KR20180097992A - 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 세라믹핵의 충전입자 - Google Patents

전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 세라믹핵의 충전입자 Download PDF

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장성원
박윤수
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Abstract

본 발명은 전자파 흡수 및 방열기능을 갖는 충전입자, 이를 포함한 마스터배치 및 시트에 관한 것이다.

Description

전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 세라믹핵의 충전입자 {FILLING PARTICLES WITH CERAMIC NUCLEUS ABSORBING ELECTROMAGNETIC WAVE AND RADIATING HEAT}
본 발명은 전자파 흡수 및 방열기능을 갖는 충전입자, 이를 포함한 마스터배치 및 시트에 관한 것이다.
전자기기의 고집적화, 고성능화와 함께 LED 조명의 발달로 기기 내에 더욱 많은 열이 발생하고 있다. 이러한 방출열은 소자의 기능저하, 기기오작동 및 기기의 수명을 단축시키고 있어 이를 방지하는 방열대책이 시급하다.
한편, 방열패드는 전자기기의 열원과 heat sink 사이에 위치해 열원으로부터 발생하는 열을 heat sink로 전달해주는 TIM (Thermal Interface Materials) 역할을 하는 구조물을 가리킨다.
최근의 기술 트렌드는 이러한 방열패드가 전기 절연성 뿐만 아니라 전자파 차폐/흡수 기능까지 구비할 것을 요구하고 있어, 이들 기능을 보유한 입자를 포함한 합성수지 소재의 시트 또는 마스터배치에 대한 연구가 활발하다.
한국공개특허 제 2014-0066812 호 (2014.06.02 공개)는 판상형 탄소체에 세라믹을 코팅한 소재를 개시하고 있으나, 이 경우 전자파 차폐/흡수 기능을 발현하기 어렵다.
따라서, 전기 절연성, 방열특성 외에 충분한 수준의 전자파 차폐/흡수 기능까지 보유한 새로운 충전입자에 대한 산업계의 요구가 비등한 실정이다.
한국공개특허 제 2014-0066812 호 (2014.06.02 공개)
본 발명의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 세라믹핵-금속각-자성각의 구조를 갖는 충전입자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 충전입자를 포함하는 마스터배치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 충전입자를 포함하는 시트를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
세라믹핵,
상기 세라믹핵의 표면을 코팅한 금속각(殼), 및
상기 금속각의 표면을 코팅한 자성각
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹핵은 발포 세라믹일 수 있다.
또한, 본 발명의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 상기 충전입자의 최장경/최단경 값이 1 내지 100, 바람직하게는 1 내지 90, 보다 바람직하게는 1 내지 75, 더욱 바람직하게는 1 내지 50, 보다 더 바람직하게는 1 내지 20일 수 있다.
또한, 상기 충전입자는 구형, 판형, 침형 및 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 세라믹핵은 산화마그네슘(MgO), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 산화주석(SnO2), 산화티타늄(TiO2), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화이트륨(Y2O3), 실리카(SiO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 금속각은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 인듐(In), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 및 그 합금으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 자성각은 철, 크롬, 알루미늄, 규소, 구리, 아연, 니켈, 망간, 몰리브덴, 스트론튬, 백금, 코발트, 나이오븀, 그 합금, 그 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 자성각은 퍼멀로이(permalloy), 몰리퍼멀로이(molypermalloy), 센더스트(sendust), 페라이트(ferrite) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 충전입자의 평균입경은 100 nm 내지 3 mm, 바람직하게는 200 nm 내지 2 mm, 보다 바람직하게는 500 nm 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 500 , 보다 더 바람직하게는 2 내지 100 , 더욱 더 바람직하게는 4 내지 60 일 수 있다.
또한, 상기 금속각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 일 수 있다.
또한, 상기 자성각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 일 수 있다.
또한, 상기 충전입자의 평균비중은 1.0 내지 2.8, 바람직하게는 1.2 내지 2.5, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.0일 수 있다.
한편, 본 발명의 마스터배치는
폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
상기 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 시트는
폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
상기 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 최외곽의 자성각으로 인해 전기 절연성을 갖는다. 동시에 금속각으로 인해 전자파 차례 기능을 가지고, 자성각으로 인해 전자파 흡수 기능까지 달성하고 있어, 산업계에서의 요구사항을 모두 충족시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 세라믹핵 - 금속각 - 자성각 구조를 갖는 본 발명 충전입자의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
세라믹핵,
상기 세라믹핵의 표면을 코팅한 금속각(殼), 및
상기 금속각의 표면을 코팅한 자성각
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹핵은 발포 세라믹일 수 있다.
또한, 본 발명의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자는 상기 충전입자의 최장경/최단경 값이 1 내지 100, 바람직하게는 1 내지 90, 보다 바람직하게는 1 내지 75, 더욱 바람직하게는 1 내지 50, 보다 더 바람직하게는 1 내지 20일 수 있다.
또한, 상기 충전입자는 구형, 판형, 침형 및 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 세라믹핵은 산화마그네슘(MgO), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 산화주석(SnO2), 산화티타늄(TiO2), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화이트륨(Y2O3), 실리카(SiO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 금속각은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 인듐(In), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 및 그 합금으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 자성각은 철, 크롬, 알루미늄, 규소, 구리, 아연, 니켈, 망간, 몰리브덴, 스트론튬, 백금, 코발트, 나이오븀, 그 합금, 그 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 자성각은 퍼멀로이(permalloy), 몰리퍼멀로이(molypermalloy), 센더스트(sendust), 페라이트(ferrite) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 충전입자의 평균입경은 100 nm 내지 3 mm, 바람직하게는 200 nm 내지 2 mm, 보다 바람직하게는 500 nm 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 500 , 보다 더 바람직하게는 2 내지 100 , 더욱 더 바람직하게는 4 내지 60 일 수 있다.
또한, 상기 금속각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 일 수 있다.
또한, 상기 자성각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 일 수 있다.
또한, 상기 충전입자의 평균비중은 1.0 내지 2.8, 바람직하게는 1.2 내지 2.5, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.0일 수 있다.
한편, 본 발명의 마스터배치는
폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
상기 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 시트는
폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
상기 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 충전입자의 제조방법은 전술한 소재의 세라믹핵을 구리 등의 금속 용융물에 담근 후 꺼내어 냉각시키고 음이온성 고분자 등을 상기 세라믹각 표면에 충분히 흡착시킨 후, 자성 전구체인 염화철을 흡착시키고, 상기 염화철들을 산화시켜 자성각을 형성한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 세라믹핵
20 : 금속각
30 : 자성각

Claims (14)

  1. 세라믹핵,
    상기 세라믹핵의 표면을 코팅한 금속각(殼), 및
    상기 금속각의 표면을 코팅한 자성각
    을 포함하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세라믹핵은 발포 세라믹인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전입자의 최장경/최단경 값이 1 내지 100, 바람직하게는 1 내지 90, 보다 바람직하게는 1 내지 75, 더욱 바람직하게는 1 내지 50, 보다 더 바람직하게는 1 내지 20인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전입자는 구형, 판형, 침형 및 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 세라믹핵은 산화마그네슘(MgO), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 산화주석(SnO2), 산화티타늄(TiO2), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화이트륨(Y2O3), 실리카(SiO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속각은 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 인듐(In), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 나이오븀(Nb), 바나듐(V) 및 그 합금으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성각은 철, 크롬, 알루미늄, 규소, 구리, 아연, 니켈, 망간, 몰리브덴, 스트론튬, 백금, 코발트, 나이오븀, 그 합금, 그 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성각은 퍼멀로이(permalloy), 몰리퍼멀로이(molypermalloy), 센더스트(sendust), 페라이트(ferrite) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전입자의 평균입경은 100 nm 내지 3 mm, 바람직하게는 200 nm 내지 2 mm, 보다 바람직하게는 500 nm 내지 1 mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 500 , 보다 더 바람직하게는 2 내지 100 , 더욱 더 바람직하게는 4 내지 60 인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성각의 평균두께는 10 nm 내지 100 , 바람직하게는 20 nm 내지 90 , 보다 바람직하게는 50 nm 내지 70 , 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전입자의 평균비중은 1.0 내지 2.8, 바람직하게는 1.2 내지 2.5, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는, 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자.
  13. 폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는, 마스터배치.
  14. 폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴라카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함한 폴리에스터, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 엘라스토머 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 중합체, 및
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항의 전자파 흡수기능 및 방열기능을 갖는 충전입자를 포함하는, 시트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111171712A (zh) * 2020-01-07 2020-05-19 天津中材工程研究中心有限公司 一种应用于金属基体工业窑炉的红外辐射节能涂料及其制备方法

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140066812A (ko) 2012-11-22 2014-06-02 인하대학교 산학협력단 마이크로웨이브를 이용한 세라믹-판상형 탄소체 복합체 제조방법

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