KR20170112281A - 전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스 및 이에 탈부착되는 전자파를 차폐하는 방열시트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 휴대용 단말기 보호 케이스로서, 휴대용 단말기 보호 케이스의 측면에 탈부착되는 수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체로 이루어진 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전자파 차폐성과 방열성을 가지는 방열 시트로서, 수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하며, 특히, 상기 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스 및 이에 탈부착되는 전자파를 차폐하는 방열시트{PHONE CASE AND HEAT-RADIATING SHEET SHIELDING AN ELECTROMAGNETIC WAVE}

본 발명은 전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스 및 이에 탈부착되는 전자파를 차폐하는 방열시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 이용하여 제조된 전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스 및 이에 탈부착되는 전자파를 차폐하는 방열시트에 관한 것이다.

본 연구는 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원이 지원하는 경제협력권산업 육성사업으로 수행된 연구결과입니다.

(This research was supported by the Ministry of Trade, Industry & Energy(MOTIE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) through the Encouragement Program for The Industries of Economic Cooperation Region)

전자파란 전계와 자계가 상호 연동하면서 정현파 모양으로 에너지가 이동하는 현상으로서, 일반적으로 전기장 및 자기장의 변화에 따라 발생하는 방사파를 의미하고 무선통신이나 레이더와 같은 전자기기에 유용하게 이용되는 반면에 전자, 통신기기의 오동작을 일으킬 뿐만 아니라 인체에도 유해한 영향을 미친다.

상기 전계는 전압에 의해 생성되고 거리가 멀어지거나 나무 등의 장애물에 의해 쉽게 차폐되는 반면에, 자계는 전류에 의해 생성되고 거리에 반비례하지만 쉽게 차폐되지 않는 특성이 있다.

전자파는 전기온열기구, 텔레비전, 컴퓨터, 세탁기, 청소기 등 일상 생활에서 접하는 가전기기들은 물론 핸드폰, 라디오 등 휴대용 전자기기에서도 정도의 차이는 있으나 끊임없이 방출되고 있다.

이러한 전자파에 인체가 장기간 노출되면 조사량이 시간에 비례하여 증가하기 때문에 부작용에 대한 문제를 배제할 수 없으며, 이러한 인체에 대한 유해성 논란이 제기되면서 전자파를 차폐할 수 있는 여러 수단들이 강구되기에 이르렀다.

전자파를 발생하는 대표적인 기기로서 전기매트와 같은 전기 난방기기를 들 수 있으며, 최근 고유가 시대를 맞이하면서 전기 난방기기에 대한 수요가 급증하고 있다.

전기 난방방식은 온도조절이 용이하고 공기가 오염되지 않으며, 위생적이고 소음이 없으며, 빠른 발열 특성 등의 많은 장점에도 불구하고 전기를 사용하는 특성상 정전기 및 전기장에 의한 유도전류가 필연적으로 발생하게 되며, 발생한 정전기 및 전기장에 의한 유도전류는 실생활에서 많은 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라, 건강에 유해하다고 알려져 있고 사용특성상 인체에 직접 접촉되므로 심리적 공포감을 야기하고 있다.

정전기, 전기장에 의한 유도 전류와 밀접한 관계가 있는 정전유도에 의한 대전현상은 위치별 전위차에 의해 발생하기 때문에 전위차가 발생한 위치를 서로 통전하는 대전방지처리로 쉽게 제거할 수 있다는 사실이 알려져 있다.

이러한 사실에 기초하여 최근에는 전기난방이 갖는 문제점들을 해결하기 위하여, 전기열선 및 면상발열체 시공시 시공면 위에 도전성을 띠는 차폐시트를 올려놓아 위치별 전위차를 제거함으로써 정전현상을 방지하고 그 결과 전기장에 의한 유도전류를 제거하는 방법이 이용되고 있으며, 또한 차폐시트를 접지시킴으로써 전기열선 및 면상발열체 상의 정전기를 제거하는 방법이 주로 사용되고 있다.

도전성만을 고려할 때는 이러한 차폐시트를 금속판으로 형성하는 것이 바람직하나, 금속판의 경우 소성변형이 일어나기 쉬우므로 일단 형태가 변경된 후에는 다시 원상복구하기 힘들어 보관이 어려울 뿐만 아니라 다양한 형상 및 굴곡을 갖는 부위에 적용하는데 제한이 있어서 범용성이 떨어진다.

또한 전자제품의 작동시간이 길어질수록 전자 회로로부터 열이 발생하고, 전자제품의 구성부품으로 열이 전달된다. 과도한 열의 발생은 전자제품의 기능을 저하시키거나 내구성을 약화시키고, 추가적으로 소음과 지속적인 진동을 유발하기도 한다.

이러한 발열 문제를 해결하기 위해서, 방열 수단으로서 구동부에 히트 싱크(heat sink)를 설치하고 있다. 예를 들어, 컴퓨터에서 CPU 등의 방열을 위해서 메인 보드의 집적 회로 상단에 히트 싱크가 설치된다.

그러나 대부분은 구동부에서 발생되는 열량이 히트 싱크가 흡수할 수 있는 열량보다 많기 때문에 히트 싱크만으로는 발열 문제를 해결할 수 없다. 부가적으로, 히트 싱크에 방열 팬(fan)을 설치하여 열공학적으로 외부로 열을 강제 방출하고 있기는 하지만, 방열 효율을 최적화시키는데 한계가 있다.

또한, 히트 싱크나 방열 팬은 소형의 휴대용 전자제품에는 적용시키기 어렵다. 전자제품의 구동부는 일반적으로 집적형 전자 회로, 구동칩 등과 같은 잡음성 소자 부품으로 이루어져 있는데, 이러한 잡음성 소자 부품에서 방사되는 전자파는 노이즈로서 심각한 전자파 장해를 유발하기도 한다.

전자파 차폐를 위한 기술이 개발되고 있으나, 전자제품에 방열 수단과 전자파 차폐 수단을 모두 구비하면서 소형화, 경량화 및 슬림화에 대한 소비자의 요구를 만족시키기는 어려운 실정이다.

본 발명의 실시 예들은 열전도성이 우수하고 전자파 차폐를 수행하는 전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스 및 이에 탈부착되는 전자파를 차폐하는 방열시트를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전자파 차폐성과 방열성을 가지는 방열 시트로서, 수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄소섬유는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브로 구성되는 군에서 선택되는 flat yarn인 것을 특징으로 한다.

상기 금속사는 Nylon : Metal = 5:2의 비율로 혼합하여 제작되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속(Metal)은 은, 금, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 주석, 철 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 전자파를 차폐하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기 케이스는, 휴대용 단말기 보호 케이스와, 상기 휴대용 단말기 보호 케이스의 측면에 탈부착되는 수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체로 이루어진 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 높은 방열성 및 전자파 차폐성, 전기 전도성을 가지기 때문에 전자 장치에 적용되어 소형화 경량화가 가능하고, 전자장치의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 휴대용 단말기 케이스를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.

본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다

본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트는 전파를 흡수하고 높은 열전도율을 갖는다. 전자파를 차폐하는 방열 시트는 수지 중에 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 이용되는 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하고, 열가소성 수지로는 폴리올레핀계수지, 폴리아미드계 수지, 엘라스토머계(스티렌계, 올레핀계, PVC계, 우레탄계, 에스테르계, 아미드계) 수지, 아크릴계 수지, 고성능 플라스틱 등이 이용된다.

특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 수지, ABS 수지, 아크릴 수지, 에틸렌아크릴레이트 수지, 에틸렌 초산 비닐수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, 액정 폴리머가 선택된다.

그 중에서도 내열성 및 유연성에서 나일론 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, ABS 수지, 폴리프로필렌 수지, 액정 폴리머가 적합하다.

또한 열경화성 수지에는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 우레탄수지 등이 이용된다. 그 중에서도 내열성 및 유연성에서 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 우레탄 수지가 적합하다.

이들 수지에는 분산제, 윤활제, 가소제를 첨가해도 좋고 특히 분산제에 지방산계 에스테르를 이용함으로써, 탄소섬유 및 흑연 분말의 충전율을 증가시키고 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이 flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하여 구성된다.

탄소섬유에는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브가 이용될 수 있다. 열전도성을 향상시키기 위해서는 피치계 초고탄성률 탄소섬유는 열전도율 50W/mK 이상인 것이 바람직하다. 또한 탄소 나노튜브는 소량으로 전자파를 흡수하는 성질을 가지고 있다.

그렇지만 탄소 나노튜브는 매우 고액이기 때문에 비용면을 고려하면 피치계 탄소섬유를 주체로서 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브를 첨가하는 것이 바람직하다.

탄소섬유는 이 분야의 통상적인 지식을 가지는 자에게는 이미 잘 알려져 있는 것으로 통상적으로 상업적 구입이 용이하며 팬(PAN)계나 피치(Pitch)계로 제조된 것이 사용될 수 있다.

탄소섬유의 평균직경은 5 내지 30 ㎛이고, 길이가 8 내지 20 mm이고, 종횡비(길이/직경: l/d)가 270 내지 4,000이다.

금속사는 금속사 직물 함유 복합체로 구성될 수 있으며, 이러한 금속사 직물 함유 복합체는 다양한 금속을 (예로서, Nylon : Metal = 5:2) 일정 비율로 혼합하여 제작한다. 금속으로는 차폐효율이 가장 좋은 알루미늄을 금속으로 제직된 직물(Nylon : Al = 5:2)에 수지의 함량을 적절히 조절하여 제작될 수도 있다.

이러한 금속은 열전도성이 우수한 산화알루미늄, 산화마그네슘, 질화붕소, 진화 알루미늄, 수산화알루미늄, 탄화규소, 폐라이트 등의 금속 산화물, 금속 질화물, 금속탄화물뿐만 아니라 은, 금, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 주석, 철 등의 금속 등을 포함할 수 있다.

열가소성 수지와 탄소섬유 및 금속사 함유 직물 복합체의 혼합 분산에는 가열 혼련기, 다축 압출기 및 가열 롤 등을 이용해 수행한다.

또한 열경화성 수지를 모재에 이용한 경우에는 믹서, 진공 혼합기, 다축 압출기 등을 이용해 수행한다. 얻어진 재료는 사출성형, 시트성형 또는 프레스 성형에 의하여 원하는 형상의 성형품을 제작할 수 있다.

여기서 열가소성 수지와 탄소섬유는 열가소성 수지 50 내지 80 중량% 및 탄소섬유 20 내지 50 중량%로 이루어진다.

탄소섬유의 함량이 20 중량% 미만인 경우, 표면 저항이 상승하여 전기전도도의 저하가 초래되고 이로 인한 전자파 차폐율이 현저히 저하되며, 탄소섬유의 함량이 50 중량% 초과인 경우 사출 성형성이 저하된다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 대하여 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트는 수지 중에 탄소섬유와 흑연 분말을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 이용되는 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하고, 열가소성 수지로는 폴리올레핀계수지, 폴리아미드계 수지, 엘라스토머계(스티렌계, 올레핀계, PVC계, 우레탄계, 에스테르계, 아미드계) 수지, 아크릴계 수지, 고성능 플라스틱 등이 이용된다.

특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 수지, ABS 수지, 아크릴 수지, 에틸렌아크릴레이트 수지, 에틸렌 초산 비닐수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, 액정 폴리머가 선택된다.

그 중에서도 내열성 및 유연성에서 나일론 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, ABS 수지, 폴리프로필렌 수지, 액정 폴리머가 적합하다.

또한 열경화성 수지에는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 우레탄수지 등이 이용된다. 그 중에서도 내열성 및 유연성에서 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 우레탄 수지가 적합하다.

이들 수지에는 분산제, 윤활제, 가소제를 첨가해도 좋고 특히 분산제에 지방산계 에스테르를 이용함으로써, 탄소섬유 및 흑연 분말의 충전율을 증가시키고 특성을 향상시킬 수 있다.

탄소섬유에는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브가 이용될 수 있다. 열전도성을 향상시키기 위해서는 피치계 초고탄성률 탄소섬유는 열전도율 50W/mK 이상인 것이 바람직하다.

또한 탄소 나노튜브는 소량으로 전자파를 흡수하는 성질을 가지고 있다. 그렇지만 탄소 나노튜브는 매우 고액이기 때문에 비용면을 고려하면 피치계 탄소섬유를 주체로서 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브를 첨가하는 것이 바람직하다.

탄소섬유는 이 분야의 통상적인 지식을 가지는 자에게는 이미 잘 알려져 있는 것으로 통상적으로 상업적 구입이 용이하며 팬(PAN)계나 피치(Pitch)계로 제조된 것이 사용될 수 있다.

카본섬유의 평균직경은 5 내지 30 ㎛이고, 길이가 8 내지 20 mm이고, 종횡비(길이/직경: l/d)가 270 내지 4,000이다.

흑연 분말은 탄소 섬유와 함께 카본 재료로서, 열전도성과 전자파 흡수성이 우월하다.

또한 흑연 분말은 전기 전도성이 높고 탄소 섬유는 재료의 강도를 향상시켜 내충격성을 향상시킬 수 있다.

흑연 분말과 탄소 섬유는 적절한 비율 또는 균등한 비율로 혼합함에 의해 서로 얽힘으로써 방열성 및 전기 전도성을 높일 수 있게 된다.

또한 흑연 분말로서 고정 탄소량이 95% 이상의 구상흑연 분말을 이용하면, 보다 방열성을 향상시키고 전기 저항값을 감소시킬 수 있다.

또한 카본 블랙을 첨가함으로써, 방열성 및 전자파 흡수 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

흑연 분말로서는 구상흑연 분말, 인편상 흑연 분말을 이용할 수 있다. 특히 구형 흑연 분말이 적합하다.

또한 고정 탄소량이 95% 이상의 흑연 분말을 이용함으로써, 방열성 및 전기 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

흑연 분말의 평균 입자 지름은 0.3μm 이상 50μm이하, 보다 바람직하게는 0.5μm 이상 40μm이하, 또한 바람직하게는 1μm 이상 20μm이하이다..

본 발명의 흑연 분말의 비율은 총량으로 10~60체적%가 바람직하다. 10체적% 미만에서는 방열성, 전자파 흡수 특성에 효과를 보지 못하고, 60체적%를 초과하면 성형체 강도가 저하될 수 있다.

또한 흑연 분말에 더해 직경이 나노미터 사이즈의 카본 블랙을 병용하는 것이 바람직하다. 카본 블랙을 첨가함으로써, 탄소간의 접촉 면적을 늘리는 것이 가능해짐으로써, 새로운 방열성 향상, 전자파 흡수 특성 향상이 가능해진다.

열가소성 수지와 탄소섬유 및 흑연 분말의 혼합 분산에는 가열 혼련기, 다축 압출기 및 가열 롤 등을 이용해 수행한다.

또한 열경화성 수지를 모재에 이용한 경우에는 믹서, 진공 혼합기, 다축 압출기 등을 이용해 수행한다. 얻어진 재료는 사출성형, 시트성형 또는 프레스 성형에 의하여 원하는 형상의 성형품을 제작할 수 있다.

여기서 열가소성 수지와 탄소섬유는 열가소성 수지 50 내지 80 중량% 및 탄소섬유 20 내지 50 중량%로 이루어진다.

탄소섬유의 함량이 20 중량% 미만인 경우, 표면 저항이 상승하여 전기전도도의저하가 초래되고 이로 인한 전자파 차폐율이 현저히 저하되며, 탄소섬유의 함량이 50 중량% 초과인 경우 사출 성형성이 저하될 수 있다.

이하에서는 또 다른 실시 예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트를 설명한다.

본 발명의 또 다른 다른 실시예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트는 수지 중에 탄소섬유와 세라믹스 분말을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 이용되는 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하고, 열가소성 수지로는 폴리올레핀계수지, 폴리아미드계 수지, 엘라스토머계(스티렌계, 올레핀계, PVC계, 우레탄계, 에스테르계, 아미드계) 수지, 아크릴계 수지, 고성능 플라스틱 등이 이용된다.

특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 수지, ABS 수지, 아크릴 수지, 에틸렌아크릴레이트 수지, 에틸렌 초산 비닐수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, 액정 폴리머가 선택된다.

그 중에서도 내열성 및 유연성에서 나일론 수지, 폴리에스테르 엘라스토머 수지, 폴리아미드 엘라스토머 수지, ABS 수지, 폴리프로필렌 수지, 액정 폴리머가 적합하다.

또한 열경화성 수지에는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 우레탄수지 등이 이용된다. 그 중에서도 내열성 및 유연성에서 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 우레탄 수지가 적합하다.

이들 수지에는 분산제, 윤활제, 가소제를 첨가해도 좋고 특히 분산제에 지방산계 에스테르를 이용함으로써, 탄소섬유 및 흑연 분말의 충전율을 증가시키고 특성을 향상시킬 수 있다.

탄소섬유에는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브가 이용될 수 있다. 열전도성을 향상시키기 위해서는 피치계 초고탄성률 탄소섬유는 열전도율 50W/mK 이상인 것이 바람직하다.

또한 탄소 나노튜브는 소량으로 전자파를 흡수하는 성질을 가지고 있다. 그렇지만 탄소 나노튜브는 매우 고액이기 때문에 비용면을 고려하면 피치계 탄소섬유를 주체로서 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브를 첨가하는 것이 바람직하다.

탄소섬유는 이 분야의 통상적인 지식을 가지는 자에게는 이미 잘 알려져 있는 것으로 통상적으로 상업적 구입이 용이하며 팬(PAN)계나 피치(Pitch)계로 제조된 것이 사용될 수 있다.

탄소섬유의 평균직경은 5 내지 30 ㎛이고, 길이가 8 내지 20 mm이고, 종횡비(길이/직경: l/d)가 270 내지 4,000이다.

세라믹스 분말에는 알루미나, 질화 알루미늄, 탄화규소, 질화 규소, 질화붕소 분말이 이용된다. 입자 지름은 1μm 이상 20μm이하인 것이 바람직하다.

입자 형상은 구형이 적합하다. 세라믹스 재료로서는 특히 비용면에서 알루미나 세라믹스가 적합하고 자기 방열성, 열전도율의 면에서는 질화 알루미늄이 적합하다.

일 예로, 열가소성 수지와 탄소섬유 및 세라믹스 분말의 혼합 분산에는 가열 혼련기, 다축 압출기 및 가열 롤 등을 이용해 수행한다.

또한 열경화성 수지를 모재에 이용한 경우에는 믹서, 진공 혼합기, 다축 압출기 등을 이용해 수행한다. 얻어진 재료는 사출성형, 시트성형 또는 프레스 성형에 의하여 원하는 형상의 성형품을 제작할 수 있다.

여기서 열가소성 수지와 탄소섬유는 열가소성 수지 50 내지 80 중량% 및 탄소섬유 20 내지 50 중량%로 이루어진 기초수지를 포함한다.

탄소섬유의 함량이 20 중량% 미만인 경우, 표면 저항이 상승하여 전기전도도의저하가 초래되고 이로 인한 전자파 차폐율이 현저히 저하되며, 탄소섬유의 함량이 50 중량% 초과인 경우 사출 성형성이 저하될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 휴대용 단말기 케이스를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 휴대용 단말기 케이스(10)는, 휴대용 단말기 보호 케이스(11)와, 휴대용 단말기 보호 케이스(11)의 측면에 탈부착되는 수지 중에 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 포함하는 전자파를 차폐하는 방열 시트(12)를 포함하여 구성된다.

휴대용 단말기 보호 케이스(11)는 합성수지 또는 고무수지를 사출기를 사용하여 휴대용 단말기 보호 케이스형 몰드에 주입시키고, 사출하여 휴대용 단말기 보호 케이스를 제조한다.

휴대용 단말기 보호 케이스(11)의 측면에는 전자파를 차폐하는 방열 시트(12)가 탈부착되는데, 이러한 방열시트(12)는 수지 중에 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체(12)를 포함한다.

이러한 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체(12)는 앞서 설명한 바와 같이, 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하여 구성된다.

탄소섬유는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브로 구성되는 군에서 선택되는 flat yarn인 것을 특징으로 하며, 금속사는 Nylon : Metal = 5:2의 비율로 혼합하여 제조된다. 이러한 금속(Metal)은 은, 금, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 주석, 철 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 전자파 차폐성과 방열성을 가지는 방열 시트로서,
   수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파를 차폐하는 방열 시트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄소섬유는 피치계 탄소섬유, 피치계 초고탄성률 탄소섬유, 탄소 나노튜브로 구성되는 군에서 선택되는 flat yarn인 것을 특징으로 하는 전자파를 차폐하는 방열 시트.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 금속사는 Nylon : Metal = 5:2의 비율로 혼합하여 제작되는 전자파를 차폐하는 방열 시트.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 금속(Metal)은 은, 금, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 주석, 철 중 어느 하나를 포함하는 전자파를 차폐하는 방열 시트.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 전자파를 차폐하는 방열 시트.
   
7. 휴대용 단말기 보호 케이스와,
   상기 휴대용 단말기 보호 케이스의 측면에 탈부착되는 수지 중에 혼합되는 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체로 이루어진 전자파를 차폐하는 방열 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 케이스.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 탄소섬유와 금속사 함유 직물 복합체는 경사와 위사 중 한쪽이, flat yarn 탄소 섬유 직물이며, 다른 쪽이 나일론과 금속이 혼합되어 이루어진 금속사를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 케이스.
   

Images