할 수 있다. 단계 201은 사출 주형을 닫는 것을 포함한다. 단계 202에서, 열가소성 재료는 A-B-A 구조물 주변으로 주입되어, A-B-A 구조물에 부착되는 프레임(5)을 형성할 수 있다. 프레임, 및 A-B-A 구조물 중 하나 이상의 층(예컨대, 코어층(4))은 용융 상 본딩(melt phase bonding)을 통해 커플링될(coupled) 수 있다. 단계 203에서, 사출 주형이 열리고, 프레이밍된(framed) 하우징이 제거된다.
실시예들
A-B-A 구조물의 유효함을 평가하기 위하여, 일련의 다중-스판 굽힘 테스트(multi-span flexural tests)가 수행되었다. 단일 가닥 0.25mm Tencate CETEX TC 925 FST 외층들(50vol% 하중 및 0.24mm의 두께를 갖는, 폴리카보네이트 매트릭스 내 7581 스타일 E-유리 직물) 및 0.50mm 보강 LEXANTM 8B35 코어로 이루어진, 박벽 샌드위치 복합체가 진공 보조 프레스(vacuum assisted press)에서 라미네이트되었다. 총 라미네이트 두께는 1.00mm였고, 코어/외층 두께 비율은 0.50이었다. 정상 굽힘 치수는 25mm x 100mm였다. 기하적 및 전단 관련 영향을 제거하기 위해, 샘플은 4개의 스판(spans)에서 테스트되었다. 또한, 샘플은 3개의 배향을 취하여 이방성 테스트 되었다. 구체적으로, 굽힘 샘플은 외층들의 "경사(warp)", "위사(weft)" 및 "오프(off)" 배향들에 상응하는 방향으로 가공되었다. TC 925 FST은 7581 E-유리 직물을 사용한다. 이는 상대적으로 "밸런싱된(balanced)" 구조를 갖는 8개 하니스 새틴(8 harness satin)이다. 방향성 샘플은 라미네이트 이방성의 이해를 돕기 위해 제조되었다. 동일한 샘플 및 테스트 세트가 미가공(as-produced) 1.00 mm CETEX TC 925 FST 라미네이트에서 수행되었다. 이러한 4 층 관통 두께 조절(4-layer through-thickness controls)은 수지(PC)와 보강재(7581 스타일 E- 유리 직물)의 이러한 조합을 통해 최대 달성 가능 특성을 나타낸다. 결과는 표 1에 도시된다.
[표 1]
Figure pct00001
주(註): "A"층들은 0.25mm Tencate CETEX TC 925 FST이다. "B"는 0.50mm LEXAN 8B35 비-보강(unreinforced) PC 필름이다.
Johnson and Sims1에 의해 제안된 수학적 모델은 87%의 관통 두께 값인 굽힘 모듈리를 예측한다(코어/총 두께 비율을 0.50으로 추정). 실험적 결과는 이러한 예측에 가깝다. 데이터 및 이론은, 전자 엔클로저에 사용하기 위한 강성의 얇은 구조물을 생성하는 데 관통 두께 복합체가 요구되지 않는다는 개념을 지지한다. 즉각적인 이점은 경량의 무게와 저비용이다. 이 경우, 보통 15%-20% 강성 감소와 함께, 복합체 라미네이트의 50%가 코어로부터 제거된다.
랩탑 커버 하중(laptop cover loading) 시나리오에서 A-B-A 라미네이트의 유용성을 확인하기 위해, 추가적인 특성화 작업이 수행되었다. 표 2에 기재된 구조의 220mm x 335mm 라미네이트가 중앙 하중 플레이트 기구(center loaded plate fixture)(도 15)에서 테스트되었다. 13mm 순환 하중 노즈(circular loading nose)를 사용하여 완전히 지지되는 플레이트의 중심에 100 뉴튼(N) 하중이 가해졌다. 라미네이트는 CETEX TC 925 FST 외층의 "경사" 및 "위사" 방향으로 정렬된 긴 플레이트 치수(335mm)를 통해 테스트되었다. 또한, 제3 라미네이트는 "오프" 방향 - 경사 및 위사로부터의 45도 오프셋(offset)으로 취해졌다. 남아있는 라미네이트 "트위스트(twist)"를 제거하기 위해, 7N을 샘플에 미리 가하였다. 최종 굴절은 추가적으로 93N을 가한 이후의 움직임을 반영한다. 유사 과정이 랩탑 제조사에 의해 A-커버 품질에 사용되었다. 결과는 표 2에 도시된다.
[표 2]
Figure pct00002
1A층은 0.24mm의 두께를 갖는 CETEX이다.
2관통 두께는 CETEX 다층 시트이다.
3알루미늄 시트.
측면 1 및 측면 2는 양면 상에서 시험되는(시험되고, 플립되며(flipped), 재시험되는) 동일 샘플을 의미한다. 결과의 차이는 해당 구조에서의 뒤틀림/휘어짐 때문이다.
1.00mm 두께(코어/스킨 비율 0.50)의, 완전히 지지되는 CETEX TC925 FST A-B-A 구조물의 굴절은 관통 두께 굴절보다 17% 더 크다. 이는 굽힘 결과, 및 나아가 박벽 전자 엔크로저에 대한 A-B-A 구조물의 이점 증거와 일치한다. 큰 수평 인장응력이 종종 존재하기 때문에, 완전히 지지되는 플레이트 벤딩(fully supported plate bending)은 단순 굽힘 하중(simple flexural loading)보다 복잡하다. 본 명세서에 명시되는 상대적으로 "두꺼운" 외층은 종래 A-B-A 구조에 사용되는 "얇은" 스킨보다 인장응력을 더 잘 다룰 수 있다. 이러한 차이는 표 2의 실험적 결과에 의해 지지된다. 또한, 표 2의 데이터는 코어 두께의 실질적 증가(40%)가 전자 엔클로저에 요구되는 벽 두께에서 복귀 감소, 예컨대 더 적은 굴절을 빠르게 충족시키는 것을 나타낸다. 본 명세서의 구현예들 및 특허청구범위에 기재된 코어-두께 비율은 우수한 밸런스의 강성 및 비용/중량 감소를 제공한다.
도 7 내지 9는 베이스라인(baseline)으로서 20% 짧은 탄소 충진 폴리카보네이트(20% short carbon filled polycarbonate)를 사용하여 폴리카보네이트계 샌드위치 구조의 성능을 비교한다. 다양한 A-B-A 샌드위치 구조가 중량, 강성 및 현재 가격에 기초하여 비교된다. 이러한 경우에 "타깃(target)"은 0.059 인치(in)(1.5mm)의 벽 두께, 0.267 파운드(lb)(121g)의 무게, 및 95.4 평방인치(in2)(615.8 평방센티미터(cm2))의 투영 면적을 갖는 가상의 20% 탄소 보강 PC계 노트북 하우징이다. 상기 하우징에 대한 굽힘 강성은 27.6 lb-in2(0.19MPa)이다. 모든 시스템은 이러한 값에 해당되는 굽힘 강성에서 비교된다. 도 7 내지 9에 사용된 "TC 925"는 0.0094in(0.24mm)의 두께를 갖는, 폴리카보네이트계 66wt.% E-유리 보강(7581 직물) 라미네이트(예컨대, Tencate Cetex TC 925 FST-7581 라미네이트)를 의미한다. "121"은 비-보강된 폴리카보네이트(예컨대, SABIC LEXANTM 121)을 의미한다. "3412HF"는 20% 짧은 유리 보강 폴리카보네이트 사출 성형 화합물 (예컨대, SABIC LEXANTM 3412HF)을 의미한다. "DC0049XF"는 20% 짧은 탄소 보강 폴리카보네이트 사출 성형 화합물(예컨대, SABIC ThermocompTM DC0049XF)를 의미한다. A-B-A 구조는 122, 3412HF 또는 DC0049XF의 B 층과 함께, 단층의 TC925 라미네이트(A 층)을 포함한다.
도 7 및 8에 도시된 바와 같이, A-B-A 구조물은 27.6lb-in2의 동일 굽힘 강성에서 사출 성형 폴리카보네이트에 대한 두께 및 중량에 있어 상당한 이점을 제공한다. 도 9에 도시된 바와 같이, A-B-A 구조는 TC 925 관통 두께 복합체와 비교할 때 비용 측면에서 상당한 절약을 제공한다.
도 10 내지 12는 프레임을 A-B-A 구조 상으로 오버몰딩함으로써 제조된 박벽 복합체 하우징의 예시들을 도시한다. 도 10 내지 12의 A-B-A 구조는 E-유리 보강 폴리카보네이트 코어를 포함하며, 사출 성형 프레임 재료는 각각 비-보강된 폴리카보네이트(도 10), 10wt% 짧은 유리 보강 폴리카보네이트(도 11), 및 20% 짧은 탄소 섬유 보강 폴리카보네이트(도 12)이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 프레임 재료와 라미네이트 재료 사이 열팽창계수 차이는 상당한 휘어짐을 야기한다. 반면, 도 11 및 12의 프레임 재료는 A-B-A 구조물의 열팽창계수에 거의 일치하는 열팽창계수를 갖는다. 따라서, 도 11 및 12의 실시예들은 프레임 재료와 라미네이트 재료의 열팽창계수가 거의 일치될 경우 평평한 샘플이 제조될 수 있음을 도시한다.
도 13 및 14는, 도 6의 방법에 따라 제조된, 예컨대 전자 장치용 태블릿 크기 하우징의 사진이다. 이러한 하우징은 본 명세서에 기재된 원리를 보여준다. 이러한 실시예에 있어서, 오버몰딩된 라미네이트는, 66wt.% E-유리 외층들 및 비-보강된 폴리카보네이트 코어를 갖는, 폴리카보네이트계 구조일 수 있다. 0.50의 코어("B")층 두께(tc)와 함께, 총 A-B-A 구조물 두께(t)는 1.00mm이며, 따라서 tc/t는 0.50이다. 또한, 오버몰딩 수지는 폴리카보네이트계 시스템이다. 이는, 폴리카보네이트 A-B-A 구조물의 전체 열탄성 특성과 일치되도록 선택된 열팽창계수를 갖는 E-유리 짧은 섬유 충진 화합물이다. 그 결과, 잘 결합되고 치수적으로 안정한 부품이 된다.
도 1에 개시된 바와 같이 비-보강된 코어를 활용하는 A-B-A 구조는 특히 오버몰딩 작업에 적절하다. 비-보강된 코어의 사용은 A-B-A 라미네이트의 유효 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 낮추며, 더 낮은 필러 수준과 함께 오버몰딩 수지의 사용을 가능하게 한다. 이는, 사출 수지에 높은 수준으로 필러를 로딩하는 것이 높은 점도 및 충진 압력을 야기하므로 바람직하다. 또한, 관통 두께 구조의 CTE 및 라미네이트 수축과 일치되도록 요구되는 매우 높은 필러 수준은 더 낮은 충격 성능을 나타낸다. 높은 충진 압력 및 낮은 충격 성능은 오버몰딩 프레임에 바람직하지 않은 특성이다.
하기에 설명되는 것은 본 명세서에 기재된 몇몇 구현예들의 하우징 및 하우징 제조 방법이다.
구현예 1: 다음을 포함하는 A-B-A 구조물: 제1 밀도(Y)를 갖는 제1 열가소성 재료를 포함하며, 코어 두께를 갖는 코어층; 제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되는 제1 외층; 및 제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 제1 면과 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층. 이때, 상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이다. 상기 코어층은 다음의 특성들 중 하나 이상을 포함한다: (i)0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도; 및 (ii) X≥0.8Y인 코어층 밀도(X).
구현예 2: 상기 A-B-A 구조물의 총 두께는 0.5mm 내지 1.5mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 1.25mm, 또는 0.75mm 내지 1.1mm인, 구현예 1의 A-B-A 구조물.
구현예 3: 상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%, 바람직하게는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 40% 내지 60%, 또는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 45% 내지 55%, 또는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 55% 내지 70%인, 구현예 1 또는 2의 A-B-A 구조물.
구현예 4: 상기 제1 열가소성 재료는 폴리프로필렌; 폴리아미드; 폴리카보네이트; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리에테르이미드; 폴리에테르에테르케톤; 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하고, 바람직하게는 상기 제1 열가소성 재료는 폴리카보네이트; 폴리에테르이미드; 폴리페닐렌 산화물; 나일론; 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하며, 바람직하게는 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 폴리카보네이트를 포함하는, 구현예 1 내지 3 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 5: 상기 코어층은 보강 재료를 0wt%로 포함하는, 구현예 1 내지 4 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 6: 상기 코어층은 상기 코어층의 총 부피를 기준으로, 5 vol% 내지 35 vol%의 보강 재료, 바람직하게는 5vol% 내지 30 vol%의 보강 재료, 또는 바람직하게는 5vol% 내지 25vol%의 보강 재료, 또는 10vol% 내지 35vol%의 보강 재료를 포함하는, 구현예 1 내지 4 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 7: 상기 제1 외층은 상기 제1 외층의 총 중량을 기준으로, 35vol% 이상의 보강 재료, 바람직하게는 35vol% 내지 70vol%의 보강재료, 또는 40vol% 내지 60vol%의 보강 재료를 포함하고, 상기 제2 외층은 상기 제2 외층의 총 중량을 기준으로, 35vol% 이상의 보강 재료, 바람직하게는 35vol% 내지 70vol%의 보강재료, 또는 40vol% 내지 60vol%의 보강 재료를 포함하는, 구현예 1 내지 6의 A-B-A 구조물.
구현예 8: 상기 보강 재료는 직물이며, 바람직하게는 패터닝된 직물인, 구현예 7의 A-B-A 구조물.
구현예 9: 상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 다음의 특성들 중 하나 이상을 포함하는, 구현예 8의 A-B-A 구조물: (i) 규칙적으로 반복되는 패턴이 아닌 패턴; (ii)개방직 직물; (iii)직물 전체에 걸쳐 불균일한 밀도를 갖는 직물; 및 (iv)물품의 적용을 위한 강도 및 강성을 얻기 위하여 요구되는 곳에 직물을 갖는 맞춤형 패턴. 바람직하게는, 상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 다음의 특성들 중 하나 이상을 포함한다: (i)규칙적으로 반복되는 패턴이 아닌 패턴; 및 (ii)개방직 직물; (iii) 직물 전체에 걸쳐 불균일한 밀도를 갖는 직물.
구현예 10: 상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 규칙적으로 반복되는 패턴이 아닌 패턴을 포함하는, 구현예 8의 A-B-A 구조물.
구현예 11: 상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 개방직 직물인, 구현예 8의 A-B-A 구조물.
구현예 12: 상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 직물 전체에 걸쳐 불균일한 밀도를 갖는 직물을 포함하는, 구현예 8의 A-B-A 구조물.
구현예 13: 상기 보강 재료는 35GPa 이상의 모듈러스를 갖는, 바람직하게는 45GPa 이상의 모듈러스를 갖는 고강성 무기 섬유를 포함하며, 바람직하게는 상기 보강 재료는 유리, 탄소, 석영, 붕소 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하는, 구현예 6 내지 12 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 14: 상기 코어층은 1 W/mK 이상의 열전도도를 포함하는, 구현예 1 내지 13 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 15: 상기 코어층 밀도(X)는 X≥0.8Y이고, 바람직하게는 상기 코어층 밀도(X)는 X≥Y인, 구현예 1 내지 14 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 16; 상기 제1 열가소성 재료는 제1 용융 유속을 갖고, 상기 제2 열가소성 재료는 제2 용융 유속을 가지며, 상기 제2 용융 유속은 2 x 상기 제1 용융 유속보다 크거나 그와 동일하고, 바람직하게는 상기 제2 용융 유속은 3 x 상기 제1 용융 유속보다 크거나 그와 동일한, 구현예 1 내지 15 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 17: 상기 제1 열가소성 재료는 제1 용융 유속을 가지며, 상기 제2 열가소성 재료는 제2 용융 유속을 갖고, 상기 제2 용융 유속은 25g/10분 이상이고, 바람직하게는 상기 제2 용융 유속은 45g/10분 이상이며, 또는 상기 제2 용융 유속은 50g/10분 이상이고, 상기 제1 용융 유속은 10g/10분 이하인, 구현예 1 내지 16 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 18: 평평한 표면 상에 놓일 때, 상기 A-B-A 구조물은 상기 평평한 표면으로부터 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하의 분리를 포함하거나, 현미경 없이 측정 가능한 분리를 포함하지 않는, 구현예 1 내지 17 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 19: 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 폴리프로필렌; 폴리아미드; 폴리카보네이트; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리에테르이미드; 폴리에테르에테르케톤; 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하며, 바람직하게는 상기 제2 열가소성 재료는 폴리카보네이트; 폴리에테르이미드; 폴리페닐렌 산화물; 나일론; 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하고, 또는 바람직하게는 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 폴리카보네이트를 포함하는, 구현예 1 내지 18 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 20: 상기 코어층은 아무것도 섞이지 않거나(neat), 또는 상기 코어층은 짧은 섬유, 바람직하게는 짧은 유리 섬유를 포함하는, 구현예 1 내지 19 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 21: 상기 제1 외층 및 제2 외층은 유리-탄소 하이브리드 직물을 포함하며, 바람직하게는 상기 제1 외층 및 제2 외층은 E-유리-탄소 하이브리드 직물을 포함하는, 구현예 1 내지 21 중 어느 하나의 A-B-A 구조물.
구현예 22: 구현예 1 내지 21 중 어느 하나에 따른 A-B-A 구조물의 제조 방법은 다음을 포함한다: 제1 외층을 사출 주형의 제1 면 상에 위치시키는 것; 제2 외층을 사출 주형의 제2 면 상에 위치시키는 것; 상기 사출 주형을 닫는 것; 상기 제1 외층과 제2 외층의 사이로 제1 열가소성 재료를 주입하여 코어층을 형성함으로써, 상기 A-B-A 구조물을 형성하는 것; 상기 사출 주형을 열고, 상기 A-B-A 구조물을 제거하는 것.
구현예 23: 구현예 1 내지 21 중 어느 하나의 A-B-A 구조물을 포함하는 하우징의 제조 방법은, 상기 A-B-A 구조물 주변에 프레임을 형성하는 것을 포함한다.
구현예 24: 상기 프레임은 상기 A-B-A 구조물과 양립 가능한 재료를 포함하여, 상기 A-B-A 구조물은 상기 A-B-A 구조물 주변에 상기 프레임이 형성되기 전 처음에는 평평하고, 상기 A-B-A 구조물이 형성된 후 평평한 표면 상에서 측정될 때 상기 평평한 표면으로부터 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하의 분리를 갖거나 현미경 없이 측정 가능한 분리를 갖지 않는 최종 형상을 갖는, 구현예 23의 방법.
구현예 25: 상기 프레임은 제1 열가소성 재료를 포함하는, 구현예 23 또는 24의 방법.
구현예 26: 상기 프레임을 형성하는 것은, 상기 A-B-A 구조물 주변에 열가소성 재료를 주입하는 것을 포함하고, 또는 상기 프레임을 형성하는 것은, 제1 외층과 제2 외층 사이로 제1 열가소성 재료가 주입될 때 제1 열가소성 재료로 상기 프레임을 형성하는 것을 포함하는, 구현예 23 내지 25 중 어느 하나의 방법.
구현예 27: 상기 방법은 상기 프레임에 부착되는 립(ribs) 및 부착 요소를 형성하는 것을 더 포함하는, 구현예 23 내지 26 중 어느 하나의 방법.
구현예 28: 다음을 포함하는 전자 장치: 백킹(backing)을 더 포함하는, 구현예 23 내지 27 중 어느 하나에 따라 제조되는 하우징; 및 A-B-A 구조물과 상기 백킹 사이에 위치되는 전자 부품.
본 발명은 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 구성요소를 대안적으로 포함하거나, 상기 구성요소로 구성되거나, 또는 필수적으로 구성될 수 있다. 본 발명은 추가적으로 또는 대안적으로, 선행 기술 재료에 사용되거나 그렇지 않으면 본 발명의 기능 및/또는 목적을 달성하는 데 필수적이지 않은, 임의의 구성요소, 재료, 성분, 보조제 또는 종(species)이 전혀 없거나 실질적으로 없도록 배합될 수 있다.
명세서에 개시된 모든 범위는 종점(endpoints)을 포함하며, 해당 종점은 서로 독립적으로 조합될 수 있다(예컨대, "25 wt% 이하, 또는 보다 구체적으로 5 wt% 내지 20 wt%"의 범위는 "5 wt% 내지 25 wt%"범위의 종점들 및 모든 중간값들을 포함한다). "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응물 등을 포함한다. 또한, 본 명세서의 용어 "제1", "제2" 등은 순서, 양 또는 중요성을 나타내기보다, 하나의 요소를 다른 요소로부터 식별하는 데 사용된다. 본 명세서의 용어 "a" 및 "an" 및 "the"는 수량의 제한을 나타내지 않으며, 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 명백하게 모순되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 커버하는 것으로 이해된다. 본 명세서에 사용된 접미사 "들(s)"은 그것이 변경시키는 용어의 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 의도되어, 해당 용어의 하나 이상을 포함한다(예컨대, 필름(들)은 필름을 하나 이상 포함한다). "하나의 구현예", "다른 일 구현예", "일 구현예" 등에 대한 명세서 전반에 걸친 참조는, 해당 구현예와 연결되는 것으로 기재된 특정 요소(예를 들어, 특징, 구조 및/또는 특성)가 본 명세서에 기재된 하나 이상의 구현예에 포함되고, 다른 구현예들에서 나타나거나 나타나지 않을 수 있는 것을 의미한다. 또한, 기재된 요소는 다양한 구현예들에서 적절한 방식으로 조합될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에 사용된 박리 강도는 ASTM D1781 (1994): 접착제의 클라이밍 드럼 박리(climbing drum peel)에 관한 표준 테스트 방법에 따라 측정된다. 구체적으로 달리 명시되지 않은 한, 본 명세서에 설명된 테스트 표준은 2014년 7월 9일 기준 가장 최신 버전이다.
특정 구현예들이 기재되었지만, 예상 밖이거나 예상 밖일 수 있는 대체, 수정, 변형, 개선 및 실질적 등가물이 출원인 또는 당해 분야의 다른 기술자에게 발생할 수 있다. 따라서, 출원 및 보정될 시 첨부된 특허 청구 범위는 이러한 모든 대체, 수정, 변형, 개선 및 실질적 등가물을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. A-B-A 구조물로서, 상기 구조물은
    제1 밀도(Y)를 갖는 제1 열가소성 재료를 포함하고, 코어 두께를 갖는 코어층;
    제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 코어층의 제1 면 상에 위치되는 제1 외층; 및
    제2 열가소성 재료를 포함하며, 상기 제1 면과 반대되는, 상기 코어층의 제2 면 상에 위치되는 제2 외층;을 포함하고,
    상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%이며,
    상기 코어층은 다음 특징들 중 하나 이상을 포함하는, A-B-A 구조물:
    0.1 W/mK 이상의 관통면 열전도도(through plane thermal conductivity); 및
    X ≥ 0.8Y인 코어층 밀도(X).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A-B-A 구조물의 총 두께는 0.5mm 내지 1.5mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 1.25mm, 또는 0.75mm 내지 1.1mm인, A-B-A 구조물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코어 두께는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 30% 내지 75%, 바람직하게는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 40% 내지 60%, 또는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 45% 내지 55%, 또는 상기 A-B-A 구조물 총 두께의 55 % 내지 70%인, A-B-A 구조물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone) 및 이들을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하고,
    바람직하게는 상기 제1 열가소성 재료 및 제2 열가소성 재료는 폴리카보네이트를 포함하는, A-B-A 구조물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어층은 보강 재료를 0wt%로 포함하는, A-B-A 구조물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어층은 상기 코어층의 총 부피를 기준으로, 5vol% 내지 35vol%의 보강 재료, 바람직하게는 5vol% 내지 30vol%의 보강 재료, 또는 바람직하게는 5vol% 내지 25vol%의 보강 재료, 또는 10vol% 내지 35vol%의 보강 재료를 포함하는, A-B-A 구조물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 외층은 상기 제1 외층의 총 중량을 기준으로 35vol% 이상의 보강 재료, 바람직하게는 35vol% 내지 70vol%의 보강 재료, 또는 40vol% 내지 60vol%의 보강 재료를 포함하며,
    상기 제2 외층은 상기 제2 외층의 총 중량을 기준으로, 35vol% 이상의 보강 재료, 바람직하게는 35vol% 내지 70vol%의 보강 재료, 또는 40vol% 내지 60vol%의 보강 재료를 포함하는, A-B-A 구조물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강 재료는 직물이며, 바람직하게는 패터닝된 직물인, A-B-A 구조물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보강 재료는 패터닝된 직물이며, 상기 패터닝된 직물은 다음 특징들 중 하나 이상을 포함하는, A-B-A 구조물:
    해당 물품의 적용을 위한 강도 및 강성을 얻기 위하여 요구되는 곳에 직물을 갖는 맞춤형(tailored) 패턴;
    규칙적으로 반복되는 패턴이 아닌 패턴;
    개방직(open weave) 직물; 및
    직물 전체에 걸쳐 불균일한 밀도를 갖는 직물.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 재료는 35GPa 이상의 모듈러스(modulus), 바람직하게는 45GPa 이상의 모듈러스를 갖는 고강성 무기 섬유를 포함하고,
    바람직하게는 상기 보강 재료는 유리, 탄소, 석영, 붕소, 또는 이들을 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는, A-B-A 구조물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어층은 1 W/mK 이상의 열전도도를 포함하는, A-B-A 구조물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어층 밀도(X)는 X≥0.8Y이고, 바람직하게는 X≥Y인, A-B-A 구조물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열가소성 재료는 제1 용융 유속을 갖고, 상기 제2 열가소성 재료는 제2 용융 유속을 가지며,
    상기 제2 용융 유속은 2 x 상기 제1 용융 유속보다 크거나 그와 동일하고, 바람직하게는 3 x 상기 제1 용융 유속보다 크거나 그와 동일한, A-B-A 구조물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열가소성 재료는 제1 용융 유속을 갖고, 상기 제2 열가소성 재료는 제2 용융 유속을 가지며,
    상기 제2 용융 유속은 25g/10분 이상, 바람직하게는 45g/10분 이상, 또는 50g/10분 이상이고,
    상기 제1 용융 유속은 10g/10분 이하인, A-B-A 구조물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 표면 상에 놓일 때, 상기 A-B-A 구조물은 상기 평평한 표면으로부터 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하의 분리를 포함하거나, 현미경 없이 측정 가능한 분리를 포함하지 않는, A-B-A 구조물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 A-B-A 구조물의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    사출 주형의 제1 면 상에 제1 외층을 위치시키는 것;
    사출 주형의 제2 면 상에 제2 외층을 위치시키는 것;
    사출 주형을 닫는 것;
    상기 제1 외층 및 제2 외층의 사이로 제1 열가소성 재료를 주입하여 코어층을 형성함으로써, 상기 A-B-A 구조물을 형성하는 것; 및
    사출 주형을 열고, 상기 A-B-A 구조물을 제거하는 것, 을 포함하는 A-B-A 구조물의 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 A-B-A 구조물을 포함하는 하우징(housing)의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    상기 A-B-A 구조물 주변에 프레임(frame)을 형성하는 것을 포함하는, 하우징의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 A-B-A 구조물과 양립 가능한 재료를 포함하여, 상기 A-B-A 구조물은 상기 A-B-A 구조물 주변에 상기 프레임이 형성되기 전 처음에는 평평하고, 상기 A-B-A 구조물이 형성된 후 평평한 표면 상에서 측정될 때 상기 평평한 표면으로부터 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하, 또는 0.2mm 이하의 분리를 갖거나 현미경 없이 측정 가능한 분리를 갖지 않는 최종 형상을 갖는, 하우징의 제조 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 프레임은 제1 열가소성 재로를 포함하는, 하우징의 제조 방법.
  20. 백킹(backing)을 더 포함하는, 제17항 내지 19항 중 어느 한 항에 따른 하우징; 및
    A-B-A 구조물 및 상기 백킹 사이에 위치되는 전자 부품;을 포함하는 전자 장치.
    상기 하우징 주변에 열가소성 재료를 주입하여, 상기 하우징에 부착되는 프레임을 형성하는 것;
    사출 주형을 열고, 프레이밍된(framed) 하우징을 제거하는 것.
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