KR20210052289A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210052289A
KR20210052289A KR1020200139470A KR20200139470A KR20210052289A KR 20210052289 A KR20210052289 A KR 20210052289A KR 1020200139470 A KR1020200139470 A KR 1020200139470A KR 20200139470 A KR20200139470 A KR 20200139470A KR 20210052289 A KR20210052289 A KR 20210052289A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoplastic resin
weight
parts
resin composition
less
Prior art date
Application number
KR1020200139470A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102581385B1 (ko
Inventor
최기대
김영주
함명조
권오민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2021529298A priority Critical patent/JP7174155B2/ja
Priority to EP20883464.8A priority patent/EP3865539A4/en
Priority to PCT/KR2020/014842 priority patent/WO2021086019A1/ko
Priority to CN202080006446.9A priority patent/CN113166532B/zh
Priority to US17/293,432 priority patent/US12122892B2/en
Publication of KR20210052289A publication Critical patent/KR20210052289A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102581385B1 publication Critical patent/KR102581385B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • 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
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
    • 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
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/201—Pre-melted polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
    • 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
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • 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
    • C08K3/08—Metals
    • 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
    • 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
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • 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
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2351/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2351/06—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • 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
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0856—Iron
    • 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
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • 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
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • 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
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • 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
    • C08K2201/013—Additives applied to the surface of polymers or polymer particles
    • 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
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • 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
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

본 발명은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION, AND MANUFACTURING METHOD OF MOLDED ARTICLE USING THE SAME}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.
전기 전자 기술의 발달과 더불어 각종 산업 분야의 전자화가 이루어지는 추세에 있으며, 자동차 분야, 전기 전자 제품 분야 등에 있어서도 사용자의 욕구를 충족시키고자 성능, 안정성, 편리성 향상을 위한 시스템 전자화가 진행되고 있다.
최근에는 전자기기로부터 발생하는 전자파가 다른 기기 또는 인체에
대해서 악영향을 미친다는 결과가 발표되면서 전자파 차폐 재료 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
전도성 소재로 대표되는 금속재료의 경우에는 중량이 많이 나가는 동시에 가격이 비싼 단점이 있음을 감안하여, 최근에는 전자기기 및 자동차 부품의 경량화, 가격, 디자인 등의 면에서 유리한 고분자 수지가 많이 이용되고 있다.
그러나, 대부분의 고분자 수지들은 전자파에 대하여 투과하는 특성을 가지고 있기 때문에, 전자파를 효과적으로 차폐하는 것이 어려운 실정이다.
이에, 전자파 차폐용 재료 개발의 필요성이 증가하고 있는 점을 감안할 때, 기계적 물성을 동시에 달성할 수 있는 소재가 요구되고 있다.
본 발명은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 제조 방법에 관한 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시상태는, 열가소성 수지, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트 및 금속섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는, 열가소성 수지, 탄소나노튜브 및 판상형 그라파이트를 혼련하여 제1 혼련물을 형성하는 단계; 상기 제1 혼련물에 탄소섬유를 투입하고 혼련하여 제2 혼련물을 형성하는 단계; 상기 제2 혼련물에 금속섬유를 투입하고 혼련하여 열가소성 수지 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형품을 제조하는 단계;를 포함하는 성형품 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는, 상기 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 성형품 제조 방법은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수한 성형품을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품 제조 방법에 사용되는 압출기의 단면을 도시한 도면이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, 열가소성 수지; 및 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트, 및 금속섬유를 포함하는 충진제;를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는, 나일론 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지 및 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이 경우 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성이 우수한 성형품을 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지는, 나일론 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나일론 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 및 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 하나를 포함하는 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성이 우수한 성형품을 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지는 폴리올레핀 수지에 무수말레산이 그라프트율 0.5 중량% 이상 2 중량% 이하로 그라프트된 중합체일 수 있다. 무수말레산이 0.5 중량% 이상 2 중량% 이하의 그라프트율로 그라프트된 폴리올레핀 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물은, 인장강도, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다.
본 기재에서 그라프트율은 변성 폴리올레핀 수지를 산-염기 적정하여 얻어진 결과로부터 측정할 수 있고, 구체적인 예로 변성 폴리올레핀 수지 1g을 물로 포화된 150㎖의 크실렌에 넣고 2시간 정도 환류한 다음, 1 중량% 티몰블루-디메틸포름아미드 용액을 소량 가하고, 0.05N 수산화나트륨-에틸알콜용액으로 약간 초과 적정하여 군청색의 용액을 얻은 후, 이러한 용액을 다시 0.05N의 염산-이소프로필알콜용액으로 노란빛을 나타낼 때까지 역적정하여 산가를 구하고, 이로부터 변성 폴리올레핀 수지에 그라프트된 화합물, 즉 무수말레산의 함량(중량%)을 산출할 수 있다. 여기에서 변성 폴리올레핀 수지에 함유된 무수말레산의 함량이 그라프트율에 해당한다.
상기 무수말레산이 그라프트된 폴리올레핀은 탄소수 1 내지 5의 올레핀을 포함하는 단량체들의 중합체일 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 무수말레산이 0.5 중량% 이상 2 중량% 이하의 그라프트율로 그라프트된 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소섬유는 직경이 5 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소섬유는 직경은 7 ㎛ 이상 13 ㎛ 이하, 8.5 ㎛ 이상 12.5 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 7.5 ㎛ 이하, 9 ㎛ 이상 12.5 ㎛ 이하 또는 12 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하일 수 있다. 직경이 전술한 범위를 만족하는 탄소섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물은 가공 및 성형이 우수하면서도 강도가 개선될 수 있다. 또한, 상기 탄소섬유의 직경이 전술한 범위 내인 경우, 상기 탄소섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물은 전자파 차폐 물성이 향상될 수 있다.
본 기재에서 탄소섬유의 직경은 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로는 주사전자현미경을 이용하여 섬유 가닥 20개를 선출하고, 직경을 잴 수 있는 아이콘 바(bar)를 이용하여 각각의 직경을 잰 다음, 이를 산술 평균하여 평균 직경으로 산출한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소섬유의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 60 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 탄소섬유의 함량은 10 중량부 이상 50 중량부 이하, 15 중량부 이상 45 중량부 이하, 17.5 중량부 이상 40 중량부 이하, 또는 20 중량부 이상 35 중량부 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 탄소섬유의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상 20 중량부 이하, 7.5 중량부 이상 25 중량부 이하, 10 중량부 이상 35 중량부 이하, 20 중량부 이상 40 중량부 이하, 25 중량부 이상 45 중량부 이하 또는 30 중량부 이상 60 중량부 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지와 상기 탄소섬유의 상대적인 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 열가소성 수지 조성물의 강도가 향상되고, 상기 열가소성 수지 조성물의 성형품의 외관 품질이 우수할 수 있다. 또한, 상기 탄소섬유의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 열가소성 수지 조성물은 강성이 우수하고 전자파 차폐 효율이 향상된 성형품을 보다 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브의 BET 표면적은 200 m2/g 이상 300 m2/g 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소나노튜브의 BET 표면적은 220 m2/g 이상 280 m2/g 이하, 250 m2/g 이상 270 m2/g 이하, 210 m2/g 이상 240 m2/g 이하, 245 m2/g 이상 265 m2/g 이하 또는 275 m2/g 이상 300 m2/g 이하일 수 있다. BET 표면적이 전술한 범위를 만족하는 상기 탄소나노튜브를 포함하는 열가소성 수지 조성물은, 전도성 및 전자파 차폐 효율이 향상될 수 있다.
본 기재에서 BET 표면적은 질소가스 흡착법을 사용하여, BET 분석 장비(Micromeritics社 Surface Area and Porosity Analyzer ASAP 2020 장비)로 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 탄소나노튜브의 함량은 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 1 중량부 이상 2 중량부 이하, 1 중량부 이상 2.5 중량부 이하, 또는 3 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지와 상기 탄소나노튜브의 상대적인 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 열가소성 수지 조성물의 전도성 및 전자폐 차폐 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물은 판상형 그라파이트를 포함할 수 있다. 판상형 그라파이트를 사용함으로써, 상기 열가소성 수지 조성물의 전자파 차폐 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본 기재에서 판상형 그라파이트는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 인식되는 판(plate) 형태의 그라파이트인 경우 특별히 제한되지 않고, 이러한 판상형 그라파이트는 높은 종횡비를 가지는 것으로 설명될 수 있는데, 자연적으로 판상이거나 층 구조로부터 화학적 또는 물리적으로 분리되어 판상을 갖는 것일 수 있으며, 구체적인 예로 종횡비가 2 이상, 5 이상, 7 이상, 2 내지 200 이하, 5 내지 200, 또는 7 내지 200일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 기재에서 종횡비는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 이용하는 측정방법에 의하여 측정하는 경우 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 판상형 그라파이트의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 판상형 그라파이트의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 1.5 중량부 이상 8 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하, 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 2.5 중량부 이상 5.5 중량부 이하, 또는 6 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 상기 판상형 그라파이트의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 열가소성 수지 조성물의 전자파 차폐 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열가소성 수지와 상기 판상형 그라파이트의 상대적인 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 외관 품질이 우수한 성형품을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속섬유는 직경이 5 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속섬유는 직경이 7 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하, 9 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하, 7.5 ㎛ 이상 14.5 ㎛ 이하, 또는 16 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 금속섬유의 직경이 전술한 범위 내인 경우, 상기 열가소성 수지 조성물의 전자파 차폐 성능이 보다 향상될 수 있다.
본 기재에서 금속섬유의 직경은 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로는 주사전자현미경을 이용하여 금속섬유 가닥 20개를 선출하고, 직경을 잴 수 있는 아이콘 바(bar)를 이용하여 각각의 직경을 잰 다음, 이를 산술 평균하여 평균 직경으로 산출한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속섬유의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 금속섬유의 함량은 3 중량부 이상 18 중량부 이하, 5 중량부 이상 15 중량부 이하, 7 중량부 이상 10 중량부 이하, 1 중량부 이상 7 중량부 이하, 3.5 중량부 이상 17.5 중량부 이하, 또는 12 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다.
상기 금속섬유의 함량을 전술한 범위 내로 조절함으로써, 상기 열가소성 수지 조성물의 강성 및 전자폐 차폐 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기 열가소성 수지와 상기 금속섬유의 상대적인 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 열가소성 수지 조성물은 외관 품질이 우수한 성형품을 제공할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 ASTM D638에 의거한 인장강도가 바람직하게는 150 MPa 이상, 보다 바람직하게는 160 MPa 이상, 더욱 바람직하게는 165 MPa 이상일 수 있고, 바람직한 예로, 150 내지 200 MPa, 보다 바람직한 예로 160 내지 190 MPa, 더욱 바람직하게는 165 내지 190 MPa이며, 이 범위 내에서 인장강도가 우수하면서도 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 ISO 180A에 의거한 충격강도가 바람직하게는 60 J/m 이상, 보다 바람직하게는 65 J/m 이상, 더욱 바람직하게는 70 J/m 이상일 수 있고, 바람직한 예로, 60 내지 130 J/m, 보다 바람직한 예로 65 내지 120 J/m, 더욱 바람직하게는 70 내지 120 J/m이며, 이 범위 내에서 충격강도가 우수하면서도 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 ASTM D790에 의거한 굴곡탄성률이 바람직하게는 18,000 MPa 이상, 보다 바람직하게는 19,000 MPa 이상, 더욱 바람직하게는 21,000 MPa 이상일 수 있고, 바람직한 예로, 18,000 내지 26,000 MPa, 보다 바람직한 예로 19,000 내지 25,000 MPa, 더욱 바람직하게는 21,000 내지 25,000 MPa이며, 이 범위 내에서 굴곡탄성률이 우수하면서도 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 Electro metrics社의 EM2107A를 사용하여 10 MHz 조건에서의 전자파 차폐 능력이 바람직하게는 65 MHz 이상, 보다 바람직하게는 70 MHz 이상, 더욱 바람직하게는 73 MHz 이상일 수 있고, 바람직한 예로, 65 내지 90 MHz, 보다 바람직한 예로 70 내지 85 MHz, 더욱 바람직하게는 73 내지 85 MHz이며, 이 범위 내에서 전자파 차폐 물성이 우수하면서도 기계적 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 Electro metrics社의 EM2107A를 사용하여 1 GHz 조건에서의 전자파 차폐 능력이 바람직하게는 65 GHz 이상, 보다 바람직하게는 70 GHz 이상, 더욱 바람직하게는 73 GHz 이상일 수 있고, 바람직한 예로, 65 내지 90 GHz, 보다 바람직한 예로 70 내지 85 GHz, 더욱 바람직하게는 73 내지 85 GHz이며, 이 범위 내에서 전자파 차폐 물성이 우수하면서도 기계적 물성 밸런스가 뛰어난 이점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 바람직하게는 자동차 부품 또는 전기전자 부품에 사용되는 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 MHz과 GHz 주파수 영역에서 50 dB 이상의 전자파 차폐가 요구되는 자동차 부품 또는 전기전자 부품에 사용되는 것이며, 더욱 바람직하게는 자동차 금속 부품 또는 전기전자 금속 부품의 대체품에 사용되는 것이고, 보다 더 바람직하게는 전기자동차 부품 또는 하이브리드 전기자동차 부품에 사용되는 것이다. 이때 상기 자동차 부품 또는 전기전자 부품은 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 것 또는 본 발명의 열가소성 수지 조성물로부터 제조되는 것으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는, 열가소성 수지, 탄소나노튜브 및 판상형 그라파이트를 혼련하여 제1 혼련물을 형성하는 단계; 상기 제1 혼련물에 탄소섬유를 투입하고 혼련하여 제2 혼련물을 형성하는 단계; 상기 제2 혼련물에 금속섬유를 투입하고 혼련하여 열가소성 수지 조성물을 형성하는 단계; 및 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형품을 제조하는 단계;를 포함하는 성형품 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 성형품 제조 방법은 기계적 물성 및 전자파 차폐 성능이 우수한 성형품을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 성형품 제조 방법은 전술한 일 실시상태에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용하여 성형품을 제조하는 방법일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 성형품 제조 방법에 사용되는 열가소성 수지, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트 및 금속섬유는, 전술한 열가소성 수지 조성물에 포함되는 열가소성 수지, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트 및 금속섬유와 각각 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 성형품 제조 방법은, 열가소성 수지, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트 및 금속섬유를 혼련하는 순서를 조절함으로써, 기계적 물성 및 전자파 차단 성능이 우수한 성형품을 보다 효과적으로 제조할 수 있다.
하기 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품 제조 방법에 사용되는 압출기의 단면을 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 압출기(100)는 제1 내지 제3 투입구(11, 12, 13), 제1 내지 제3 혼련 블록(21, 22, 23)을 포함할 수 있으며, 제1 방향(DR1)을 따라 투입되는 물질이 혼련되어 토출될 수 있다. 구체적으로, 제1 투입구(11)에 주입된 재료들은 제1 혼련 블록(21)으로 이동되는 과정에서 혼련되어 제1 혼련물이 제1 혼련 블록(21)에 형성될 수 있다. 제2 투입구(12)에 주입된 재료들은 제1 혼련물과 혼합되고 제2 혼련 블록(22)으로 이동되는 과정에서 혼련되어 제2 혼련물이 제2 혼련 블록(22)에 형성될 수 있다. 또한, 제3 투입구(13)에 주입된 재료들은 제2 혼련물과 혼합되고 제3 혼련 블록(23)으로 이동되는 과정에서 혼련되어 제3 혼련 블록(23)에 최종 제품이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 열가소성 수지, 탄소나노튜브 및 판상형 그라파이트를 혼련하여 제1 혼련물을 형성할 수 있다. 도 1을 참고하면, 열가소성 수지, 탄소나노튜브, 및 판상형 그라파이트를 제1 투입구(11)로 주입하고 혼련함으로써, 제1 혼련 블록(21)에는 제1 혼련물이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 탄소나노튜브의 투입량은, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 탄소나노튜브의 투입량은 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 1 중량부 이상 2 중량부 이하, 1 중량부 이상 2.5 중량부 이하, 또는 3 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지와 상기 탄소나노튜브의 상대적인 투입량을 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 성형품의 전도성 및 전자폐 차폐 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브의 투입량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 성형품의 기계적 물성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 판상형 그라파이트의 투입량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 판상형 그라파이트의 투입량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 1.5 중량부 이상 8 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하, 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 2.5 중량부 이상 5.5 중량부 이하, 또는 6 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다.
상기 판상형 그라파이트의 투입량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 성형품의 전자파 차폐 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열가소성 수지와 상기 판상형 그라파이트의 상대적인 투입량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 성형품의 기계적 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 외관 품질이 우수한 성형품을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 혼련물에 상기 탄소섬유를 투입하고 혼련하여 제2 혼련물을 형성할 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 탄소섬유를 제2 투입구(12)로 주입하고 제1 혼련물과 혼련함으로써, 제2 혼련 블록(22)에는 제2 혼련물이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소섬유의 투입량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 60 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 탄소섬유의 투입량은 10 중량부 이상 50 중량부 이하, 15 중량부 이상 45 중량부 이하, 17.5 중량부 이상 40 중량부 이하, 또는 20 중량부 이상 35 중량부 이하일 수 있다.
상기 열가소성 수지와 상기 탄소섬유의 상대적인 투입량을 전술한 범위로 조절함으로써, 강도가 향상되고 외관 품질이 우수한 성형품을 제조할 수 있다. 또한, 상기 탄소섬유의 투입량이 전술한 범위 내인 경우, 강성이 우수하고 전자파 차폐 효율이 향상된 성형품을 보다 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 혼련물에 상기 금속섬유를 투입하고 혼련하여 열가소성 수지 조성물을 형성할 수 있다. 도 1을 참고하면, 상기 금속섬유를 제3 투입구(13)로 주입하고 제2 혼련물과 혼련함으로써, 제3 혼련블록(23)에는 열가소성 수지 조성물이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속섬유의 투입량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 금속섬유의 투입량은 3 중량부 이상 18 중량부 이하, 5 중량부 이상 15 중량부 이하, 7 중량부 이상 10 중량부 이하, 1 중량부 이상 7 중량부 이하, 3.5 중량부 이상 17.5 중량부 이하, 또는 12 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다.
상기 금속섬유의 투입량을 전술한 범위 내로 조절함으로써, 상기 성형품의 강성 및 전자폐 차폐 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 열가소성 수지와 상기 금속섬유의 상대적인 투입량이 전술한 범위 내인 경우, 외관 품질이 우수한 성형품을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하는 단계는, 상기 열가소성 수지 조성물을 압출 성형 또는 사출 성형하여 상기 성형품을 제조할 수 있다. 즉, 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 사출성형하여 형성되거나, 또는 압출 성형하여 형성된 것일 수 있다. 당업계에서 사용되는 방법을 제한 없이 채택하여, 상기 열가소성 수지 조성물을 사출 성형하거나 또는 압출 성형할 수 있다.
예를 들면, 상기 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 혼련 및 압출하여 형성된 것일 수 있다. 상기 혼련 및 압출은 통상적인 압출기를 사용할 수 있으며, 바람직한 일례로 일축 압출기, 이축 압출기 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 성형품은 바람직하게는 자동차 부품 또는 전기전자 부품일 수 있고, 보다 바람직하게는 MHz과 GHz 주파수 영역에서 50 dB 이상의 전자파 차폐가 요구되는 자동차 부품 또는 전기전자 부품이며, 더욱 바람직하게는 자동차 금속 부품 또는 전기전자 금속 부품의 대체품이고, 보다 더 바람직하게는 전기자동차 부품 또는 하이브리드 전기자동차 부품일 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.
[성형품의 제조]
하기 실시예 및 비교예에서 사용한 재료는 하기와 같다.
A) 열가소성 수지:
a1) 폴리카보네이트 수지: LG 화학社의 1330 제품을 사용하였다.
a2) 나일론66 수지: Invista社의 3602 제품을 사용하였다.
a3) 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지: LG 화학社의 GP2000 제품을 사용하였다.
a4) 변성 폴리올레핀 수지: 무수말레산이 약 1.5 중량%의 그라프트율로 그라프트된 폴리에틸렌을 사용하였다.
a5) 나일론6 수지: TK케미컬社의 2451 제품을 사용하였다.
a6) 폴리에틸테레프탈레이트(PET) 수지: SK케미컬社의 BB8055 제품을 사용하였다.
B) 탄소섬유:
졸텍社의 Pyrofil 제품을 사용하였다.
C) 탄소나노튜브:
c1) BET 표면적이 약 250 m2/g인 LG 화학社의 CP1002M 제품을 사용하였다.
c2) BET 표면적이 약 150 m2/g인 대직경 제품을 사용하였다.
C3) BET 표면적이 약 400 m2/g인 소직경 제품을 사용하였다.
D) 판상형 그라파이트:
일본흑연社 DML 판상형 그라파이트 제품인 CB-100을 사용하였다.
E) 금속섬유:
평균 직경이 9 ㎛인 BEKAERT社 스테인레스 섬유를 사용하였다.
실시예 1
열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제조하기 위하여, 하기 도 1과 같은 압출기를 준비하였다. 이때, 압출기의 온도를 약 250 ℃ 내지 320 ℃로 설정하고, 회전수를 300 회전/분으로 설정하였다.
압출기(100)에 대하여, 제1 투입구(11)에 열가소성 수지로 나일론66 수지, 탄소나노튜브, 및 판상형 그라파이트를 투입하고 혼련하여, 제1 혼련물을 형성하였다. 이때, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브의 투입량은 1 중량부, 판상형 그라파이트의 투입량은 3 중량부이었다.
이후, 제2 투입구(12)에 탄소섬유를 투입하고 혼련하여, 제2 혼련물을 형성하였다. 이때, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소섬유의 투입량은 35 중량부이었다.
이후, 제3 투입구(13)에 금속섬유를 투입하고 혼련하여, 열가소성 수지 조성물을 형성하였다. 이때, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 금속섬유의 투입량은 5 중량부이었다.
이후, 압출기를 통해 열가소성 수지 조성물을 펠렛 형태로 성형하여, 성형품을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 11
하기 표 1과 같이 압출기에 투입되는 성분 및 함량을 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제조하였다.
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
A a1 100 100 90 100 100 100 100
a2 100
a3 100
a4 10
a5 100
a6 100
B 35 30 30 20 30 50 65 20 30 35 35
C c1 1 2 2 1 1 1 1 1 1
c2 1
c3 1
D 3 3 3 5 5 3 3 5 5 3 3
E 5 10 5 10 15 5 5 10 15 5 5
비교예 1 내지 비교예 4
하기 표 2와 같이 압출기에 투입되는 성분 및 함량을 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열가소성 수지 조성물 및 성형품을 제조하였다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
A a1 100 100
a2 100
a3 100
a4
B 30 30 20 30
C 1 1 7 -
D - 5 - 2
E 5 - - 5
[성형품의 물성 측정 실험]
상기 실시예 1 내지 실시예 11, 및 비교예 1 내지 비교예 4에서 제조된 성형품을 사출기(엥겔社, 80 톤)를 이용하여, 물성 측정 시편으로 성형하였다.
시편의 물성은 하기와 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 기재하였다.
* 인장강도: ASTM D638에 의거하여 측정하였으며, 시편 두께는 3.2 mm이고, 측정 속도는 5 mm/min으로 설정하였다.
* 충격강도: ISO 180A에 의거하여 노치 아이조드(Notched Izod) 충격 강도를 측정하였다. 이때, 시편 두께는 4 mm이고, 시편에 노치 후에 상온(23 ℃)에서 측정하였다.
* 굴곡탄성률: ASTM D790에 의거하여 측정하였으며, 시편 두께는 3.2 mm이고, 측정 속도는 1.3 mm/min으로 설정하였다.
* 전자파 차폐 능력: Electro metrics社의 EM2107A를 사용하여, 시편의 10 MHz와 1 GHz에서의 전자파 차폐 능력을 측정하였다.
* 외관 품질: 사출 성형된 시편의 외관을 육안으로 평가하였으며, 성형성 및 외관이 매우 우수한 경우에는 "◎"로 평가하고, 성형성 및 외관이 우수한 경우에는 "○"로 평가하고, 외관이 우수한 경우에는 "△"로 평가하고, 외관이 저하된 경우에는 "X"로 평가하고, 외관 품질이 매우 열등한 경우에는 "XX"로 평가하였다.
평가 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
인장강도(MPa) 185 175 165 155 162 190 191 150 162 181 183
충격강도(J/m) 91 72 115 69 87 93 90 70 87 92 90
굴곡탄성률(MPa) 24,500 23,000 21,000 19,000 22,500 28,000 29,500 19,000 22,000 24,200 24,300
전자파 차폐(dB) 10 MHz 75 79 73 74 82 80 74 77 75 74 77
1 MHz 80 78 75 73 76 84 73 81 80 79 83
외관 품질 ○ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
평가 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
인장강도(MPa) 175 168 134 155
충격강도(J/m) 70 73 60 72
굴곡탄성률(MPa) 20,000 21,500 15,000 19,500
전자파 차폐(dB) 10 MHz 54 45 40 49
1 MHz 48 43 39 41
외관 품질 X △ XX ○
상기 표 1 내지 표 4를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 11에 따른 성형품은 비교예 1 내지 비교예 4 대비하여 기계적 물성이 우수함과 동시에, 전자파 차폐 물성이 현저히 우수한 것을 확인하였다. 특히, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 11에 따른 성형품은 10 MHz에서 70 dB 이상의 전자파 차폐 능력을 보여주었고, 1 GHz에서 70 dB 이상의 전자파 차폐 능력을 보여주었다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 열가소성 수지 조성물은 기계적 물성 및 전자파 차폐 물성이 우수하여, 전자파 차폐가 요구되는 자동차 및 기타 전기전자 부품에 용이하게 적용될 수 있음을 알 수 있다.
100: 압출기
11: 제1 투입구
12: 제2 투입구
13: 제3 투입구
21: 제1 혼련 블록
22: 제2 혼련 블록
23: 제3 혼련 블록
DR1: 제1 방향

Claims (14)

  1. 열가소성 수지, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 판상형 그라파이트 및 금속섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지는,
    나일론 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리 알킬렌테레프탈레이트 수지 및 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지는 폴리올레핀 수지에 무수말레산이 그라프트율 0.5 중량% 이상 2 중량% 이하로 그라프트된 중합체인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소섬유는 직경이 5 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소섬유의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 60 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 BET 표면적은 200 m2/g 이상 300 m2/g 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 5 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 판상형 그라파이트의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 10 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속섬유는 직경이 5 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 Electro metrics社의 EM2107A를 사용하여 10 MHz 조건에서의 전자파 차폐 능력(dB)이 65 MHz 이상 또는 1 GHz 조건에서의 전자파 차폐 능력(dB)이 65 GHz 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 MHz과 GHz 주파수 영역에서 50 dB 이상의 전자파 차폐가 요구되는 자동차 부품 또는 전기전자 부품에 사용되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 섬유의 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 20 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 열가소성 수지, 탄소나노튜브 및 판상형 그라파이트를 혼련하여 제1 혼련물을 형성하는 단계;
    상기 제1 혼련물에 탄소섬유를 투입하고 혼련하여 제2 혼련물을 형성하는 단계;
    상기 제2 혼련물에 금속섬유를 투입하고 혼련하여 열가소성 수지 조성물을 형성하는 단계; 및
    상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 성형품을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    성형품 제조 방법.
  14. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는
    성형품.
KR1020200139470A 2019-10-31 2020-10-26 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법 KR102581385B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021529298A JP7174155B2 (ja) 2019-10-31 2020-10-28 熱可塑性樹脂組成物及びそれを用いた成形品の製造方法
EP20883464.8A EP3865539A4 (en) 2019-10-31 2020-10-28 Thermoplastic resin composition and molded product manufacturing method using same
PCT/KR2020/014842 WO2021086019A1 (ko) 2019-10-31 2020-10-28 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법
CN202080006446.9A CN113166532B (zh) 2019-10-31 2020-10-28 热塑性树脂组合物和使用该热塑性树脂组合物制造模制品的方法
US17/293,432 US12122892B2 (en) 2019-10-31 2020-10-28 Thermoplastic resin composition and method of manufacturing molded article using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190138161 2019-10-31
KR20190138161 2019-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210052289A true KR20210052289A (ko) 2021-05-10
KR102581385B1 KR102581385B1 (ko) 2023-09-22

Family

ID=75918303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200139470A KR102581385B1 (ko) 2019-10-31 2020-10-26 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3865539A4 (ko)
JP (1) JP7174155B2 (ko)
KR (1) KR102581385B1 (ko)
CN (1) CN113166532B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240005054A (ko) * 2021-05-07 2024-01-11 바스프 에스이 폴리부틸렌 테레프탈레이트 조성물 및 물품

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120023490A (ko) * 2010-08-20 2012-03-13 제일모직주식회사 고강성 전자파 차폐 복합재
KR20130075417A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 제일모직주식회사 고충격 및 고강성 전자파 차폐 복합재
KR20160083520A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 주식회사 삼양사 방열 및 전자파 차폐 특성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품
KR20160147776A (ko) * 2014-04-14 2016-12-23 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 강화 방향족 폴리카보네이트 수지 시트 또는 필름
US20190062552A1 (en) * 2015-01-29 2019-02-28 Sabic Global Technologies B.V. Preparation of high thermally conductive polymer compositions and uses thereof
KR20190035031A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 현대자동차주식회사 전자파 차폐용 열가소성 복합수지 조성물

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004134515A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Yuka Denshi Co Ltd 電磁波シールド部品
JP2006045330A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Daicel Polymer Ltd 導電性樹脂組成物
JP5205947B2 (ja) * 2007-12-12 2013-06-05 スターライト工業株式会社 樹脂炭素複合材料
WO2012023672A1 (ko) * 2010-08-20 2012-02-23 제일모직 주식회사 고강성 전자파 차폐 복합재
KR20120034538A (ko) * 2010-08-26 2012-04-12 제일모직주식회사 고강성 전자파 차폐 조성물 및 그 성형품
JP2012229345A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Toray Ind Inc 成形品
CN103975023A (zh) * 2011-12-09 2014-08-06 第一毛织株式会社 复合物及其模制品
CN111372987A (zh) * 2017-11-20 2020-07-03 提克纳有限责任公司 用于电子模组中的纤维增强聚合物组合物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120023490A (ko) * 2010-08-20 2012-03-13 제일모직주식회사 고강성 전자파 차폐 복합재
KR20130075417A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 제일모직주식회사 고충격 및 고강성 전자파 차폐 복합재
KR20160147776A (ko) * 2014-04-14 2016-12-23 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 강화 방향족 폴리카보네이트 수지 시트 또는 필름
KR20160083520A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 주식회사 삼양사 방열 및 전자파 차폐 특성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품
US20190062552A1 (en) * 2015-01-29 2019-02-28 Sabic Global Technologies B.V. Preparation of high thermally conductive polymer compositions and uses thereof
KR20190035031A (ko) * 2017-09-25 2019-04-03 현대자동차주식회사 전자파 차폐용 열가소성 복합수지 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
CN113166532A (zh) 2021-07-23
EP3865539A1 (en) 2021-08-18
JP7174155B2 (ja) 2022-11-17
CN113166532B (zh) 2023-03-31
EP3865539A4 (en) 2021-12-29
US20210403682A1 (en) 2021-12-30
KR102581385B1 (ko) 2023-09-22
JP2022509638A (ja) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101288565B1 (ko) 다기능성 수지 복합재 및 이를 이용한 성형품
EP2204403A1 (en) Resin composition
KR920010613B1 (ko) 강화 성형수지 조성물
JP6147956B2 (ja) 高周波信号伝送部品、及び高周波電気・電子機器
KR20140126292A (ko) 도전성 수지 조성물의 제조 방법 및 도전성 수지 조성물
JP4160138B2 (ja) 熱可塑性樹脂成形品、および成形品用材料、成形品の製造方法
KR102581385B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법
EP3553114B1 (en) Fiber compound resin composition and method of manufacturing the same
US20040024106A1 (en) Polymer resin for ion beam or ion injection treatment to give surface conductiveness
US11993695B2 (en) Thermoplastic resin composition having excellent heat resistance and electromagnetic wave shielding capacity, method of preparing thermoplastic resin composition, and injection-molded article manufactured using thermoplastic resin composition
JP2011208123A (ja) 導電性樹脂組成物、及びその成形体
CN112646357B (zh) 一种低收缩率tpu薄膜及其制备方法
KR102609718B1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR100700742B1 (ko) 탄소나노튜브를 혼합하여 제조된 상용성이 향상된폴리카보네이트/스티렌계 공중합체 수지조성물
US12122892B2 (en) Thermoplastic resin composition and method of manufacturing molded article using the same
CN107075262B (zh) 具有增强的导电性的复合材料及其制备方法
JPH11329078A (ja) 導電性樹脂組成物およびその成形品
KR20210070592A (ko) 폴리에스테르계 조성물 및 이의 성형물을 포함하는 레이돔
WO2021086019A1 (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 제조 방법
KR102482344B1 (ko) 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품
JPS58136644A (ja) 塩化ビニル系樹脂組成物
JPH1180468A (ja) 導電性充填材含有樹脂成形材料
JPS58194950A (ja) 耐衝撃性樹脂組成物
KR20240061167A (ko) 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
KR101420620B1 (ko) 전자파 차폐용 복합체 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant