KR20220011739A - 전자기 방사선에 대해 차폐된 부품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

전자기 방사선에 대해 차폐된 부품을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 방법, 이와 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 기판 및 장치 그리고 특히 일렉트로모빌리티(electromobility) 분야에서 전자기 빔을 차폐하기 위한 상기 기판 및 장치의 용도에 관한 것이다.

Description

전자기 방사선에 대해 차폐된 부품을 제조하기 위한 방법
본 발명은 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 방법, 이와 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 기판 및 장치 그리고 특히 일렉트로모빌리티(electromobility) 분야에서 전자기 빔을 차폐하기 위한 상기 기판 및 장치의 용도에 관한 것이다.
전자파는 전계 및 자계 컴포넌트를 포함한다. 전자 부품들로부터 방사된 전자파는 상호 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI)을 야기할 수 있다. 반도체 기술에서의 엄청난 발전에 의해 전자 부품들은 점점 더 소형화되었고, 전자 장치들 내부에서 상기 전자 부품들의 밀도는 현저히 증가하였다. 예를 들어 일렉트로모빌리티, 항공우주 기술 또는 의료 기술 분야에서 전자 시스템들의 복잡성 증가는 단일 컴포넌트들의 전자파 적합성(electromagnetic compatibility)에서 큰 도전을 의미한다. 이와 같은 방식으로 예를 들어 전기 자동차에서 높은 전력의 전기 구동기들이 최소 공간으로 통합되어 전자 부품들에 의해 제어되는데, 이때 단일 부품들은 절대 상호 간섭하지 않아야 한다. 전자파 적합성에 도달하기 위해, 차폐 하우징들에 의해 전자기 간섭을 감쇠하도록 공지되어 있다. 전자파 적합성(EMC)이란 용어는 예를 들어 DIN VDE 0870에 따라, 다른 장치들이 포함될 수 있는 주변에 허용되지 않는 방식으로 영향을 미치지 않으면서, 이와 같은 주변에서 충분히 기능하는 전기 장치의 능력으로서 규정된다. 그에 따라 EMC는 두 가지 조건, 즉 방출된 방사선의 차폐 조건 및 다른 전자기 방사선에 대한 간섭 저항 조건을 충족해야 한다. 이 경우, 여러 나라에서는 상응하는 기계들이 법률 조항들을 만족해야 한다. 전자기 간섭(EMI)은 DIN VDE 0870에 따라, 전기 회로, 기계, 시스템 또는 생물에 대한 전자파의 작용이다. 이러한 작용은 영향을 받은 물체들에서, 예를 들어 기계들의 기능성에서, 또는 사람에 대한 위험성에서 허용 가능한 악영향들뿐만 아니라 허용 불가능한 악영향들도 야기할 수 있다. 이러한 경우, 상응하는 보호 조치들이 취해져야 한다. EMI-차폐 관련 주파수 범위는 일반적으로 100 Hz 내지 100 GHz에 놓인다. 조사된 전자파의 차폐에 의해 달성된 감쇠 효과는 일반적으로 모든 차폐 원리들에서 반사 및 흡수로 이루어진다. 흡수 시 전자파는 열 에너지로 변환되는 에너지를 잃어버리는데, 이때 흡수는 차폐 재료의 벽 두께에 의존한다. 반면 반사는 주파수 범위에 따라 재료 두께와 무관하고 재료의 전면뿐만 아니라 후면, 그리고 재료 내부에서도 발생할 수 있다.
중간 주파수 범위에서는 차폐를 평가하기 위해 일반적으로 재료들의 전기 전도 특성이 직접적으로 이용될 수 있다. 아래의 주파수 범위에서는 차폐를 평가하기 위해 비투자율(relative permeability)이 이용될 수 있고, 위의 주파수 범위에서는 반사율 및 진동 흡수율이 이용될 수 있다.
부품들의 전자파 적합성과 에너지 절약 및 열 관리는 성공적인 일렉트로모빌리티 기술의 과제들이다. 현대의 브러시리스 전동기(brushless electromotor) 및 다양한 제어 유닛들을 이용하기 위해서는 교류 전류 및 3상 전류 형태의 전력이 제공되어야 한다. 이 경우, 전자 컴포넌트들은 서로 다른 주파수의 바람직하지 않은 자기적, 전기적 및 전자기적 진동들을 방출하는데, 상기 진동들은 한편으로 다른 제어 유닛들의 간섭원(interference source)일 수 있거나, 또는 상기 제어 유닛들이 직접 다른 부품들의 방출된 진동들에 의해 자체 기능에서 간섭을 받는다. 전자 컴포넌트들이 자체 기능 수행에서 상호 부정적인 영향을 받지 않도록, 이와 같은 전자 컴포넌트들은 최근 알루미늄으로 이루어진 하우징들의 사용에 의해 전자기적으로 차폐된다. 그러나 차폐 재료로서 알루미늄은 두 가지 큰 단점이 있다: 높은 중량 및 높은 비용이다. 따라서 알루미늄의 대체 재료들 및 이와 같은 대체 재료들에 기초하는 전자기적으로 차폐된 부품들을 제조하기 위한 방법에 대한 필요성이 크다.
전자기 방사선을 차폐하기 위해, 예를 들어 알루미늄으로 이루어진 금속 하우징 이용하는 것이 공지되어 있다. 이 경우, 금속의 높은 전도율로 인해 우수한 차폐 효과가 달성된다. 그러나 순전히 금속의 차폐 장치들의 이용은, 매우 비용 집약적인 펀칭 공정(punching), 밴딩 공정(bending) 및 방식제(corrosion protection)의 제공 공정에 의한 복잡한 제조와 같은 다양한 단점들과 결부되어 있다. 또한, 구조적인 설계 유연성도 금속 재료에서 매우 제한되어 있다. 플라스틱으로 이루어진 차폐 장치들은 금속보다 훨씬 더 쉽게 의도한 형태로 제공된다. 대부분의 플라스틱이 절연체이기 때문에, 이와 같은 플라스틱에, 예를 들어 전기 도금 방법 또는 물리적 기상 증착 방법(physical vapor deposition, PVD)에 의한 표면 코팅의 도포 공정에 의해, 전도성이 제공될 수 있다. 그러나 플라스틱의 금속 코팅의 경우, 일반적으로 코팅의 우수한 접착을 달성하도록 부품들을 제공하는 것이 매우 복잡하다.
계속해서, 전자기 차폐 장치들을 제조하기 위해, 하나 이상의 폴리머 컴포넌트 및 차폐 특성들을 갖는 하나 이상의 충전제로 이루어진 매트릭스를 포함하는 플라스틱-컴포지트(plastic composite)(복합 재료, 컴파운드)를 이용하는 것이 공지되어 있다. 이와 같은 플라스틱-컴포지트는 코팅, 절연 테이프, 성형 몸체 등의 형태로 이용될 수 있다. 전도성 컴포지트를 제조하기 위해, 예를 들어 전기 전도성 충전제가 하나 이상의 비전도성 폴리머로 이루어진 매트릭스 내에 분산될 수 있다.
S. Geetha 등은 Journal of Applied Polymer Science, 제112권, 2073-2086(2009)에서 전자기 방사선을 차폐하기 위한 방법들 및 재료들에 대한 개관을 제공한다. 다수의 전도성 충전제를 포함하고 비전도성 폴리머에 기초하는 다양한 플라스틱-컴포지트들이 언급된다. 대안적으로 전도성 폴리머 및 특히 폴리아닐린 및 폴리피롤의 이용이 논의된다.
K. Jagatheesan 등은 Indian Journal of Fibre & Textile Research, 제39권, 329-342(2014)에서 전도성 충전제 및 전도성 직물에 기초하는 컴포지트들의 전자기 차폐 특성들을 기술한다. 이 경우, 가급적 폭넓은 주파수 범위의 차폐를 위해, 예를 들어 전도성 하이브리드 얀(hybrid yarns) 및 복수의 전도성 실에 기초하는 특수한 직물들에 초점을 맞춘다.
WO 2013/021039는 폴리머 매트릭스 내에 분산된 자기 나노 입자들을 함유하는 마이크로파-흡수 조성물에 관한 것이다. 폴리머 매트릭스는 고분지형 질소 함유 폴리머를 함유하고, 이때 구체적으로 폴리올 작용성의 과분지형 멜라민에 기초하는 폴리우레탄이 이용된다.
US 5,696,196은 전자기 간섭(EMI) 및 무선 주파수 간섭(radio frequency interference, RFI)을 차폐하기 위한 플라스틱의 코팅 조성물을 기술한다. 기술된 조성물은 열가소성 유제의 수성 분산액, 수성 우레탄 분산액, 글리콜계 합체형 용매(coalescing solvent), 은 도금 구리 입자, 전도성 점토 및 소포제를 포함한다.
US 2007/0056769 A1호는 비전도성 폴리머, 고유 전도성 폴리머 및 전기 전도성 충전제를 포함하는, 전자기 방사선을 차폐하기 위한 폴리머 컴포지트 재료를 기술한다. 컴포지트를 제조하기 위해, 폴리머 컴포넌트들은 강하게 접촉된다. 적합한 비전도성 폴리머로서 서로 다른 복수의 폴리머 부류로부터 선택될 수 있는 탄성 중합체성, 열가소성 및 열경화성 폴리머가 언급된다. 본 발명에 따른 예시들에서는 오로지 니켈 코팅된 탄소 섬유들로 충전된 폴리스티렌/폴리아닐린-블렌드만 이용된다.
사전 공개되지 않은 DE 10 2018 115 503은 a) 하나 이상의 전도성 충전제 및 b) 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄을 함유하는 폴리머 매트릭스를 포함하는 전자기 빔을 차폐하기 위한 조성물을 기술한다. 이와 같은 조성물 및 하나 이상의 또 다른 폴리머 재료로부터 사출 성형 방법에 의해 EMI-차폐 기판을 제조하는 것은 기술되지 않는다.
DE 10 2014 015 870은 단섬유 보강된 플라스틱으로 이루어진 차량용 구동 장치 부품을 기술하는데, 이때 무엇보다 0.1 내지 1 ㎜의 섬유 길이를 갖는 탄소 보강된 플라스틱이 고려될 수 있다. 제1 사출 성형 공정에서 코어(core)가 제조되고, 제2 사출 성형 공정에서 상기 코어의 둘레가 동일한 단섬유 보강된 플라스틱에 의해 사출 성형됨으로써 구동 장치 부품이 제조된다.
JP H07-186190은 7층 사출 성형품을 기술하는데, 이때 4개 종류의 열가소성 수지가 사용되었다. 제1 층 및 제7 층, 다시 말해 표면층들은 폴리올레핀 수지로 구성된다. 제2 층 및 제6 층은, 수트(soot) 또는 광 흡수 충전제에 의해 착색되고 폴리올레핀 수지로 구성되는 광 차폐 층이다. 제2 층은 산소 차단 수지이다. 제3 층 및 제5 층은 말레산 무수물-그라프트 변성(graft-modified) 폴리올레핀 수지이다.
JP 2005-229007은 전자기 차폐 특성들을 갖는 수지 하우징을 기술한다. 이와 같은 수지 하우징들은 하나 이상의 전도성 층 및 접착 물질 층을 포함하는 얇은 필름 웹(film web)의 사용하에 사출 성형 방법에 의해, 또는 열 성형 방법에 의해 제조된다. 전도성 층은 니켈, 알루미늄, 은, 금, 강철 또는 황동으로부터 금속 증기 증착 공정에 의해 얻어진 층이거나, 혹은 알루미늄 또는 구리로 이루어진 금속 필름이다.
WO 2014/175973은 전자 회로 기판의 EMI-차폐 장치를 제조하기 위한 방법을 기술하는데, 이때 사전 도포된 전기 전도성 접착 물질 조성물을 함유하는 전기 전도성 및 열가소성의 필름이 사용된다. 접착 물질 조성물은 실리콘 접착제, 양립성 실란 및 전기 전도성 입자들 또는 섬유들을 포함한다.
WO 2010/036563은 전자 기계의 회로를 내장하기 위한 하나 이상의 함을 구비한 EMI-차폐 장치를 기술한다. 차폐 장치는 열 변형성 및 전기 전도성의 폼(foam)으로 이루어진 탄성 층을 함유하고, 이때 상기 층은 그 사이의 두께 치수를 규정하는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하고, 상기 층은 둘레 섹션에 의해 둘러싸인 내부 섹션을 포함한다. 차폐 장치의 상부 벽 섹션을 형성하기 위해, 층의 내부는 자체 두께 치수를 관통하여 압축되고, 이때 상기 상부 벽 섹션과 함께 챔버의 적어도 하나의 부분을 규정하는 차폐 장치의 측벽 섹션을 형성하기 위해, 둘레 섹션의 두께 치수는 상기 상부 벽 섹션으로부터 아래쪽으로 뻗는다.
WO 1997/041572는 소정의 외경을 갖는 장형 물체를 둘러쌀 수 있는, 열 수축성 전자기 간섭(EMI) 차폐 케이싱(casing)을 기술한다. 케이싱은 정해지지 않은 길이 및 물체의 외경보다 더 큰 연장된 내경의 관형 외부 부재, 동축으로 상기 외부 부재의 내부에 수용되어 상기 외부 부재와 동연으로(coextensive) 뻗는 전기 전도성 내부 부재 및 상기 외부 부재와 내부 부재 사이에 배치되어 상기 외부 부재 및 내부 부재와 동연으로 뻗는 일반적으로 연속적인 열가소성 중간층으로 구성된다. 케이싱을 내장형 구조로 통합하기 위해, 중간층은 실질적으로 내부 부재의 전체 길이에 걸쳐서 상기 내부 부재와 외부 부재를 연결한다. 케이싱을 실질적으로 물체의 외경 연장부에 적응시키기 위해, 외부 부재는 재차 회복된 내경까지, 다시 말해 확장된 내경보다 더 작은 수축된 내경까지 열 수축 가능하다.
WO 2011/019888은 시일(seal) 주변에서의 변경 또는 임박한 시일 고장을 검출하기 위해, 마모, 열 분해, 물리적 손상, 화학적 불화합성(chemical incompatibility) 및 시일 어레인지먼트(seal arrangement) 내부의 구조적 장애들과 관련하여 수명 검출 장치 및 상기 검출 장치의 출력 신호를 전달하기 위한 장치를 갖춘 시일 어레인지먼트를 기술한다.
선행 기술에 기술된 플라스틱 부품들 상에 전자기 차폐 표면을 제조하기 위한 방법은 일반적으로 성형 공정 다음에 추가 작업 단계로서 코팅의 적용 공정을 제공한다. 상기 유형의 방법들은 다음 단점들을 갖는다:
- 추가 작업 단계들에 의해 더 높은 생산 비용이 야기된다. 이는, 예를 들어 다이 캐스팅 알루미늄(die-cast aluminum)으로 이루어진 차폐 장치들과 비교하여 경제적 손해를 야기한다.
- 분사 방법들은 소위 오버스프레이(overspray)에 의해 상당한 재료 손실을 야기하는 경우가 많다.
- 분사 도포 공정에 의해 얻어진 코팅들의 층 두께는 일반적으로 부품 표면을 기준으로 균일하지 않다. 또한, 예컨대 최대 1 ㎜의 의도한 작은 두께로 전도성 층들을 도포하는 것이 어렵다.
- 예를 들어 터치 감지 센서, 스위치 등의 기능 혹은 추가 열 보호 또는 광 보호 기능과 같은 또 다른 기능들을 부품 내에 통합하는 것이 방법과 관련하여 제한되어 있다.
따라서 전자기 방사선을 차폐할 수 있는 층을 포함하는 플라스틱 부품들을 제조하기 위한 방법이 요구되는데, 이때 부품의 표면 내로 EMI-차폐 및 경우에 따라 또 다른 기능들의 통합이 직접 성형 부품의 제조 시 이루어진다.
복수의 재료로 이루어진 플라스틱 부품들, 예를 들어 강성-연성-복합 부품들을 제조하기 위해, 그리고 특히 성형품들 상에 표면들을 제조하기 위해 서로 다르게 구성된 방법들이 공지되어 있다. 여기에는 후방 사출 성형 방법 및 다성분 사출 성형 방법과 같은 특수한 사출 성형 방법들이 포함된다.
본 발명의 과제는 앞에 기술된 단점들을 극복하는, 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판(부품)을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
놀랍게도 이와 같은 과제가, 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위해, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료가 특수한 사출 성형 방법에서 하나 이상의 제2 폴리머 재료와 결합하는 동시에 성형 공정을 거칠 수 있는 방법에 의해 해결된다는 사실이 확인되었다.
본 발명에 따른 방법 및 상기 방법에 따라 얻어진 기판 및 부품은 다음 장점들을 갖는다:
- 본 발명에 따른 방법은 우선적으로 부품이 별도로 성형되고 그리고 나서 비로소 코팅되지 않고도 EMI-차폐된 기판의 제조를 가능하게 한다.
- 작은 두께 및/또는 의도한 층 두께로부터 작은 편차(분산)를 갖는 EMI-코팅들이 제조된다.
- 직접 부품의 성형 시 EMI-차폐에 대해 추가로 또 다른 기능들을 상기 부품 내로 통합하는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어 단일 하우징부들의 접촉에 대해 전도성 시일을 포함하는 여러 부분으로 이루어진 EMI-차폐된 하우징들의 통합된 제조 혹은 열 차폐 기능의 통합을 가능하게 한다.
- 전자기 빔을 차폐하기 위해, 서로 다른 형태(특히 서로 다른 파장 범위)의 에너지를 흡수할 수 있는 탄성 중합체성 폴리머 재료가 이용될 수 있다. 그에 따라 의도하지 않은 기계적 진동들도 방지될 수 있다. 이는, 예를 들어 부품의 NVH(noise, vibration, harshness)-특성에 바람직하게 작용한다. 계속해서 EMI-차폐된 기판의 제조 시 또 다른 기능들이 제공될 수 있다. 기판을 적어도 부분적으로 둘러싸는 폴리머 필름의 사용에 의해 예를 들어 충격 보호가 개선될 수 있거나, 또는 내열성 폴리머의 이용에 의해 열 저항성이 개선될 수 있다.
- 기판들을 제조하기 위해 폴리머 재료들의 조합물이 이용될 수 있는데, 이때 하나의 컴포넌트는 기판에 구조적 강도를 제공하고, 상기 구조적 강도는 EMI-차폐를 위해 삽입된 또 다른 컴포넌트에 의해 부정적으로 영향을 받지 않는다.
- 분사 방법에 의한 코팅들의 도포 시 통상적인 재료 손실은 방지된다.
본 발명의 첫 번째 대상은 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 방법이고, 상기 방법에서
ⅰ) 하나 이상의 전도성 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a) 또는 상기 제1 폴리머 재료 (a)의 전구체를 제공하고, 그리고 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b) 또는 상기 제2 폴리머 재료 (b)의 전구체를 제공하며,
ⅱ) 단계 ⅰ)에서 제공된 폴리머 재료들 (a) 및 (b) 또는 상기 폴리머 재료들 (a) 및 (b)의 전구체(들)을 상기 폴리머 재료들 (a) 및 (b)의 재료 결합 방식의 결합하에 성형 공정을 거치게 하며, 이때 존재하는 경우에 상기 전구체들의 중합 반응을 야기한다.
본 발명의 범주 내에서 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판은 전자기 방사선을 차폐할 수 있는 기판, 다시 말해 전자기 방사선을 차폐하는 기판을 나타낸다.
하나의 변형예에서, 전자 부품으로부터 방사된 전자파를 차폐하여 주변에 허용되지 않는 방식으로 영향을 미치지 않기 위해, 전자 부품이 본 발명에 따른 기판에 의해 코팅되고 그리고/또는 둘러싸인다. 또 다른 하나의 변형예에서, 주변으로부터 비롯된 전자파가 코팅된 그리고/또는 둘러싸인 전자 부품에 허용되지 않는 방식으로 영향을 미치는 상황을 방지하기 위해, 전자 부품이 본 발명에 따른 기판에 의해 코팅되고 그리고/또는 둘러싸인다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판은 전자 부품의 내장형 컴포넌트(integral component)일 수 있다.
바람직하게 본 발명에 따른 방법의 또 다른 하나의 단계에서 전자 부품이 단계 ⅱ)에서 얻어진 기판에 의해 코팅되고 그리고/또는 둘러싸이고, 그리고/또는 전자 부품이 단계 ⅱ)에서 얻어진 기판 내로 매립된다.
특히, 폴리머 재료 (a), 상기 폴리머 재료 (a)의 전구체, 폴리머 재료 (b) 및 상기 폴리머 재료 (b)의 전구체로부터 선택된, 단계 ⅰ)에서 제공된 하나 이상의 컴포넌트가 유동 가능한 형태로 단계 ⅱ)에서 성형 공정에 이용되거나, 또는 방법 조건하에서 단계 ⅱ)에서 성형 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 제1 실시 형태는 필름 및 복합 재료의 후방 사출 성형 방법이다. 본 발명에 따른 방법의 바람직한 또 다른 하나의 실시 형태는 다성분 사출 성형 방법(복합 사출 성형 방법 또는 오버몰딩(overmoulding)으로도 지칭)이다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은 앞에서 그리고 다음에서 기술되는 방법에 의해 얻을 수 있는 기판이다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은 이러한 기판을 포함하거나, 또는 이러한 기판으로 구성되는, 전자기 빔을 차폐하기 위한 장치이다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은 전자기 빔을 차폐하기 위한 본 발명에 따른 기판의 용도이다.
폴리머 재료들 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 개념에서 하나 이상의 폴리머를 함유하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성되는 재료들이다. 하나 이상의 폴리머에 대해 추가로 폴리머 재료들 (a), (b) 및 (c)는 하나 이상의 또 다른 컴포넌트를 함유할 수 있는데, 예를 들어 충전제, 보강제 또는 이와 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 폴리머 재료들 (a), (b) 및 (c)는 특수한 하나의 실시예에서 컴포지트(복합 재료)로서 존재한다.
폴리머 재료들 (a), (b) 및 존재하는 경우에 (c)는 본 발명에 따른 방법에서 별개의 컴포넌트들로서 삽입되고 본 발명에 따른 기판을 제조하기 위해 서로 결합한다. 이 경우, 하나 이상의 전도성 충전제를 함유하는 폴리머 재료 (a)(또는 상기 폴리머 재료 (a)의 전구체)와 폴리머 재료 (b)(또는 상기 폴리머 재료 (b)의 전구체)의 결합 공정과 (a) 및 (b)로 이루어진 복합물의 성형 공정이 하나의 단계에서 이루어진다는 사실이 본 발명에 따른 방법의 주요한 특징이다.
하나의 단계에서 (a)와 (b)를 결합 및 성형하기 위한 서로 다른 변형예들은 다음에서 구체적으로 기술된다. 하나의 예시는, 두 개 또는 두 개 이상의 플라스틱 재료로 구성될 수 있는 사출 성형 부품들의 형태로 기판들을 제조하기 위한 다성분 사출 성형 방법이다. 두 개 또는 두 개 이상의 사출 성형 유닛을 포함할 수 있지만, 단 하나의 클램핑 유닛(clamping unit)만을 필요로 한다는 사실이 본 발명에 따라 이용 가능한 다성분 사출 성형 방법의 특징이다. 그에 따라 본 발명에 따라 하나의 작업 공정에서 단 하나의 공구에 의해 기판들이 제조될 수 있다.
전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위해, 폴리머 재료들 (a) 및 (b) 혹은 성형된 (a) 및 (b)로 이루어진 복합물이 하나 이상의 또 다른 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와 결합할 수 있다. 하나 이상의 또 다른 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와의 결합 공정은 방법 단계 ⅱ)에서 이루어질 수 있다. 이에 대해 대안적으로 성형된 (a) 및 (b)로 이루어진 복합물이 하나 이상의 별도의 단계 ⅲ)에서 하나 이상의 또 다른 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와 결합할 수 있다. 선택적으로 (a), (b) 및 (c)로 이루어진 복합물이 하나 이상의 또 다른 성형 공정을 거칠 수 있다. 이와 같은 성형 공정은 단계 ⅱ) 또는 단계 ⅲ)에서의 결합 공정과 동시에, 또는 별도의 단계에서 이루어질 수 있다. 이에 대해 대안적으로 단계 ⅱ)로부터 성형된 (a), (b) 및 (c)로 이루어진 복합물도 하나 이상의 별도의 단계 ⅲ)에서 또 다른 하나의 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와 결합할 수 있다.
기본적으로 폴리머 재료들 (a), (b) 및 (c)는 모두 동일한 폴리머 또는 부분적으로 다른 폴리머 또는 완전히 다른 폴리머를 함유할 수 있다.
본 발명의 개념에서 용어 “열가소성 수지”는 특정 온도 위에서 가역적으로 변형하는 폴리머를 지칭하는데, 이때 이와 같은 변형 공정은 이론적으로 여러 번 반복될 수 있다. 열가소성 수지는 단지 약한 물리적 결합에 의해서만 서로 결합하고 화학적 결합에 의해서는 서로 결합하지 않는(다시 말해 가교 되지 않는) 약간 분지된 또는 분지되지 않은 폴리머 체인들(polymer chains)로 구성되어 있다. 이러한 사실은 열가소성 수지를 열경화성 수지 및 제조 후에 더는 열가소성 변형될 수 없는 (전형적인, 다시 말해 열가소성을 갖는 않는) 탄성 중합체로부터 구분한다.
본 발명의 개념에서 용어 “탄성 중합체”는 유리 전이 온도가 폴리머들이 통상적으로 이용되는 온도 아래에 놓이는 견고하지만 탄성 변형 가능한 플라스틱을 지칭한다. 탄성 중합체는 압축- 및 인장 응력에서 탄성 변형할 수 있지만, 그 후에 자신의 본래의 변형되지 않은 형상을 되찾는다.
탄성 중합체의 특수한 하나의 형태는 특정 온도 범위 내에서 열가소성을 갖는 열가소성 탄성 중합체이다. 일반적으로 열가소성 탄성 중합체는 낮은 온도에서 전형적인 탄성 중합체와 대등한 특성을 갖는다. 반면 열 공급하에 열가소성 탄성 중합체는 소성 변형하고 열가소성을 나타낸다.
단계 ⅱ)에서의 성형 공정을 위해, 단계 ⅰ)에서 제공된 하나 이상의 컴포넌트는 유동 가능한 형태로 삽입되거나, 또는 방법 조건하에 단계 ⅱ)에서 성형 가능하다. 당업자가 알고 있는 것처럼, 서로 다른 폴리머 유형들(비결정성 열가소성 수지, 열가소성 탄성 중합체, 부분 결정성 열가소성 수지, 탄성 중합체, 열경화성 수지)의 열적 특성은 상태 범위에 의해 특징화되고, 이때 상기 상태 범위 내에서 열적-기계적 특성들은 전혀 변경되지 않거나, 또는 단지 약간만 변경된다. 유리 전이 온도(TG) 아래에서 폴리머는 일반적으로 고체의, 유리 형태의 상태로 존재한다.
비결정성 열가소성 수지는 TG 위에서 열탄성 상태로 전이되고 자체 형태에서 변경될 수 있다. 이와 같은 형태 변경은 우선 가역적이고, 더 높은 온도에서 비로소 폴리머 재료가 소위 “열 성형”에 의해 성형 가능하다. 비결정성 열가소성 수지는 정확하게 규정된 용융점을 갖지 않는다. 유동 온도(flow temperature)를 지나면 재료는 연성을 갖고 유동 가능해지며(가소화되며), 그런 다음 (사출 성형 방법과 같은) 일차 성형 공정에 의해 가공될 수 있다.
열가소성 탄성 중합체는 TG 위에서 전형적인 탄성 중합체와 대등한 특성을 갖는 플라스틱인데, 다시 말해 (점)탄성을 갖고 성형 불가능하다. 용융 온도 위로 가열 시 열가소성 탄성 중합체는 열가소성을 나타내는데, 재료는 유동 가능해지고 (사출 성형 방법과 같은) 일차 성형 공정에 의해 가공될 수 있다.
탄성 중합체는 아직 가교 되지 않은 자체 전구체 형태에서 유동 가능한 형태로 제공될 수 있고 단계 ⅱ)에서 성형 공정에 이용될 수 있다. 열 작용에 의해 탄성 중합체는 경화함으로써, 결과적으로 탄성 중합체는 열가소성 수지와 다르게 재용융 및 재변형될 수 없다.
열경화성 수지도 일반적으로 열 작용에 의해 경화한다. 경화 이후에 재용융 및 재변형이 더는 불가능하다. 열경화성 수지는 아직 경화되지 않은 자체 전구체 형태에서 유동 가능한 형태로 제공될 수 있고 단계 ⅱ)에서 성형 공정에 이용될 수 있다. 적합한 하나의 실시예에서 전구체는 비교적 낮은 온도에서 몰드(mold) 내로 분사되고 그곳에서 더 높은 온도에 의해 경화된다. 본 발명에 따라 삽입된 폴리머 재료의 열적 특성, 다시 말해 이와 같은 폴리머 재료가 성형 가능하거나 유동 가능한 조건들은 전문 지식에 속하거나, 또는 당업자는 상기 폴리머 재료의 열적 특성을 일상적인 실험들에 의해 검출할 수 있다.
재료 결합은 결합 상대들 간의 원자력 또는 분자력에 의해 형성된다. 플라스틱의 재료 결합 방식의 결합 방법에는 접착 결합 방법 및 용접 결합 방법이 포함되고, 사출 성형 방법도 재료 결합 방식의 결합을 야기한다. 재료 결합은 일반적으로 해제 불가능한 결합이다.
형태 결합 방식의 결합은 두 개 이상의 결합 상대의 상호 맞물림에 의해 발생한다. 그럼으로써 결합 상대들은 힘 전달이 없거나 중단된 경우에도 해제될 수 없다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 바람직하게 전자기 방사선에 의한 의도하지 않은 악영향들을 감소시키거나, 또는 방지하기 위한 조치들이 필요한 전체 주파수 범위에서 전자기 방사선을 차폐하기 위해 적합한 기판들이 제조될 수 있다. 이 경우, EMI 차폐 관련 주파수 범위는 일반적으로 대략 2 Hz 내지 100 GHz, 바람직하게 100 Hz 내지 100 GHz의 범위 내에 놓인다. 자동차 적용예들의 차폐를 위해 특히 중요한 파 범위는 100 kHz 내지 100 MHz의 범위 내에 놓인다. 특히 자동차 적용예들의 차폐를 위한 파 범위는 3 Hz 내지 10 kHz의 평균 주파수 범위 및 23 GHz 내지 85 GHz의 레이더 범위 내에 놓인다. 이를 위해, 본 발명에 따른 조성물들은 우수하게 적합하다. 이 경우, 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 기판들은 특히 저주파수 및 평균 주파수를 차폐하기 위해서도 적합하다. 이와 같은 방식으로 충전제로서, 예를 들어 자성 재료와 같은, 자계를 편향시키기 위한 재료를 이용할 수 있다. 계속해서 충전제로서 높은 주파수의 전자파를 반사시키기 위한 재료, 예를 들어 탄소 풍부한 전도성 나노 재료도 이용할 수 있다. 광대역 적용을 위해 충전제들의 적합한 조합물이 이용될 수 있다.
특수한 제1 실시 형태에서는 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 후방 사출 성형 방법이 제공된다.
다성분 사출 성형 방법에 의해 두 개 또는 더 많은 서로 다른 플라스틱으로 구성된 사출 성형 부품들이 제조된다. 가장 단순한 경우, 플라스틱들은 단지 색상에 의해서만 구분됨으로써, 이와 같은 방식으로 특정 디자인을 달성한다. 그러나 서로 다른 재료들이 조합될 수도 있고, 그에 따라 서로 다른 특성들이 의도적으로 조합될 수 있다.
후방 사출 성형 방법에서와 마찬가지로 이 경우에도 서로 다른 실시 기술들이 존재하는데, 예를 들어 복합 사출 성형 방법 또는 샌드위치 사출 성형 방법이 있다. 복합 사출 성형 방법의 경우, 두 개 또는 더 많은 사출 성형 유닛 및 단 하나의 클램핑 유닛만을 구비한 사출 성형기가 필요하다. 그에 따라 부품들은 하나의 작업 공정에서 단 하나의 공구에 의해 비용 저렴하게 제조될 수 있다. 사출 성형 유닛들은 조화롭게 작동해야 하지만, 항상 서로 독립적으로 제어 가능해야 한다. 컴포넌트들은 단 하나의 특수 노즐을 통해 분사될 수 있거나, 또는 서로 다른 위치들에서 공구 내로 제공될 수 있다.
후방 사출 성형 방법의 경우, 폴리머 캐리어(polymeric carrier)(기판) 및 커버 재료(장식재)로 구성된 (엠보싱/기능화) 성형 부품들이 제조된다. 후방 사출 성형 방법의 경우, 인몰드 장식(inmold decoration, IMD), 필름 인서트 사출 성형(film insert molding, FIM), 인몰드 라벨링(inmold labeling, IML), 인몰드 코팅(inmold coating, IMC) 또는 인몰드 페인팅(inmold painting, IMP)과 같은 서로 다른 실시 기술들이 존재한다. 모든 기술들에서 공통적으로, 사전 처리된 (엠보싱/기능화) 필름이 사출 성형 공구 내로 삽입되어 또 다른 하나의 플라스틱에 의해 후방 사출 성형 및 엠보싱 됨으로써, 결과적으로 기능성 플라스틱 부품 또는 필름 커버(film cover)를 갖는 플라스틱 부품이 생성된다.
특히 후방 사출 성형 방법을 위해, 다음 기술들 중 하나 이상의 기술이 이용된다: 인몰드 장식(IMD), 필름 인서트 사출 성형(FIM), 롤투롤(roll-to-roll), 인몰드 라벨링(IML), 인몰드 코팅(IMC) 또는 인몰드 페인팅(IMP).
인몰드 장식 방법은 열 엠보싱 방법과 필름 후방 사출 성형 방법의 조합이다. 인몰드 장식 방법은 기판상에 캐리어 필름(carrier film), 특수한 IMD-필름의 기능을 엠보싱하기 위해 사용된다. 기능화 및/또는 엠보싱 캐리어 필름은 사출 성형 공구 내로 삽입된다. 제2 단계에서 플라스틱 재료가 분사된다. 최종 단계에서 얻어진 성형 몸체가 공구로부터 제거되고 캐리어 필름이 분리된다. 기능성 엠보싱 플라스틱 성형 몸체가 얻어진다.
특히 본 발명에 따라 IMD-방법에서 캐리어 필름은, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a)를 포함한다. 특히 본 발명에 따라 플라스틱 재료는 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b)를 포함한다.
필름 인서트 사출 성형 방법(FIM)의 경우, 기능화 캐리어 필름이 완성된 기판의 구성 부품이 된다. 이 경우, 우선 캐리어 재료, 즉 엠보싱 필름(embossing film)이 기능화(코팅)되고, 사전 성형되며, 그리고 펀칭된다. 형태로 절단된 필름은 사출 성형 공구 내로 삽입되고 플라스틱 재료에 의해 후방 사출 성형된다. 방법 단계들의 정확한 순서는 가변적이다. 최종적으로 캐리어 필름이 제거된다.
특히 본 발명에 따라 FIM-방법에서 캐리어 필름은, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a)를 포함한다. 특히 본 발명에 따라 플라스틱 재료는 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b)를 포함한다.
캐리어 필름을 가공하기 위해 롤투롤-방법(R2R-방법, 영문: roll-to-roll processing)이 이용될 수도 있다.
인몰드 라벨링 방법은 전형적인 필름 후방 사출 성형 방법과 매우 유사한데, 단지 이때 라벨 필름들(label films)이 사용된다. 이와 같은 라벨 필름들은 더 얇다. 이와 같은 라벨 필름들은 롤 제품으로서, 또는 완성된 절단 제품으로서 사출 성형 공구 내로 제공될 수 있다. 최종적으로 라벨 필름이 제거된다.
특히 본 발명에 따라 IML-방법에서 캐리어 필름은, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a)를 포함한다. 특히 본 발명에 따라 플라스틱 재료는 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b)를 포함한다.
인몰드 코팅 방법은 분사 방법과 사출 성형 방법의 조합이다. 우선 스프레이 건(spray gun)에 의해 코팅이 사출 성형 공구 내로 도포된다. 재료의 건조 후에 플라스틱 재료가 후방 사출된다.
특히 본 발명에 따라 IMC-방법에서 코팅은, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a)를 포함한다. 특히 본 발명에 따라 플라스틱 재료는 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b)를 포함한다.
인몰드 페인팅 방법의 경우, 제1 단계에서 플라스틱 재료가 사출되고, 제2 단계에서 코팅이 분사되는데, 다시 말해 공정 단계들이 IMC-방법의 공정 단계들의 역순으로 이루어진다.
특히 IMP-방법에서 코팅은, 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a)를 포함한다. 특히 플라스틱 재료는 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b)를 포함한다.
컴포지트
특히 본 발명에 따른 방법의 단계 ⅰ)에서 폴리머 재료들 중 하나의 폴리머 재료 (a) 또는 (b)가 컴포지트 형태로 제공된다. 바람직한 하나의 실시예에서 폴리머 재료들 중 하나의 폴리머 재료 (a) 또는 (b)가 층 형태의 컴포지트 형태로 제공된다. 이는, 본 발명에 따른 방법이 후방 사출 성형 방법에 이용되는 경우에 특히 바람직하다. 특수한 하나의 실시 형태에서 컴포넌트 b)가 컴포지트 형태로 제공된다.
컴포지트 또는 복합 재료는, 자체 단일 컴포넌트들과 다른 재료 특성들을 갖는 두 개 또는 그 이상의 결합 재료로 이루어진 재료이다. 결합은 재료 결합, 형태 결합 또는 상기 재료 결합과 형태 결합의 조합에 의해 이루어진다. 컴포지트의 성분들(상들)은 동일한 하나의 재료 주족 또는 서로 다른 재료 주족들로부터 유래할 수 있다. 재료 주족에는 금속, 세라믹, 유리, 폴리머 및 복합 재료가 포함된다. 본 발명의 범주 내에서 용어 “컴포지트”는 복합 재료뿐만 아니라 재료 복합물도 포함한다. 복합 재료는 적어도 2상(다시 말해 이종)을 갖지만, 육안으로 균일하게 보인다. 육안으로 볼 때, 단 하나의 재료를 다루는 것처럼 보인다. 재료 복합물은 일반적으로 이미 육안으로도 서로 다른 복수의 재료로 이루어진 복합물로서 인식될 수 있다. 층 형태의 컴포지트(적층물)은 재료 복합물의 바람직한 하나의 실시예이다. 적층물은 위아래로 놓인 두 개 이상의 겹쳐 있는 층으로 구성된다. 세 개의 층 중 두 개의 외부 층이 동일한 특수한 경우를 샌드위치 복합물로도 지칭한다.
컴포지트는 바람직하게 폴리머 재료들 중 하나 이상의 폴리머 재료 (a) 또는 (b) 및 이와 다른 하나 이상의 또 다른 컴포넌트 (K)를 포함한다. 특수하게 컴포지트는 폴리머 재료 (b) 및 상기 폴리머 재료 (b)와 다른 하나 이상의 또 다른 컴포넌트 (K)를 포함한다. 컴포넌트 (K)는 자체로 복합 재료일 수 있다. 또 다른 컴포넌트 (K)는 바람직하게 폴리머, 폴리머 재료, 금속, 금속 재료, 세라믹 재료, 광물 재료, 직물 재료 및 이들의 조합물로부터 선택되었다.
특히 바람직한 하나의 실시 형태에서 또 다른 컴포넌트 (K)는 폴리머 필름, 폴리머 성형 몸체, 금속 필름, 금속 성형 몸체, 보강된 그리고/또는 충전된 폴리머 재료 및 이들의 조합물로부터 선택되었다.
적합한 폴리머는 탄성 중합체, 열가소성 수지, 열경화성 수지로부터 선택되었다. 적합하고 바람직한 플라스틱과 관련하여 폴리머 재료 (b)에 대한 실시예들이 전체적으로 참조된다.
적합한 금속은 알루미늄, 티타늄, 마그네슘, 구리 등 및 이들의 합금들로부터 선택되었다.
세라믹 재료는 일반적으로 무기성, 비금속성 및 다결정성을 갖는다. 이 경우, “비금속성”은, 세라믹 재료가 실질적으로 금속 원소를 함유하지 않는다는 사실로 이해된다. 세라믹 재료를 제조하기 위해, 예를 들어 세라믹을 형성하는 무기성 입자 원료, 액체 및 경우에 따라 하나 이상의 유기성 결합제가 열 처리(소결 방법)를 거칠 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 이용되기 위해 원칙적으로 산화물 세라믹 및 비산화물 세라믹으로 이루어진 재료가 적합하다. 적합한 산화물 세라믹은 일성분계 및 다성분계로부터 선택되었다. 바람직하게 산화물 세라믹은 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 이산화티타늄, 티탄산알루미늄, 멀라이트(산화알루미늄과 산화규소로 이루어진 혼합물), 티탄산지르콘산연 및 산화지르코늄과 산화알루미늄으로 이루어진 혼합물로부터 선택되었다. 적합한 비산화물 세라믹은 탄화물, 예를 들어 탄화규소 또는 탄화붕소, 질화물, 예를 들어 질화규소, 질화알루미늄 또는 질화붕소, 붕화물 및 규화물로부터 선택되었다.
적합한 금속 재료는 하나 이상의 금속 및 금속과 다른 하나 이상의 재료를 포함한다. 금속과 다른 재료는 바람직하게 세라믹 재료, 유기 재료 및 세라믹 재료와 유기 재료의 혼합물로부터 선택되었다. 금속 재료의 바람직한 하나의 실시예는, 연속적인 금속 매트릭스 및 불연속적인 세라믹 및/또는 유기 보강제를 포함하는 금속 매트릭스-복합 재료(영문: metal matrix composite, MMC)이다. 보강제는 바람직하게 섬유 또는 휘스커(whisker)의 형태로 존재한다. 금속은 예를 들어 알루미늄, 티타늄, 마그네슘 및 구리로부터 선택되었다. 매트릭스는 금속 원소로서 또는 합금 형태로 존재할 수 있다. 보강상(reinforcement phase)으로서 세라믹 입자(예를 들어 탄화규소), 단섬유, (예컨대 탄소에 기초한) 연속 섬유 또는 폼이 적합하다. 금속 재료의 바람직한 또 다른 하나의 실시예는 금속 분말 사출 성형 방법(MIM-방법)에 의해 얻을 수 있는 재료이다.
특수하게 컴포지트는 하나 이상의 보강된 그리고/또는 충전된 플라스틱 재료를 포함한다. 바람직하게 보강제는 섬유 형태의 보강제, 섬유 형태의 보강제의 직물, 섬유 형태의 보강제의 부직포, 섬유 형태의 보강제의 편물 및 섬유 형태의 보강제의 방직물 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 충전제는 바람직하게 카올린, 백악, 규회석, 활석, 탄산칼슘, 규산염, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화아연, 유리 입자들 및 이들의 혼합물과 같은 입자 형태의 충전제로부터 선택되었다. 바람직한 보강된 플라스틱 재료는 탄소 섬유 보강된 플라스틱(CFP), 유리 섬유 보강된 플라스틱(GFP), 아라미드 섬유 보강된 플라스틱(AFP), 천연 섬유 보강된 플라스틱(NFP) 등과 같은 섬유-플라스틱 복합 재료이다.
특히 바람직한 제1 실시 형태에서는 단계 ⅰ)에서 폴리머 재료 (a)로서, 폴리머 필름 상의 코팅으로서 상기 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트를 포함하는 컴포지트가 제공되고, 이와 같은 컴포지트는 단계 ⅱ)에서 사출 성형 방법에 의해 폴리머 재료 (b)와 재료 결합 방식으로 결합한다. 특히 바람직한 제2 실시 형태에서는 단계 ⅰ)에서 폴리머 재료 (b)로서, 폴리머 필름 상의 코팅으로서 상기 폴리머 재료 (b)의 폴리머 컴포넌트를 포함하는 컴포지트가 제공되고, 이와 같은 컴포지트는 단계 ⅱ)에서 사출 성형 방법에 의해 폴리머 재료 (a)와 재료 결합 방식으로 결합한다.
특히 단계 ⅰ)에서, 폴리머 필름 상의 코팅으로서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트를 포함하는 컴포지트가 제공된다. 이와 같은 컴포지트는 단계 ⅱ)에서 사출 성형 방법에 의해 하나 이상의 폴리머 재료 (b)와 재료 결합 방식으로 결합한다.
폴리머 필름은 그 위에 위치한 폴리머 재료 (a) 또는 폴리머 재료 (b)의 폴리머 컴포넌트의 캐리어 재료 또는 이송 재료로서 이용된다. 그에 따라 상응하는 폴리머 재료 (a) 또는 (b)를 제공하기 위해 폴리머 필름은 상기 폴리머 재료 (a) 또는 (b)의 폴리머 컴포넌트에 의해 코팅되어야 한다.
폴리머 필름은 원칙적으로 폴리머 컴포넌트들 중 하나의 폴리머 컴포넌트 (a) 또는 (b)에 의해 코팅되기 위해 적합해야 한다. 또한, IMD, IFM 및 IML 방법들에서 폴리머 필름은, 사출 성형 공정 이후에, 다시 말해 단계 ⅱ)의 종료 후에 기판으로부터 분리될 수 있어야 한다. 이와 같은 변형예에서 폴리머 필름은 오로지 이송 재료이다. IMC 및 IMP의 방법들에서 폴리머 필름은 기판의 구성 부품이다. 이 경우에 폴리머 필름은 예를 들어 캐리어 재료, 기계 저항성을 개선하기 위한 재료, 장식 등으로서 기능한다.
간단한 분리를 구현하는 적합한 폴리머 필름은 예를 들어 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 실리콘 종이와 같은 폴리머 코팅된 종이 등을 포함한다. 기판 내에 남아 있는 적합한 폴리머 필름은 예를 들어 폴리프로필렌, 플라즈마 처리된 필름, 불소화 표면을 갖는 필름 등을 포함한다.
특수한 제1 변형예에서 폴리머 필름은 사출 성형 단계 ⅱ)의 종료 후에 얻어진 사출 성형 부품으로부터 분리된다.
특수한 제2 변형예에서 폴리머 필름은 사출 성형 단계 ⅱ)의 종료 후에 얻어진 사출 성형 부품, 즉 얻어진 기판과 결합을 유지한다.
특수한 하나의 제2 실시 형태에서는 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 복합 사출 성형 방법이 제공된다.
복합 사출 성형 방법의 경우, 제1 플라스틱 컴포넌트가 몰드(공동) 내로 사출된다. 공동이 채워지는 즉시, 제2 플라스틱 컴포넌트가 옆 또는 위에서 사출된다. 이와 같은 방법에 의해 서로 다른 재료 특성들을 갖는 복잡한 부품들을 조합할 수 있다. 예를 들어 코어-백 방법(core-back method), 변위- 또는 이송 기술, 회전판 기술 또는 이동 기술과 같은 서로 다른 실시 기술들은 당업자에게 공지되어 있다.
특수한 하나의 실시 형태에서는 단계 ⅰ)에서 제공된 폴리머 재료들 (a) 및 (b)가 모두 가소화 가능하고 단계 ⅱ)에서 다성분 사출 성형 방법에 의해 재료 결합 방식으로 결합한다.
특히 다성분 사출 성형 방법을 위해 다음 기술들 중 하나 이상의 기술이 이용된다: 코어-백 기술, 변위 기술(이송 기술), 회전 기술, 분할판 기술, 이동 기술, 샌드위치 기술.
변위 기술(이송 기술)의 경우, 제1 사출 성형 공정 이후에 사전 성형 부품이 상기 사전 성형 부품 및 새로운 컴포넌트를 위한 공간을 갖는 새로운 공구 공동 내로 이동한다.
분할판 기술(이송 기술)의 경우, 제1 사출 성형 공정 이후에 사전 성형 부품이 상기 사전 성형 부품 및 새로운 컴포넌트를 위한 공간을 갖는 새로운 공구 공동 내로 이동하는데, 상기 새로운 컴포넌트는 상기 사전 성형 부품의 양측에 도포될 수 있다.
회전 기술/이동 기술의 경우, 제1 사출 성형 공정 이후에 공구(대부분 단지 절반만)가 새로운 위치로 회전 또는 이동하고 사전 성형 부품은 상기 새로운 위치에서 또 다른 하나의 노즐에 의해 위에서 사출 성형된다.
코어-백 기술의 경우, 새로운 추가 컴포넌트를 위한 공간을 만들기 위해 공구 내에서 코어가 뒤로 물러난다. 이와 같은 기술은 특히 서로 다른 색상의 영역들을 갖는 기계 하우징 제조 시 사용된다.
샌드위치 방법의 경우, 내부에 놓인 컴포넌트들이 보이지 않는 부분들이 생성되는 경우가 많은데, 그 이유는 상기 컴포넌트들이 외부 재료에 의해 완전히 둘러싸이기 때문이다. 샌드위치 사출 성형 방법의 경우, 조성물의 원류가 공구 공동(몰드 공동) 내로 유입 시 이용된다. 용융물은 공동을 단면부터 연속적으로 채운다. 가장 처음 유입되는 성형 조성물은 연속적으로 벽에 인접하고, 마침내 이러한 성형 조성물은 내부에 유입되는 제2 컴포넌트에 의해 벽 쪽으로 이동한다. 하나의 사출 헤드 상에서 두 개의 사출 성형 유닛이 함께 작동하고, 밸브 또는 다중 밸브 노즐에 의한 제어에 따라, 조성물이 모든 사출 성형 유닛들로부터 임의로 유입될 수 있다. 원류는 최소의 벽 두께까지 컴포넌트들이 서로 완전히 감싸도록 한다. 금형은 제1 컴포넌트에 의해 밀봉될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특수한 하나의 실시 형태에서 다음 조치들 중 하나 또는 복수의 조치에 의해 기판 내로 추가 기능이 통합된다:
- 센서 기능을 갖는 기판의 성형,
- 기계적 진동을 방지하기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 충격 보호를 개선하기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 절연 강도를 높이기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 부식 방지 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 산화 방지 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 광 보호 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 가열 요소로서 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 열전기적 특성들을 가짐으로써 전류를 발생시킬 수 있는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
- 밀봉 부재의 사출 성형,
- 고정- 및/또는 결합 부재의 사출 성형.
기판 내로 추가 기능을 통합시키기 위해 가능한 또 다른 조치들은 예를 들어 다음과 같다:
- 장식성 표면 컴포넌트의 사출 성형,
- 하나 이상의 장식성 폴리머 필름의 삽입,
- 보강 부재(리브, 리브 구조물)의 사출 성형 등.
기계적 진동을 방지하는 것은, 승차감에 악영향을 미치는 상황을 방지하기 위해 특히 자동차 분야에서 중요하다. 자동차 또는 기계에서 들을 수 있거나 감지할 수 있는 진동은 전체적으로 “Noise, Vibration, Harshness(NVH)”로서 지칭된다. 이를 방지하기 위해, 진동 전달 매체 내 진동원의 국부적인 힘 유입을 방지하는 컴포넌트들이 삽입된다.
폴리머 재료
폴리머 재료들 a), b) 및 c)는, 바람직하게 비결정성 열가소성 수지, 열가소성 탄성 중합체, 부분 결정성 열가소성 수지, 탄성 중합체, 열경화성 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 함유하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성된다.
폴리머 재료들 a), b) 및 c)는, 특히 바람직하게 폴리우레탄, 실리콘, 플루오로실리콘, 폴리카보네이트, 에틸렌-비닐아세테이트(EVA), 아크릴니트릴-부타디엔-아크릴레이트(ABA), 아크릴니트릴-부타디엔-고무(ABN), 아크릴니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 아크릴니트릴-메틸메타크릴레이트(AMMA), 아크릴니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA), 셀룰로오스아세테이트(CA), 셀룰로오스아세테이트부티레이트(CAB), 폴리술폰(PSU), 폴리아크릴(메타크릴)레이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리페닐렌에테르(PPE=폴리페닐렌옥사이드(PPO)), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP), 폴리케톤(PK), 예를 들어 지방족 폴리케톤 또는 방향족 폴리케톤, 폴리에테르케톤(PEK), 예를 들어 지방족 폴리에테르케톤 또는 방향족 폴리에테르케톤, 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 플루오로폴리머, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 예를 들어 폴리옥시메틸렌(POM), 액정 폴리머, 폴리에테르술폰(PES), 에폭시 수지(EP), 페놀 수지, 클로로술포네이트, 폴리부타디엔, 폴리부틸렌, 폴리네오프렌, 폴리니트릴, 폴리이소프렌, 천연고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 에틸렌-프로필렌(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔-고무(EPDM), 스티렌-부타디엔-고무(SBR) 및 이들의 코폴리머와 같은 코폴리머 고무 및 혼합물(블렌드)로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 함유하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성된다.
바람직한 지방족 및 방향족 폴리에테르케톤은 지방족 폴리에테르에테르케톤 또는 방향족 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이다. 특수한 하나의 실시예는 방향족 폴리에테르에테르케톤이다.
본 발명의 개념에서 용어 “폴리우레탄”은 폴리우레아 및 우레아기 함유 폴리우레탄을 포함한다.
적합한 열경화성 수지는 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 멜라민-우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-우레아-페놀-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 레조르시놀-포름알데히드 수지, 가교성 이소시아네이트-폴리올 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리에스테르 수지이다.
적합한 열가소성 탄성 중합체는 열가소성 폴리아미드 탄성 중합체(TPA), 열가소성 코폴리에스테르 탄성 중합체(TPC), 올레핀계 열가소성 탄성 중합체(TPO)(특히 PP/EPDM), 열가소성 스티렌-블록코폴리머(TPS)(특히 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), SEBS, SEPS, SEEPS 및 MBS), 폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체(TPU), 열가소성 가황 재료(TPV) 및 올레핀계 가교 열가소성 탄성 중합체(특히 가교 PP/EPDM 및 가교 에틸렌-프로필렌-코폴리머(EPM)) 및 폴리에테르-블록-아미드(PEBA)이다.
열가소성 스티렌-블록코폴리머(TPS)는 특히 SEBS, SEPS, SBS, SEEPS, SiBS, SIS, SIBS 또는 이들의 혼합물, 특히 SBS, SEBS, SEPS, SEEPS, MBS 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
올레핀계 열가소성 탄성 중합체(TPO)는 특히 PP/EPDM 및 에틸렌-프로필렌-코폴리머(EPM)로부터 선택되었다.
폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체(TPU)는, 특히 하나 이상의 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리카보네이트디올 및 이들의 혼합물로부터 선택된 특히 하나 이상의 폴리머 폴리올로부터 유래한다. 특수한 하나의 실시예는 하나 이상의 폴리에스테르디올, 하나 이상의 폴리에테르디올 및 하나 이상의 폴리카보네이트디올을 포함하는 폴리머 폴리올로 이루어진 하나 이상의 혼합물을 함유하는 TPU이다.
열가소성 가황 재료(TPV)는 특히, 방향족 비닐-반복 단위를 포함하는 반응성 또는 가교성 하드 블록(hard block) 및 올레핀- 또는 디엔-반복 단위를 포함하는 가교성 소프트 블럭(soft block)을 구비한 스티렌-블록코폴리머로부터 유래한다.
적합한 탄성 중합체는 아크릴니트릴-부타디엔-아크릴레이트(ABA), 아크릴니트릴-부타디엔-고무(ABN), 아크릴니트릴/염소화 폴리에틸렌/스티렌(A/PE-C/S), 아크릴니트릴/메틸메타크릴레이트(A/MMA), 부타디엔-고무(BR), 부틸 고무(IIR), 클로로프렌-고무(CR), 에틸렌-에틸아크릴레이트-코폴리머(E/EA), 에틸렌-프로필렌-디엔-고무(EPDM), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 불소 고무(FPM 또는 FKM), 이소프렌-고무(IR), 천연고무(NR), 폴리이소부틸렌(PIB), 탄성 중합체성 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄(PVB), 실리콘 고무, 스티렌-부타디엔-고무(SBR), 비닐클로라이드/에틸렌(VC/E) 및 비닐클로라이드-에틸렌-메타크릴레이트(VC/E/MA)이다.
특수한 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료들 a), b) 및 c)는, 특히 올레핀계 열가소성 탄성 중합체(TPO)(특히 PP/EPDM), 열가소성 스티렌-블록코폴리머(TPS), 특히 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), SEBS, SEPS, SEEPS 및 MBS, 폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체(TPU) 및 열가소성 가황 재료(TPV)로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 함유하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성된다.
폴리머 재료 (a)
하나 이상의 전도성 충전제를 함유하는 본 발명에 따라 삽입된 폴리머 재료 (a)에 의해 높은 충전도 및 매우 우수한 차폐 효과(shielding effectiveness, SE)가 달성된다. 이 경우, 차폐 효과는 흡수 비율(SEA), 반사 비율(SER) 및 다중 반사 비율(SEM)로 이루어져 있다. 특수한 폴리우레탄 및 특수한 우레아기 함유 폴리우레탄은 EMI-차폐를 위해 적합한 서로 다른 복수의 충전제와의 우수한 양립성을 갖는다.
얻어진 전도성 충전제의 종류와 양과 관련하여, 그리고 또 다른 폴리머 컴포넌트들, 특히 전도성 폴리머의 삽입 가능성과 관련하여 본 발명에 따른 기판의 높은 유연성에 의해 차폐 효과의 각각 의도한 흡수 비율 및 반사 비율이 우수하게 제어된다. 그에 따라 본 발명에 따른 차폐된 기판은, 예를 들어 상응하는 CISPR(Comite Internationale Special des Perturbations Radioelectriques=국제 무선 특별 위원회) 기준에서 규정되는 것과 같은 전자파 적합성에 대한 요구들을 매우 우수하게 충족시킨다. 동시에 본 발명에 따른 기판은 전체적으로 우수한 적용 프로파일을 특징으로 한다. 여기에는 기판이 기계적, 열적 또는 화학적 응력을 견딜 수 있고, 예를 들어 우수한 내스크래치성, 접착성, 내식성 또는 탄성을 특징으로 한다는 사실이 포함된다.
폴리머 재료 (a)는 폴리머 컴포넌트의 총합을 기준으로, 바람직하게 15 내지 99.5 중량％, 특히 바람직하게 20 내지 99 중량％의 하나 이상의 폴리머 컴포넌트 및 하나 이상의 전도성 충전제를 함유한다. 이 경우, 용어 폴리머 컴포넌트는 폴리머 재료 (a)의 완전 중합된 전구체도 포함한다.
바람직하게 폴리머 재료 a)는, 열가소성 수지, 열가소성 탄성 중합체, 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 포함하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성된다. 열가소성 수지, 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
바람직하게 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 폴리올레핀-호모폴리머 또는 폴리올레핀-코폴리머, 액상 실리콘 고무, 에폭시 폴리머, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 하나 이상의 폴리올레핀-호모폴리머 또는 폴리올레핀-코폴리머를 함유하거나, 혹은 하나 이상의 폴리올레핀-호모폴리머 또는 폴리올레핀-코폴리머로 구성된다. 바람직하게 폴리올레핀은, 바람직하게 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 또는 이소부텐으로부터 선택된, 중합된 하나 또는 복수의 C1-C4-올레핀을 함유한다. 적합한 폴리올레핀-호모폴리머 또는 폴리올레핀-코폴리머는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리이소부텐(PIB), 폴리부텐(PB), 에틸렌-프로필렌-코폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔-코폴리머(EPDM) 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 액상 실리콘 고무(lquid silicone rubber, LSR)를 함유하거나, 또는 액상 실리콘 고무로 구성된다. EP0875536A2호는 a) 20개 이상의 SiH-기를 함유하는 SiH-가교제 및 b) 에폭시 작용성 알콕시실란 및/또는 알콕시실록산을 함유하는 자가 접착성 부가 경화형 실리콘 고무 혼합물을 기술한다. EP1854847A1호는 하나 이상의 디오가노폴리실록산 및 하나 이상의 SiH 함유 가교제를 함유하는 경화성 이성분계를 기술한다. 적합한 액상 실리콘 고무는 예를 들어 독일, 뮌헨, Wacker Chemie AG(社)의 Elastosil 상표의 이성분 실리콘 탄성 중합체에 의해 상업적으로 구할 수 있다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 폴리우레탄을 함유하거나, 또는 폴리우레탄으로 구성된다. 일반적으로 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트 및 NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 포함하는, 상기 폴리이소시아네이트를 보완하는 화합물로 구성되어 있다.
NCO-기와 반응성인 기로는 바람직하게 OH-기, NH2-기, NHR-기 또는 SH-기가 고려된다. NCO-기와 OH-기의 반응은 우레탄기의 형성을 야기한다. NCO-기와 아미노기의 반응은 우레아기의 형성을 야기한다. 본 발명의 범주 내에서 명칭 “폴리우레탄”은 폴리우레아, 그리고 우레탄기 및 우레아기를 함유하는 화합물을 포함한다. 우레아기를 함유하는 화합물은 다음에서 “우레아기 함유 폴리우레탄”으로도 지칭된다. 분자당 단 하나의 반응성 기를 함유하는 화합물은 폴리머 체인의 중단을 야기하고 조절제로서 이용될 수 있다. 분자당 두 개의 반응성 기를 함유하는 화합물은 선형 폴리우레탄의 형성을 야기한다. 분자당 두 개 이상의 반응성 기를 포함하는 화합물은 분지형 폴리우레탄의 형성을 야기한다. 본 발명의 개념에서 폴리우레탄은 예를 들어 우레아-, 알로파네이트-, 뷰렛-, 카르보디이미드-, 아미드-, 우레톤이민-, 우레트디온-, 이소시아누레이트- 또는 옥사졸리돈-구조에 의해 결합할 수도 있다.
특수한 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄을 함유하거나, 또는 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄으로 구성된다.
폴리머 재료 (a)는 우레아기 함유 폴리우레탄 및 하나 이상의 전도성 충전제의 총합을 기준으로, 바람직하게 15 내지 99.5 중량％, 특히 바람직하게 20 내지 99 중량％의 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄을 포함한다.
특수한 하나의 실시예에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 오로지 하나 이상의 폴리우레탄으로 구성되는데, 특히 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄으로 구성된다.
우레아기 함유 폴리우레탄에 대한 다음의 실시예들은 우레아기를 함유하지 않는 폴리우레탄, 다시 말해 제조를 위해, NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 아미노기를 포함하는 아민 컴포넌트들이 삽입되지 않은 폴리우탄에 대해서도 동일하게 적용된다.
우레아기 함유 폴리우레탄은, NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 아민기를 포함하는 중합된 하나 이상의 아민 컴포넌트를 함유한다.
아민 컴포넌트의 비율은 우레아기 함유 폴리우레탄의 제조를 위해 삽입된 컴포넌트들을 기준으로, 바람직하게 0.01 내지 32 몰％, 특히 바람직하게 0.1 내지 10 몰％이다.
바람직하게 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 저분지형 또는 선형으로 구성된다. 특히 바람직하게 우레아기 함유 폴리우레탄은 선형으로 구성된다. 다시 말해 우레아기 함유 폴리우레탄은 디이소시아네이트 및 상기 디이소시아네이트를 보완하는 2가 화합물로 구성된다.
본 발명의 개념에서 선형 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 0 ％의 분지도(branching degree)를 갖는 우레아기 함유 폴리우레탄이다.
저분지형 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 바람직하게 0.01 내지 20 ％, 특히 0.01 내지 15 ％의 분지도를 갖는다.
(우레아기 함유) 폴리우레탄의 분지도는 바람직하게 0 내지 20 ％이다. 이 경우, 분지도는 폴리머 체인 내 교차점들의 비율을 지칭하는데, 다시 말해 세 개 이상의 폴리머 체인이 분기하는 출발점인 원자들의 비율이다. 그에 따라 가교 결합은 분지하는 폴리머 체인이 분기하는 제2 폴리머 체인으로 통하는 것으로 이해된다.
NCO-기에 대해 반응성의 기는 바람직하게 하나 이상의 활성 수소 원자를 포함한다.
적합한 보완적인 화합물은 저분자 디올 및 폴리올, 폴리머 폴리올, 1차 및/또는 2차 아미노기를 포함하는 저분자 디아민 및 폴리아민, 폴리머 폴리아민, 아민 말단화 폴리옥시알킬렌폴리올, 분자 내 하나 이상의 하이드록실기 및 하나 이상의 1차 또는 2차 아미노기를 포함하는 화합물, 특히 아미노알코올이다.
적합한 저분자 디올(다음에서 “디올”) 및 저분자 폴리올(다음에서 “폴리올”)은 60 g/mol 이상 500 g/mol 미만의 분자량을 갖는다. 적합한 디올은 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 부탄-2,3-디올, 펜탄-1,2-디올, 펜탄-1,3-디올, 펜탄-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올, 펜탄-2,3-디올, 펜탄-2,4-디올, 헥산-1,2-디올, 헥산-1,3-디올, 헥산-1,4-디올, 헥산-1,5-디올, 헥산-1,6-디올, 헥산-2,5-디올, 헵탄-1,2-디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,2-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,2-데칸디올, 1,10-데칸디올, 1,2-도데칸디올, 1,12-도데칸디올, 1,5-헥사디엔-3,4-디올, 1,2- 및 1,3-시클로펜탄디올, 1,2-, 1,3- 및 1,4-시클로헥산디올, 1,1-, 1,2-, 1,3- 및 1,4-비스-(하이드록시메틸)시클로헥산, 1,1-, 1,2-, 1,3- 및 1,4-비스(하이드록시에틸)시클로헥산, 네오펜틸글리콜, (2)-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-디메틸-2,4-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 피나콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜이다.
적합한 폴리올은 세 개 이상의 OH-기를 포함하는 화합물, 예를 들어 글리세린, 트리메틸올메탄, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 1,2,4-부탄트리올, 트리스(하이드록시메틸)아민, 트리스(하이드록시에틸)아민, 트리스(하이드록시프로필)아민, 펜타에리트라이트, 비스(트리-메틸올프로판), 디(펜타에리트라이트), 디-, 트리- 또는 올리고글리세린 또는 예를 들어 글루코스와 같은 당분, 3작용성 또는 더 높은 작용성 알코올계 및 에틸렌옥사이드계, 프로필렌옥사이드계 또는 부틸렌옥사이드계 3작용성 또는 더 높은 작용성 폴리에테롤, 또는 폴리에스테롤이다. 이 경우, 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 1,2,4-부탄트리올, 펜타에리트라이트 및 이들의 에틸렌옥사이드계 또는 프로필렌옥사이드계 폴리에테롤이 특히 바람직하다. 이와 같은 화합물이 분기를 야기하기 때문에, 상기 화합물은 바람직하게 이소시아네이트에 대해 보완적인 화합물의 전체 중량을 기준으로, 최대 5 중량％, 특히 최대 1중량％의 양으로 삽입된다. 특수한 경우에 폴리올이 전혀 삽입되지 않는다.
적합한 폴리머 디올 및 폴리머 폴리올은 바람직하게 500 내지 5000 g/mol의 분자량을 갖는다. 바람직하게 폴리머 디올은 폴리에테르디올, 폴리에스테르디올, 폴리에테르에스테르디올 및 폴리카보네이트디올로부터 선택된다. 에스테르기 함유 폴리머 디올 및 폴리올은 카르복실산에스테르기 대신에, 또는 카르복실산에스테르기에 대해 추가로 카보네이트기를 포함할 수 있다.
바람직한 폴리에테르디올은 폴리에틸렌글리콜 H0(CH2CH20)n-H, 폴리프로필렌글리콜 H0(CH[CH3]CH20)n-H(이때 n은 정수 및 n＞4), 폴리에틸렌폴리프로필렌글리콜(이때 에틸렌옥사이드 단위 및 프로필렌옥사이드 단위의 순서는 블록 단위로 이루어지거나, 또는 무작위일 수 있음), 폴리테트라메틸렌글리콜(폴리테트라하이드로푸란), 폴리-1,3-프로판디올 또는 앞의 화합물들 중 두 개 또는 그 이상의 대표 화합물의 혼합물이다.
이 경우, 앞에 언급된 디올들 내 하나 또는 두 개의 하이드록실기는 SH-기에 의해 치환될 수 있다.
2가 알코올과 2가 카르복실산의 반응에 의해 얻을 수 있는 폴리에스테르디올이 바람직하다. 자유 폴리카르복실산 대신에 상응하는 폴리카르복실산 무수물 또는 낮은 알코올의 상응하는 폴리카르복실산에스테르, 혹은 이들의 혼합물이 폴리에스테르디올을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 폴리카르복실산은 지방족, 지환족, 방향성 지방족, 방향족 또는 복소환식일 수 있고, 경우에 따라, 예를 들어 할로겐 원자들에 의해, 치환 및/또는 불포화될 수 있다. 이에 대해 예시들로 다음이 언급된다: 수베르산, 아젤라산, 프탈산, 이소프탈산, 프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 테트라클로로프탈산 무수물, 엔도메틸렌테트라하이드로프탈산 무수물, 글루타르산 무수물, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 2량체 지방산. 일반 화학식 HOOC-(CH2)y-COOH의 디카르복실산이 바람직한데(이때 y는 1 내지 20의 숫자, 바람직하게 2 내지 20의 정수), 예를 들어 숙신산, 아디프산, 세바스산 및 도데칸디카르복실산이 바람직하다.
다가 알코올로서 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,3-디올, 부텐-1,4-디올, 부틴-1,4-디올, 펜탄-1,5-디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-비스-(하이드록시메틸)시클로헥산과 같은 비스-(하이드록시메틸)-시클로헥산, 2-메틸-프로판-1,3-디올, 메틸펜탄디올, 더 나아가 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜 및 폴리부틸렌글리콜이 고려된다. 일반 화학식 HO-(CH2)x-OH의 알코올이 바람직하다(이때 x는 1 내지 20의 숫자, 바람직하게 2 내지 20의 정수). 이에 대해 예시들로 에틸렌글리콜, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 옥탄-1,8-디올 및 도데칸-1,12-디올이 있다. 계속해서 네오펜틸글리콜이 바람직하다.
적합한 폴리에테르디올은 특히, 예를 들어 BF3의 존재하에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드, 테트라하이드로푸란, 스티렌옥사이드 또는 에피클로로하이드린의 자체적인 중합 반응에 의해, 혹은 알코올 또는 아민과 같은 반응성 수소 원자들을 포함하는 초기 컴포넌트들, 예를 들어 물, 에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-프로판 또는 아닐린에서, 경우에 따라 혼합물로서, 또는 연속적인 이와 같은 화합물들(에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드, 테트라하이드로푸란, 스티렌옥사이드 또는 에피클로로하이드린)의 부가에 의해 얻어진다. 특히 바람직한 폴리에테르디올은 폴리테트라하이드로푸란이다. 적합한 폴리테트라하이드로푸란은, 예를 들어 황산 또는 플루오로황산과 같은 산 촉매의 존재하에 테트라하이드로푸란의 양이온 중합 반응에 의해 제조될 수 있다. 상기 유형의 제조 방법은 당업자에게 공지되어 있다.
예를 들어 포스겐과 폴리에스테르폴리올의 구성 컴포넌트로서 언급된 저분자 알코올의 초과량의 반응에 의해 얻을 수 있는 폴리카보네이트디올이 바람직하다.
경우에 따라 락톤계 폴리에스테르디올도 함께 사용될 수 있는데, 이때 락톤의 호모폴리머 또는 코폴리머, 바람직하게 적합한 2작용성 초기 분자에서 락톤의 말단 하이드록실기를 포함하는 부가 생성물이 고려된다. 바람직하게, 일반 화학식 HO-(CH2)z-COOH의 화합물로부터 유래하는 락톤이 고려된다(이때 z는 1 내지 20의 숫자이고 메틸렌 단위의 H-원자는 C1- 내지 C4-알킬 라디칼에 의해 치환될 수 있음). 예시들은 ε-카프로락톤, β-프로피오락톤, γ-부티로락톤 및/또는 메틸-γ-카프로락톤 및 이들의 혼합물이다. 적합한 초기 컴포넌트는 예를 들어 앞에서 폴리에스테르폴리올의 구성 컴포넌트로서 언급된 저분자 2가 알코올이다. ε-카프로락톤의 상응하는 중합물이 특히 바람직하다. 더 낮은 폴리에스테르디올 또는 폴리에테르디올도 락톤-중합물을 제조하기 위한 초기 물질로서 이용될 수 있다. 락톤 중합물 대신에 락톤에 상응하는 하이드록시카르복실산의 상응하는 화학적 당량의 중축합물이 이용될 수도 있다.
폴리카보네이트에스테르-폴리에테르-디올 및 폴리카보네이트에스테르-폴리에테르-폴리올이 특히 바람직하다.
1차 및/또는 2차 아미노기를 포함하는 적합한 저분자 디아민 및 폴리아민은 32 g/mol 이상 500 g/mol 미만의 분자량을 갖는다. 1차 및 2차 아미노기의 그룹으로부터 선택된 두 개의 아미노기를 함유하는 디아민이 바람직하다. 적합한 지방족 및 지환족 디아민은 예를 들어 에틸렌디아민, N-알킬-에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 2,2-디메틸-1,3-프로필렌디아민, N-알킬프로필렌-디아민, 부틸렌디아민, N-알킬부틸렌디아민, 펜탄디아민, 헥사메틸렌디아민, N-알킬헥사메틸렌디아민, 헵탄디아민, 옥탄디아민, 노난디아민, 데칸디아민, 도데칸디아민, 헥사데칸디아민, 톨루일렌디아민, 크실릴렌디아민, 디아미노디페닐-메탄, 디아미노디시클로헥실메탄, 페닐렌디아민, 시클로헥실렌디아민, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 디아미노디페닐술폰, 이소포론디아민, 2-부틸-2-에틸-1,5-펜타메틸렌디아민, 2,2,4- 또는 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌디아민, 2-아미노프로필시클로헥실아민, 3(4)-아미노메틸-1-메틸시클로헥실아민, 1,4-디아미노-4-메틸펜탄이다.
본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위해, 저분자 방향족 디아민 및 폴리아민도 삽입될 수 있다. 방향족 디아민은 바람직하게 비스-(4-아미노-페닐)-메탄, 3-메틸벤지딘, 2,2-비스-(4-아미노페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-아미노페닐)-시클로헥산, 1,2-디아미노벤졸, 1,4-디아미노벤졸, 1,4-디아미노나프탈린, 1,5-디아미노나프탈린, 1,3-디아미노톨루올, m-크실릴렌디아민, N,N’-디메틸-4,4’-비페닐-디아민, 비스-(4-메틸-아미노페닐)-메탄, 2,2-비스-(4-메틸아미노페닐)-프로판 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.
바람직하게 본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위해 삽입된 저분자 디아민 및 폴리아민은 모든 디아민 및 폴리아민에서 최대 50 몰%, 특히 바람직하게 최대 30 몰%, 특히 최대 10 몰%의 방향족 디아민 및 폴리아민 비율을 갖는다. 특수한 하나의 실시예에서는 본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위해 삽입된 저분자 디아민 및 폴리아민이 방향족 디아민 및 폴리아민을 전혀 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 이성분(2C)-폴리우레탄을 제조하기 위한 특수한 또 다른 하나의 실시예에서는 방향족 디아민 및 폴리아민이 삽입된다. 이 경우에 모든 디아민 및 폴리아민에서 방향족 디아민 및 폴리아민의 비율은 최대 50 몰%, 특히 바람직하게 최대 30 몰%, 특히 최대 10 몰%이다.
적합한 폴리머 폴리아민은 바람직하게 500 내지 5000 g/mol의 분자량을 갖는다. 여기에는 폴리에틸렌이민 및 암모니아에 의한 폴리알킬렌옥사이드의 아민화에 의해 제조 가능한 α,ω-디아미노폴리에테르와 같은 아민 말단화 폴리옥시알킬렌폴리올이 포함된다. 특수한 아민 말단화 폴리옥시알킬렌폴리올은 소위 제파민(jeffanmie) 또는 아민 말단화 폴리테트라메틸렌글리콜이다.
분자 내 하나 이상의 하이드록실기 및 하나 이상의 1차 또는 2차 아미노기를 포함하는 적합한 화합물은 디에탄올아민, 디프로판올아민, 디이소프로판올아민, 2-아미노-1,3-프로판디올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 디부탄올아민, 디이소부탄올아민, 비스(2-하이드록시-1-부틸)아민, 비스(2-하이드록시-1-프로필)아민 및 디시클로헥산올아민과 같은 디알칸올아민이다.
물론 언급된 아민의 혼합물도 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 우레아기 함유 폴리우레탄은, NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 아민기를 포함하는 중합된 하나 이상의 아민기 함유 아민 컴포넌트를 함유한다. 이는 중부가(polyaddition) 시 우레아기의 형성을 야기한다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 우레아기 함유 폴리우레탄은 중합된 하나 이상의 디아민 컴포넌트를 함유한다.
바람직하게 중합된 디아민 컴포넌트는 에틸렌디아민, 1,3-프로필렌디아민, 1,4-테트라메틸렌디아민, 1,5-펜타메틸디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 1,7-헵타메틸렌디아민, 1,8-옥타메틸렌디아민, 1,9-노나메틸렌디아민, 1,10-디아미노데칸, 1,12-디아미노오도데칸, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 2,3,3-트리메틸헥사메틸렌디아민,1,6-디아미노-2,2,4-트리메틸헥산, 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산, 1,4-시클로헥실렌디아민, 비스-(4-아미노시클로헥실)-메탄, 이소포론디아민, 1-메틸-2,4-디아미노시클로헥산 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
이소시아네이트는 이소시안산(HNCO)의 N-치환된 유기 유도체(R-N=C=0)이다. 유기 이소시아네이트는 그 내부에서 이소시아네이트기(-N=C=0)가 유기 라디칼에 결합한 화합물이다. 다작용성 이소시아네이트는 분자 내 두 개 또는 더 많은(예컨대 3개, 4개, 5개 등) 이소시아네이트기를 포함하는 화합물이다.
폴리이오시아네이트는 일반적으로 2작용성 및 다작용성 이소시아네이트, 알로파네이트, 이소시아누레이트, 우레트디온 또는 2작용성 이소시아네이트의 카르보디이미드 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 바람직하게 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 2작용성 이소시아네이트를 함유한다. 특히 오로지 2작용성 이소시아네이트(디이소시아네이트)만이 삽입된다.
적합한 폴리이소시아네이트는, 두 개 이상의 반응성 이소시아네이트기를 포함하는 경우에 한해, 일반적으로 모든 지방족 및 방향족 이소시아네이트이다. 이 경우, 본 발명의 범주 내에서 용어 지방족 디이소시아네이트는 지환족 디이소시아네이트도 포함한다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 지방족 폴리이소시아네이트를 함유하고, 이때 폴리이소시아네이트의 전체 중량을 기준으로, 80 중량％까지, 바람직하게 60 중량％까지의 지방족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 방향족 폴리이소시아네이트에 의해 대체될 수 있다. 특수한 하나의 실시 형태에서 우레아기 함유 폴리우레탄은 오로지 지방족 폴리이소시아네이트만을 함유한다.
폴리이소시아네이트 컴포넌트는 바람직하게 2개 내지 4개의 NCO-기의 평균 함량을 갖는다. 디이소시아네이트, 다시 말해 일반 구조 0=C=N-R'-N=C=0를 갖는 이소시안산의 에스테르가 바람직하고, 이때 R’는 지방족 또는 방향족 라디칼이다.
적합한 폴리이소시아네이트는 2개 내지 5개의 이소시아네이트기를 포함하는 화합물, 2개 내지 5개의 평균 개수의 이소시아네이트기를 포함하는 이소시아네이트프레폴리머 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 여기에는 예를 들어 지방족, 지환족 및 방향족 디-, 트리- 및 더 높은 폴리이소시아네이트가 포함된다.
바람직하게 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 하나 이상의 지방족 폴리이소시아네이트를 함유한다. 적합한 지방족 폴리이소시아네이트는 에틸렌디이소시아네이트, 프로필렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 1,12-디이소시아나토도데칸, 4-이소시아나토메틸-1,8-옥타메틸렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄-4,4',4',4"-트리이소시아네이트, 1,6-디이소시아나토-2,2,4-트리메틸헥산, 1,6-디이소시아나토-2,4,4,4-트리메틸헥산, 이소포론디이소시아네이트(= 3-이소시아네이트메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트, 1-이소시아나토-3-이소시아나토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산, IPDI), 2,3,3-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-디이소시아나토시클로헥산, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트(= 메틸렌-비스(4-시클로헥실이소시아네이트))로부터 선택되었다.
바람직하게 방향족 폴리이소시아네이트는 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-폴루일렌디이소시아네이트 및 이들의 이성체 혼합물, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 2,4'- 및 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 수소화 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(H12MDI), 크실릴렌디이소시아네이트(XDI), 테트라메틸크실렌디이소시아네이트(TMXDI), 4,4'-디벤질디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 디- 및 테트라알킬디페닐메탄디이소시아네이트, 오르토-톨리딘디이소시아네이트(TODI) 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
적합한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 우레트디온-, 이소시아누레이트-, 우레탄-, 알로파네이트-, 뷰렛-, 이미노옥사디아진디온- 및/또는 옥사디아진트리온 구조를 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유한다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 우레트디온-, 이소시아누레이트-, 우레탄-, 알로파네이트-, 뷰렛-, 이미노옥사디아진디온- 및/또는 옥사디아진트리온 구조를 갖는 하나 이상의 지방족 폴리이소시아네이트를 함유한다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 하나 이상의 지방족 폴리이소시아네이트 및 추가로 이와 같은 지방족 폴리이소시아네이트에 기초하는, 우레트디온-, 이소시아누레이트-, 우레탄-, 알로파네이트-, 뷰렛-, 이미노옥사디아진디온- 및/또는 옥사디아진트리온 구조를 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유한다.
바람직하게 오로지 지방식 및/또는 지환식 결합한 이소시아네이트기를 포함하고 2 내지 4, 바람직하게 2 내지 2.6 및 특히 바람직하게 2 내지 2.4의 평균 NCO-작용성 폴리이소시아네이트 및 폴리이소시아네이트 혼합물이 고려된다.
특히 바람직하게 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 지방족 디이소시아네이트를 함유한다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 지방족 폴리이소시아네이트 및 NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 포함하는 상기 지방족 폴리이소시아네이트를 보완하는 지방족 화합물로 구성되고, 이때 폴리이소시아네이트의 전체 중량을 기준으로, 50 중량％까지의 지방족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 방향족 폴리이소시아네이트에 의해 대체될 수 있다.
특히 바람직한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 지방족 폴리이소시아네이트 및 NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 포함하는 상기 지방족 폴리이소시아네이트를 보완하는 지방족 화합물로 구성되고, 이때 폴리이소시아네이트의 전체 중량을 기준으로, 30 중량％까지의 지방족 폴리이소시아네이트는 하나 이상의 방향족 폴리이소시아네이트에 의해 대체될 수 있다.
특수한 하나의 실시 형태에서 (우레아기 함유) 폴리우레탄은 지방족 폴리이소시아네이트 및 NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 포함하는 상기 지방족 폴리이소시아네이트를 보완하는 지방족 화합물들로 구성되어 있다.
특수한 하나의 실시 형태에서 우레아기 함유 폴리우레탄으로서 디아민 변성 폴리카보네이트에스테르-폴리에테르-폴리우레탄이 이용된다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 열가소성 탄성 중합체(TPE)를 포함하거나, 또는 TPE로 구성된다. 더 위에서 언급되었고, 따라서 여기서 참조되는 TPE가 적합하고 바람직하다.
적합한 TPE는 열가소성 폴리아미드 탄성 중합체(TPA), 열가소성 코폴리에스테르 탄성 중합체(TPC), 올레핀계 열가소성 탄성 중합체(TPO), 열가소성 스티렌-블록코폴리머(TPS), 우레탄계 열가소성 탄성 중합체(TPU) 및 열가소성 가황 재료 또는 올레핀계 가교 열가소성 탄성 중합체로부터 선택되었다.
TPA는 예를 들어 Arkema(社)의 PEBAX로서 상업적으로 구할 수 있다.
TPC는 예를 들어 LG Chem(社)의 Keyflex로서 상업적으로 구할 수 있다.
TPO는 예를 들어 Elastron TPO, PCW(社)의 Saxomer TPE-0로서 상업적으로 구할 수 있다.
TPS는 예를 들어 Elastron G 및 Elastron D, Kraton Polymers(社)의 Kraton으로서, Kuraray(社)의 Septon으로서, BASF(社)의 Styroflex로서, Kraiburg TPE(社)의 열가소성 수지로서, ALLOD Werkstoff GmbH & Co.KG(社)의 ALLRUNA로서, 또는 PCW(社)의 Saxomer TPE-S로서 상업적으로 구할 수 있다.
TPU는 예를 들어 BASF(社)의 Elastollan으로서, 또는 Covestro(社)의 Desmopan, Texin, Utechllan으로서 상업적으로 구입 가능하다.
TPV는 예를 들어 Elastron V, DSM(社)의 Sarlink로서 상업적으로 구할 수 있다.
바람직하게 열가소성 탄성 중합체는 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔) 및 폴리(아크릴니트릴-부타디엔)과 같은 디엔 타입의 고무, 이와 같은 디엔 타입의 고무 종류의 수소화에 의해 얻는 포화 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 부틸폴리아크릴레이트와 같은 아크릴 타입의 고무, 에틸렌/프로필렌-, 에틸렌/프로필렌-디엔- 및 에틸렌/옥텐-코폴리머 고무로부터 선택되었다.
폴리머 재료 (b)
하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 b)의 폴리머 컴포넌트는, 자체 내온도성, 내화학성 및 우수한 기계적 특성을 특징으로 하는 소위 고성능 플라스틱으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 포함하거나, 또는 하나 이상의 폴리머로 구성된다. 이러한 폴리머는 특히 자동차 분야의 적용예들에 적합하다.
바람직하게 폴리머 재료 b)의 폴리머 컴포넌트는 폴리에스테르, 폴리케톤(PK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드(PA), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리아릴술폰, ABS-코폴리머 및 이들의 혼합물(블렌드)로부터 선택되었다.
폴리에스테르의 특수한 하나의 실시 형태는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)이다.
폴리아미드의 특수한 하나의 실시 형태는 고온 폴리아미드(HTPA)이다. 이 경우, 부분 결정성 또는 비결정성, 열가소성, 부분 방향족 폴리아미드가 고려된다. 바람직하게 이와 같은 폴리아미드는, 특히 테레프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산과 이소프탈산의 혼합물로부터 선택된 중합된 하나 이상의 방향족 디카르복실산을 함유한다. 바람직한 HTPA는 PA 6.T, PA 10.T, PA 12.T, PA 6.I, PA 10.I, PA 12.I, PA 6.T/6.I, PA 6.T/6, PA 6.T/10T, PA 10.T/6.T, PA 6.T/12.T, PA12.T/6.T 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 폴리아미드의 특수한 또 다른 하나의 실시 형태는 폴리프탈아미드(PPA)이다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 폴리케톤은 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리아릴술폰은 폴리술폰(PSU), 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐렌술폰(PPSU) 및 PSU와 ABS의 블렌드들로부터 선택되었다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (b)의 폴리머 컴포넌트는 폴리아미드-ABS-블렌드를 포함하거나, 또는 폴리아미드-ABS-블렌드로 구성된다.
폴리머 재료 (c)
하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (c)의 폴리머 컴포넌트는 탄성 중합체, 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
전도성 충전제
폴리머 재료 (a)는 전자기 빔을 차폐하기 위한 하나 이상의 충전제를 함유한다.
위에서 그리고 다음에서 규정된 것과 같은 본 발명에 따른 조성물은 컴포넌트 a)로서 하나 이상의 전도성 충전제를 포함한다.
전기 전도성 충전제는 바람직하게 입자 재료 또는 섬유의 형태로 존재할 수 있다. 여기에는 분말, 나노 단위의 재료, 나노 튜브(nanotube), 섬유 등이 포함된다. 충전제는 코팅될 수 있고 코팅되지 않을 수도 있거나, 또는 캐리어 재료상에 도포될 수 있다. 입자 재료 또는 섬유의 구조는 중요하지 않다. 횡단면은 모든 형태를 가질 수 있는데, 예를 들어 원형, 타원형, 삼각형 또는 직사각형일 수 있다. 종횡비(aspect ratio)는 특히 1 내지 10000의 범위 내에 있다. 종횡비는 입자 재료 또는 섬유의 길이와 두께의 비율이다.
바람직하게 하나 이상의 전도성 충전제는 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유, 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 전도성 수트, 금속 코팅 캐리어와 같은 금속 함유 재료, 금속 원소, 금속 산화물, 금속 합금, 금속 섬유 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
바람직한 금속 코팅 캐리어는 금속 코팅 탄소 섬유, 특히 니켈 도금 탄소 섬유 및 은 도금 탄소 섬유이다. 바람직한 금속 코팅 캐리어는 계속해서 은 코팅 유리구이다.
바람직하게 전도성 충전제는 금속으로 구성된 균일한 층으로서 존재하지 않는다. 바람직하게 전도성 충전제로 금속으로부터 금속 증기 증착 공정에 의해 얻어진 층 또는 금속 필름이 고려되지 않는다.
적합한 금속 원소는 코발트, 알루미늄, 니켈, 은, 구리, 스트론튬, 철 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
적합한 합금은 스트론튬페라이트, 은-구리-합금, 은-알루미늄-합금, 철-니켈-합금, μ-금속, 비결정성 금속(금속 유리) 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
적합한 금속 섬유는 금속, 금속 합금, 플라스틱 코팅 금속, 금속 코팅 플라스틱 또는 완전히 금속으로 둘러싸인 코어로 구성된 인공적으로 제조된 섬유이다. 적합한 금속 및 합금은 위에 언급되어 있다. 바람직하게 금속 섬유는 철, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금들로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하거나, 또는 하나 이상의 금속으로 구성된다. 특수한 하나의 실시예에서 금속 섬유는 강철, 특히 스테인리스 강을 포함하거나, 또는 강철, 특히 스테인리스 강으로 구성된다.
특수한 하나의 실시예에서 전도성 충전제는, 바람직하게 철, 코발트, 니켈, 이들의 산화물 및 혼합 산화물, 이들의 합금 및 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 강자성 재료를 포함한다. 이와 같은 충전제는 특히 저주파수의 전자파를 편향시키기 위해 적합하다.
특수한 또 다른 하나의 실시예에서 전도성 충전제는, 바람직하게 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유, 그래파이트, 그래핀, 전도성 수트 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 탄소 풍부한 전도성 재료를 포함한다. 이와 같은 충전제는 특히 고주파수의 전자파를 반사 및 흡수하기 위해 적합하다.
또 다른 하나의 실시 형태에서 하나 이상의 전도성 충전제는 전도성 수트, 금속 함유 재료 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 특히 전도성 충전제는 하나 이상의 전도성 수트 및 하나 이상의 금속 함유 재료를 포함한다. 수트 대 금속 함유 재료의 양적 비율은 5 중량％: 95 중량％ 내지 95 중량％: 5 중량％의 범위 내에 있다.
제1 폴리머 재료 a)는 수트를 단독 전도성 충전제로서 함유할 수 있다. 이와 같은 경우에 수트의 삽입량은, 수트를 착색을 위해, 그리고/또는 UV-방지제로서 함유하는 조성물 내에서보다 더 많다. 제1 폴리머 재료 a)가 수트를 단독 전도성 충전제로서 함유하면, 수트 함량은 폴리머 재료 a)의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 95 중량％, 특히 바람직하게 10 내지 90 중량％, 특히 20 내지 85 중량％이다.
바람직한 하나의 실시예에서 제1 폴리머 재료 a)는 수트 및 수트와 다른 하나 이상의 컴포넌트의 혼합물을 전도성 충전제로서 함유한다. 특히 수트와 다른 컴포넌트는 금속 코팅 캐리어, 금속 원소, 금속 산화물, 금속 합금, 금속 섬유 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다. 특히 제1 폴리머 재료 a)는 전도성 충전제로서 하나 이상의 전도성 수트 및 하나 이상의 금속 함유 재료의 혼합물을 함유한다.
충전제는 일반적으로, 제공된 적용예에 대해 의도한 전기 전도성을 달성하기 위해, 충분한 비율로 폴리머 매트릭스 내에 함유되어 있다. 전도성 충전제의 통상적인 삽입량은 컴포넌트 a) 및 b)의 전체 중량을 기준으로, 예를 들어 0.1 내지 95 중량％의 범위 내에 있다. 바람직하게 충전제 a)의 비율은 컴포넌트 a) 및 b)의 전체 중량을 기준으로, 0.5 내지 95 중량％, 특히 바람직하게 1 내지 90 중량％이다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)는 추가로, 우레아기 함유 폴리우레탄과 다른 하나 이상의 전도성 폴리머를 함유한다.
적합한 전도성 폴리머는 매우 일반적으로 25 ℃에서 최소 1 x 103 S m-1, 바람직하게 25 ℃에서 최소 2 x 103 S m-1의 전도율을 갖는다.
적합한 전도성 폴리머는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리(p-페닐렌-비닐렌), 폴리아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드(PSP), 폴리페리나프탈렌(PPN), 폴리프탈로시아닌(PPhc), 술폰화 폴리스티렌폴리머, 탄소 섬유 충전된 폴리머 및 이들의 혼합물, 유도체 및 코폴리머로부터 선택되었다.
바람직하게 하나 이상의 전도성 폴리머의 중량 비율은 컴포넌트 b)의 전체 중량을 기준으로, 0 내지 10 중량％, 예를 들어 0.1 내지 5 중량％이다.
가능한 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)는 추가로, 우레아기 함유 폴리우레탄과 다른 하나 이상의 비전도성 폴리머를 함유한다.
우레아기 함유 폴리우레탄과 다른 적합한 비전도성 폴리머는 바람직하게 폴리우레탄, 실리콘, 플루오로실리콘, 폴리카보네이트, 에틸렌-비닐아세테이트(EVA), 아크릴니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리술폰, 폴리아크릴(메타크릴)레이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리페닐렌에테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 플루오로폴리머, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 예를 들어 폴리옥시메틸렌(POM), 액정 폴리머, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리스티렌, 에폭시드, 페놀, 클로로술포네이트, 폴리부타디엔, 아크릴니트릴-부타디엔-고무(ABN), 부틸렌, 네오프렌, 니트릴, 폴리이소프렌, 천연고무 및 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 에틸렌-프로필렌(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM), 니트릴-부타디엔(NBR), 스티렌-부타디엔(SBR) 및 이들의 코폴리머와 같은 코폴리머 고무 및 이들의 혼합물로부터 선택되었다.
바람직하게 우레아기 함유 폴리우레탄과 다른 하나 이상의 비전도성 폴리머의 중량 비율은 컴포넌트 a)의 전체 중량을 기준으로, 0 내지 20 중량％, 바람직하게 0 내지 15 중량％이다. 이러한 비전도성 매트릭스 폴리머가 존재하면, 컴포넌트 a)의 전체 중량을 기준으로, 최소 0.1 중량％, 바람직하게 최소 0.5 중량％의 양으로 존재한다.
전도성 폴리머 및 비전도성 폴리머는 충전제 입자들의 분산 또는 용융 혼합과 같은 표준 기술에 의해, 매트릭스 폴리머의 중합 반응(졸-겔 공정) 동안에 컴포넌트들의 혼합물로 혼합될 수 있다. 이 경우, 균일 및 불균일한 블렌드가 가능하다. 균일 블렌드 내에는 거대상(macro phase)이 존재하지 않는 반면, 불균일 블렌드 내에는 거대상이 존재한다.
바람직한 하나의 실시 형태에서 제1 폴리머 재료 (a)는
a1) 0.5 내지 95 중량％의 하나 이상의 전도성 충전제,
a2) 15 내지 99.5 중량％의 하나 이상의 폴리머 컴포넌트,
a3) 0 내지 20 중량％의 a2)와 다른 하나 이상의 비전도성 폴리머,
a4) 0 내지 10 중량％의 하나 이상의 전도성 폴리머,
a5) 선택적으로 하나 이상의 첨가제(이때 각각의 첨가제는 3 중량％까지의 양으로 존재),
선택적으로 하나 이상의 용매를 함유한다.
적합한 첨가제 a5)는 항산화제, 열 안정화제, 난연제, 광 안정제(UV-안정제, UV-흡수제 또는 UV-차단제), 가교 반응 촉진제, 증점제, 점탄성 조절제, 계면활성제, 점도 조절제, 윤활제, 착색제, 조핵제, 대전 방지제, 이형제, 소포제, 살균제 등으로부터 선택되었다.
추가로 조성물은 컴포넌트 a6)으로서 컴포넌트들 a) 내지 c)와 다른 하나 이상의 충전제 및 보강제를 함유할 수 있다. 다음에서 언급된 충전제 및 보강제는 앞에서 기술된 것과 같이, 후방 사출 성형 방법을 위한 컴포지트를 제공하기 위해서도 적합하다.
용어 “충전제 및 보강제”(= 컴포넌트 a6))는 본 발명의 범주 내에서 넓은 의미로 이해되고 입자 충전제, 섬유 물질 및 임의의 전이 형태들을 포함한다. 입자 충전제는 세립 단위 내지 조립 단위의 입자에 이르는 넓은 대역폭의 입자 크기를 가질 수 있다. 충전 재료로서 유기 또는 무기 충전제 및 보강제가 고려된다. 예를 들어 탄소 섬유, 카올린, 백악, 규회석, 활석, 탄산칼슘, 규산염, 이산화티탄, 산화아연, 유리 입자, 예를 들어 유리구, 나노 스케일 층상 규산염, 나노 스케일 산화알루미늄(Al2O3), 나노 스케일 이산화티탄(TiO2), 층상 규산염 및 나노 스케일 이산화규소(SiO2)와 같은 무기 충전제가 이용될 수 있다. 충전제는 표면 처리될 수도 있다.
적합한 층상 규산염은 카올린, 사문석, 활석, 운모, 질석, 일라이트, 스멕타이트, 몬모릴로나이트, 헥토라이트, 이중 수산화물 및 이들의 혼합물이다. 층상 규산염은 표면 처리 또는 비처리될 수 있다.
계속해서 하나 또는 복수의 섬유 물질이 이용될 수 있다. 이와 같은 섬유 물질은 바람직하게 붕소 섬유, 유리 섬유, 규산 섬유, 세라믹 섬유 및 현무암 섬유와 같은 공지된 무기 보강 섬유; 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 및 폴리에틸렌 섬유와 같은 유기 보강 섬유 및 목섬유, 아마 섬유, 헴프 섬유 및 사이잘 섬유와 같은 천연 섬유로부터 선택되었다.
바람직하게 컴포넌트 a6)은 존재하는 경우에, 컴포넌트들 a1) 내지 a6)의 전체 중량을 기준으로, 1 내지 80 중량％의 양으로 삽입된다.
또 다른 실시 형태로서 본 발명에 따른 조성물은 폼으로서 존재할 수 있다. 폼은 본 발명의 개념에서 서로 연결된 셀들을 구비한 다공성의, 적어도 부분적으로 개방 셀 형태의 구조이다.
폴리우레탄-폼을 제조하기 위해, 본 발명에 따른 조성물의 컴포넌트들은 경우에 따라 상기 컴포넌트들의 적어도 일부의 전중합 반응(prepolymerization) 이후에 혼합, 발포 및 경화될 수 있다. 경화 공정은 바람직하게 화학적 가교에 의해 이루어진다. 발포 공정은 기본적으로 이소시아네이트기와 물의 반응 시 형성된 이산화탄소에 의해 이루어질 수 있지만; 또 다른 발포제의 사용도 마찬가지로 가능하다. 이와 같은 방식으로 원칙적으로, C3-C6-알칸과 같은 탄화수소, 예를 들어 n-부탄, sec.-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 헥산 등, 또는 디클로로메탄, 디클로로모노플루오로메탄, 클로로디플루오로에탄, 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 2,2-디클로로-2-플루오로에탄과 같은 할로겐화 탄화수소, 디플루오로메탄, 트리플루오로메탄, 디플루오로에탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 헵타플루오로프로판 또는 육불화황과 같은 특히 염소 비함유 불화 탄화수소 부류의 발포제도 사용될 수도 있다. 또한, 이와 같은 발포제의 혼합물도 가능하다. 후속하는 경화 공정은 일반적으로 대략 10 내지 80 ℃, 특히 15 내지 60 ℃의 온도, 특히 실온에서 이루어진다. 경화 공정 이후에 여전히 존재하는 잔류 수분은 경우에 따라 통상의 방법에 의해, 예를 들어 대류 공기 건조 방법 또는 마이크로파 건조 방법에 의해 제거될 수 있다.
바람직하게 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 이성분(2C)-폴리머 조성물의 형태로 존재한다. 적합한 (2C)-폴리머 조성물은 탄성 중합체, 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물을 포함하거나, 또는 탄성 중합체, 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로 구성된다. 2C-실리콘 고무, 2C-폴리올레핀, 2C-폴리우레탄 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
바람직한 또 다른 하나의 실시 형태에서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물의 형태로 존재한다. 적합한 이성분 폴리우레탄 래커는 예를 들어 컴포넌트 (Ⅰ) 및 컴포넌트 (Ⅱ)를 포함하고, 이때 컴포넌트 (Ⅰ)은, 우레아기 함유 폴리우레탄을 제조하기 위해 이용되는 것과 같은, NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 포함하는 앞에 언급된 화합물들 중 하나 이상의 화합물을 함유한다. 대안적으로 또는 추가적으로 컴포넌트 (Ⅰ)은, NCO-기에 대해 반응성의 두 개 이상의 기를 함유하는 프레폴리머를 함유할 수 있다. 컴포넌트 (Ⅱ)는, 우레아기 함유 폴리우레탄을 제조하기 위해 이용되는 것과 같은, 앞에 언급된 폴리이소시아네이트 중 하나 이상의 폴리이소시아네이트를 함유한다. 대안적으로 또는 추가적으로 컴포넌트 (Ⅱ)는, 두 개 이상의 NCO-기를 함유하는 프레폴리머를 함유할 수 있다. 경우에 따라 컴포넌트들 (Ⅰ) 및/또는 (Ⅱ)는 또 다른 올리고머 및/또는 폴리머 성분들을 함유할 수 있다. 이와 같은 방식으로 예를 들어 수성 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물의 경우에 컴포넌트 (Ⅰ)은 하나 또는 복수의 또 다른 폴리우레탄 수지 및/또는 아크릴레이트 중합물 및/또는 아크릴화 폴리에스테르 및/또는 아크릴화 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 또 다른 폴리머는 일반적으로 수용성 또는 수분산성을 갖고 하이드록실기 및 경우에 따라 산기 또는 이들의 염을 포함한다. 폴리머 재료 (a)의 앞에 언급된 또 다른 컴포넌트는 각각 단지 컴포넌트 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 내에, 혹은 두 개 모두의 컴포넌트 내에 비례적으로 함유될 수 있다.
폴리머 재료 (a)의 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물의 두 개의 컴포넌트 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 제조는 통상적인 방법에 따라 단일 성분들로부터 교반하에 이루어진다. 이와 같은 두 개의 컴포넌트 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)로부터 코팅제의 제조도 마찬가지로 통상적으로 이용되는 장치들의 사용하에, 예를 들어 용해기 등에 의해, 또는 마찬가지로 통상적으로 이용되는 2성분-계량 공급 설비 및 -혼합 설비에 의해 교반 또는 분산하에 이루어진다.
이성분(2C)-폴리우레탄 조성물을 함유하는 폴리머 재료 (a)는 수성 래커의 형태로 존재할 수 있다. 적합한 수성 이성분(2C)-폴리우레탄 래커는 적용 준비 상태에서 조성물의 전체 중량을 기준으로, 일반적으로:
- 0.5 내지 95 중량％의 하나 이상의 전도성 충전제(앞에서 컴포넌트 a)로서 규정),
- 15 내지 99.5 중량％의 하나 이상의 폴리우레탄, 특히 우레아기 함유 폴리우레탄(앞에서 컴포넌트 a2)로서 규정),
- 0 내지 20 중량％의 a2)와 다른 하나 이상의 비전도성 폴리머(앞에서 컴포넌트 a3)로서 규정),
- 0 내지 7 중량％의 하나 이상의 전도성 폴리머(앞에서 컴포넌트 a4)로서 규정),
- 0 내지 90 중량 ％, 바람직하게 10 내지 80 중량％의 하나 이상의 용매,
- 100 중량％ 까지 달하는 또 다른 첨가제, 충전제 및 보강제를 함유한다.
본 발명에 따른 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물에 의해 예를 들어 ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PC, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM 및 UP(DIN 7728T1에 따른 약식 명칭)와 같은 플라스틱이 코팅될 수 있다. 코팅될 플라스틱은 물론 폴리머 블렌드, 변성 플라스틱 또는 섬유 보강 플라스틱일 수도 있다. 계속해서 본 발명에 따른 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물은 예를 들어 금속, 목재 또는 종이와 같은 다른 기판상에, 혹은 광물 기판상에 적용될 수도 있다.
비기능화 및/도는 무극성 기판 표면의 경우에 이와 같은 기판 표면은 코팅 공정 이전에 플라즈마 처리 공정 또는 화염 처리 공정과 같은 사전 처리 공정을 거칠 수 있다.
바람직한 경우에 기판은 본 발명에 따른 이성분(2C)-폴리우레탄 조성물에 의해 코팅되기 이전에 프라이밍(priming)될 수 있다. 이 경우, 프라이머(primer)로서 모든 통상적인 프라이머, 말하자면 통상적인 프라이머뿐 아니라 수성 프라이머도 고려된다. 물론 방사선 경화성 프라이머뿐만 아니라 열 경화성 프라이머, 또는 이중 경화 프라이머가 이용될 수 있다.
적용 공정은 통상적인 방법들, 예를 들어 분사 방법, 독터링 방법(doctoring), 침지 방법, 도장 방법에 의해, 또는 코일 코팅 방법(coil coating)에 의해 이루어진다.
본 발명에 따른 코팅제는 통상적으로 최대 250 ℃의 온도, 바람직하게 최대 150 ℃의 온도 및 매우 특히 바람직하게 최대 100 ℃의 온도에서 경화된다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은 전자기 빔을 차폐하기 위한 조성물을 제조하기 위한 방법이고, 상기 방법은 다음 단계들:
a) 하나 이상의 전도성 충전제를 제공하는 단계 및
b) 상기 하나 이상의 전도성 충전제와 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머를 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은, 앞에 규정된 것과 같은 전자기 빔을 차폐하기 위한 조성물을 포함하거나, 또는 전자기 빔을 차폐하기 위한 조성물로 구성된, 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 방법이고, 상기 방법에서는 전자기 빔을 차폐하기 위한 이러한 조성물을 제공하고,
- 전자기 방사선을 차폐하기 위한 상기 조성물로부터 기판을 성형하거나(성형 공정), 또는
- 기판 내로 전자기 방사선을 차폐하기 위한 상기 조성물을 삽입하거나(삽입 공정), 또는
- 기판을 적어도 부분적으로 전자기 방사선을 차폐하기 위한 상기 조성물에 의해 코팅한다(코팅 공정).
본 발명의 범주 내에서 기판은, 그 위에 본 발명에 따른 조성물이 도포되거나, 또는 그 내부로 본 발명에 따른 조성물이 삽입될 수 있거나, 또는 본 발명에 따른 조성물로 구성된 각각의 평면 구조물로 이해된다. 평면 구조물은 예를 들어 하우징, 케이블 시스(cable sheath), 케이싱, 덮개, 센서 시스템이다.
바람직한 하나의 실시 형태는 위에 규정된 것과 같은 방법을 포함하는데, 상기 방법에서는 추가로 건조 단계 및/또는 경화 단계가 후속한다.
본 발명에 따른 방법에 이용되기 위해, 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물은 전도성 충전제 a)와 다른 하나 이상의 첨가제와 혼합될 수 있다. 적합한 첨가제는 더 위에 언급되어 있다.
성형 공정(=변형예 1)
본 발명에 따른 방법의 제1 변형예에서 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물로부터 기판이 성형된다. 이 경우, 본 발명에 따른 조성물은 가소화되고 성형 단계를 거친다. 이때 주조 성형 공정, 블로우 성형 공정(blow molding), 캘린더링 공정(calendering), 사출 성형 공정, 압축 성형 공정, 사출 압축 성형 공정, 엠보싱 공정, 압출 성형 공정 등과 같은 당업자에게 공지된 성형 단계가 고려된다.
삽입 공정(=변형예 2)
본 발명에 따른 방법의 제2 변형예에서 기판 내로 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물이 삽입된다.
적합한 삽입 방법은 당업자에게 원칙적으로 공지되어 있고, 통상적으로 플라스틱 성형 조성물의 컴파운딩(compounding)에 이용되는 것과 같은 방법들을 포함한다.
삽입 공정은 용융물로, 또는 고체상으로 실시될 수 있다. 예를 들어 고체상에서 사전 혼합되고 후속하여 용융물로 혼합됨으로써 이와 같은 방법들은 조합될 수도 있다. 혼련기 또는 압출기와 같은 통상적인 장치들이 이용될 수 있다.
기판 내로 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물의 삽입 공정에 의해 얻어진 조성물은 후속하여 하나 이상의 또 다른 방법 단계를 거칠 수 있다. 이와 같은 방법 단계는 바람직하게 성형 단계, 건조 단계, 경화 단계 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
코팅 공정(=변형예 3)
본 발명에 따른 방법의 제3 변형예에서 기판은 적어도 부분적으로 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물에 의해 코팅된다.
전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물에 의한 기판의 코팅 공정은 당업자에게 공지된 통상적인 방법에 따라 이루어진다. 이를 위해 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물 또는 이와 같은 조성물을 함유하는 코팅 조성물은 코팅될 기판상에 의도한 두께로 제공되고, 선택적으로 건조되고, 그리고/또는 선택적으로 부분적으로 또는 완전히 경화된다. 이와 같은 공정은 의도한 경우에 한 번 또는 여러 번 반복될 수 있다. 기판상에 제공 공정은 공지된 방식으로, 예를 들어 침지 방법, 분사 방법, 평탄화 방법, 독터링 방법, 브러싱 방법(brushing), 롤링 방법(rolling), 딥 코팅 방법(dip coating), 압연 방법, 주조 방법, 적층 방법, 후방 사출 성형 방법, 인몰드 코팅 방법, 공압출 방법, 스크린 프린팅 방법(screen printing), 탐폰 프린팅 방법(tampon printing), 투척 방법, 반응성 사출 성형 방법(reactive injection molding, RIM), 압축 성형 방법(compression molding) 및 이송 성형 방법(transfer molding)에 의해 이루어질 수 있다. 바람직한 하나의 실시예에서 전자기 방사선을 차폐하기 위한 조성물은 하나 이상의 열가소성 탄성 중합체(TPE)를 포함하고 적층 방법, 후방 사출 성형 방법, 공압출 방법, 반응성 사출 성형 방법(RIM), 압축 성형 방법 또는 이송 성형 방법에 의해 코팅될 기판상에 제공된다.
코팅은, 예를 들어 공압 분사 방법, 에어리스 분사 방법(airless spraying) 또는 정전기 분사 방법과 같은 분사 방법에 따라 한 번 또는 여러 번 적용될 수 있다.
코팅 두께, 다시 말해 전도성 층의 두께는 일반적으로 대략 100 내지 5000 ㎛, 바람직하게 500 내지 2000 ㎛의 범위 내에 있다.
코팅의 적용 공정 및 경우에 따른 건조 공정 및/또는 경화 공정은 정상 온도 조건하에, 다시 말해 코팅의 가열 없이, 그러나 상승한 온도에서도 적용될 수 있다. 코팅은 예를 들어 적용 공정 동안에, 그리고/또는 이후에 상승한 온도에서, 예를 들어 25 내지 200 ℃, 바람직하게 30 내지 100 ℃에서 건조 및/또는 경화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 대상은, 앞에 규정된 것과 같은 전자기 빔을 차폐하기 위한 본 발명에 따른 조성물의 용도이다. 특히 앞에 규정된 것과 같은 전자기 빔을 차폐하기 위한 본 발명에 따른 조성물은 전자 하우징 내에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 전자기 방사선에 대해 차폐된 본 발명에 따른 기판은 바람직하게 전기 자동차, 항공기 및 우주선에서 이용되기 위해 적합하다. 바람직한 하나의 이용 분야는 전기 자동차 및 드론(drone)에서 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 본 발명에 따른 기판의 용도이다. 전기 자동차는 매우 일반적으로 적어도 일시적으로 또는 부분적으로 전기 에너지로 구동되는 교통수단이다. 이 경우, 에너지는 자동차 내에서 발생하거나, 배터리 내에 저장되거나, 혹은 (예를 들어 도체 레일, 가공선, 유도 장치 등에 의해) 일시적으로 또는 영구적으로 외부로부터 공급될 수 있고, 이때 서로 다른 에너지 공급 형태들이 조합될 수 있다. 배터리 작동 자동차는 전 세계적으로 배터리 전기 자동차(battery electric vehicle, BEV)로도 지칭된다. 전기 자동차의 예시들은 전기차, 전기 스쿠터, 전동 오토바이, 전동 트라이크, 배터리 버스, 트롤리 버스, 전동 트럭, 전철(기차 및 트램), 전기 자전거 및 전동 킥보드와 같은 도로용 자동차, 철도 차량, 선박 또는 항공기이다. 본 발명의 개념에서 전기 자동차에는 하이브리드 전기 자동차(hybrid electric vehicle, HEV) 및 연료 전지 자동차(fuel cell (electric) vehicle, FC(E)V)도 포함된다. 연료 전지 자동차에서 전기 에너지는 수소 또는 메탄올로부터 연료 전지에 의해 발생하고 직접 전기 구동기에 의해 운동 에너지로 변환되거나, 또는 일시적으로 배터리 내에 저장된다.
일렉트로모빌리티의 경우, 전자기 빔의 차폐가 중요한 네 개의 핵심 영역이 구분된다: 전력 전자 장치, 배터리, 전동기 및 내비게이션- 및 통신 장치. 본 발명에 따른 기판은 바람직한 방식으로 이와 같은 네 개의 영역에서 E-모빌리티 자동차의 전자 하우징을 제조하기 위해 적합하다.
현대 전기 자동차는, 예를 들어 비동기기(asynchronous machine) 또는 영구 여자 동기기(permanently excited synchronous machine)와 같은 브러시리스 전동기(브러시리스 직류기)에 기초한다. 모터상(motor phase)에서 공급 전압의 정류 및 그에 따라 작동을 위해 필요한 회전 자계의 발생은 소위 인버터(inverter)에 의해 전자 방식으로 이루어진다. 제동 시 전동기는 발전기로서 기능하고, 인버터에 의해 정류되고 트랙션 배터리(traction battery)에 공급(회수)될 수 있는 교류 전압을 전달한다. 연료 전지뿐만 아니라 전기차 내 배터리도 지금까지 자동차 분야에서 공지된 12 V의 직류 또는 24 V의 직류보다 더 높은 전압을 전달한다. 또한, 온보드 전자 장치(on-board electronics)의 다양한 부품들을 위해서는 계속해서 저전압-온보드 전기 시스템(on-board electrical system)이 필요하다. 이를 위해, 배터리의 높은 전압을 상응하게 낮은 전압으로 변환하고 냉난방 설비, 파워 스티어링(power steering), 조명 등과 같은 소비 장치에 공급하는 DC/DC-컨버터(DC/DC-converter)가 이용된다. 전기차 내 또 다른 하나의 중요한 전력 전자 장치-컴포넌트는 온보드 충전기이다. 전기 자동차의 전력 공급용 충전소는 단상 또는 3상 교류 전류 또는 직류 전류를 제공한다. 트랙션 배터리를 충전하기 위해서는 반드시, 온보드 충전기에 의한 교류 전류의 정류 및 변환에 의해 발생하는 직류 전류가 필요하다. 본 발명에 따른 기판은 특히 인버터, DC/DC-컨버터 및 온보드 충전기의 전자기 빔의 차폐를 위해 적합하다. 본 발명에 따른 기판은 특히, 전자기 빔으로부터 특히 GPS-시스템(GPS-system)과 같은 내비게이션- 및 통신 장치를 차폐하기 위해서도 적합하다.
바람직한 방식으로, 앞에 규정된 것과 같은 본 발명에 따른 조성물은 전자기 빔을 차폐하기 위해서, 그리고 추가로 NVH-특성들(NVH = noise, vibration, harshness)을 개선하기 위해서도 적합하다.
계속해서, 앞에 규정된 것과 같은 본 발명에 따른 조성물은 우수한 밀봉 효과를 갖는 시일 또는 용기를 제조하기 위해 적합하다.
EMI 차폐 조성물은 바람직하게 다음 조성물에 기초한다:
폴리머 매트릭스:
EMI 차폐 조성물은 다음 폴리머 매트릭스 중 하나 또는 하나 이상의 폴리머 매트릭스를 함유한다
- (항노화제, 연화제 및 경우에 따라 다른 첨가물을 포함하는) 컴파운딩된 TPE 또는
- (항노화제, 연화제 및 경우에 따라 다른 첨가물을 포함하는) 컴파운딩된 TPU 또는
- (항노화제, 연화제 및 경우에 따라 다른 첨가물을 포함하는) 컴파운딩된 TPV
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 각각 20 내지 95 중량％, 바람직하게 40 내지 95 중량％
충전제:
EMI 차폐 조성물은 다음 전도성 충전제 중 하나 또는 하나 이상의 전도성 충전제를 함유한다
전도성 수트:
- 착색, 전기 전도성 개선, UV-보호를 위해 이용
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 30 중량％
탄소 섬유:
- 전기 전도성 개선을 위해 이용
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 30 중량％
그래파이트:
- 전기 전도성 개선을 위해 이용
- 입자 크기: 5 ㎛ 내지 600 ㎛
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 30 중량％
그래핀/탄소 나노 튜브:
- 전기 전도성 개선을 위해 이용
- 입자 크기: 0.01 ㎛ 내지 100 ㎛
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 30 중량％
금속 섬유:
- 전기 전도성 개선을 위해 이용
- 사용된 금속(합금 포함): 철, 스테인리스 강, 구리, 알루미늄
- 횡단면 구조: 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형
- 지름: 1 ㎛ 내지 500 ㎛
- 길이: 0.5 ㎜ 내지 15 ㎜
- 종횡비: 1 내지 15000
- 비율: EMI 차폐 조성물의 전체 중량을 기준으로, 5 내지 50 중량％
다음 예시들은 본 발명을 제한하지 않으면서 더 상세하게 기술한다.
도 1: 본 발명에 따른 EMI 차폐 조성물에 의해 위에서 사출 성형되고 사출 성형된 시일을 구비한 표본.
도 2: 사출 성형되고 천공된 본 발명에 따른 EMI 차폐 조성물을 구비한 표본. 천공 공정에 의해 우수한 EMI 차폐 특성들과 더불어 추가로 우수한 NVH 특성들이 달성된다.
레시피:
Figure pct00001
본 발명에 따른 조성물은 압출기 내에서 제조되어 후속하여 과립화된다. 성형 공정은 사출 성형 부품당 규격화된 ASTM 표본으로 이루어진다. 대안적으로 압축 성형 공정당 1 ㎜×150 ㎜×150 ㎜의 치수를 갖는 플레이트가 제조되고 그로부터 ASTM 표본이 밀링(milling)된다.
이와 같은 레시피에 의해 우수한 EMI 차폐 표본이 얻어진다.

Claims (38)

  1. 전자기 방사선에 대해 차폐된 기판을 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 방법에서:
    ⅰ) 하나 이상의 전도성 충전제를 함유하는 제1 폴리머 재료 (a) 또는 상기 제1 폴리머 재료 (a)의 전구체를 제공하고, 그리고 하나 이상의 제2 폴리머 재료 (b) 또는 상기 제2 폴리머 재료 (b)의 전구체를 제공하며,
    ⅱ) 단계 ⅰ)에서 제공된 폴리머 재료들 (a) 및 (b) 또는 상기 폴리머 재료들 (a) 및 (b)의 전구체(들)을 상기 폴리머 재료들 (a) 및 (b)의 재료 결합 방식의 결합하에 성형 공정을 거치게 하며, 이때 존재하는 경우에 상기 전구체들은 중합 반응을 야기하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    또 다른 하나의 단계에서 전자 부품이 단계 ⅱ)에서 얻어진 기판에 의해 코팅되고 그리고/또는 둘러싸이고, 그리고/또는 전자 부품이 단계 ⅱ)에서 얻어진 기판 내로 매립되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    폴리머 재료 (a), 상기 폴리머 재료 (a)의 전구체, 폴리머 재료 (b) 및 상기 폴리머 재료 (b)의 전구체로부터 선택된, 단계 ⅰ)에서 제공된 하나 이상의 컴포넌트가 유동 가능한 형태로 단계 ⅱ)에서 성형 공정에 이용되거나, 또는 방법 조건하에서 단계 ⅱ)에서 성형 가능한, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 ⅱ)에서 하나 이상의 재료 결합 방식의 결합 및 경우에 따라 추가로 하나 이상의 형태 결합 방식의 결합이 형성되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법에서 추가로 단계 ⅱ)에서 폴리머 재료들 (a) 및 (b)를 하나 이상의 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와 재료 결합 방식 및/또는 형태 결합 방식으로 결합하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법에서
    ⅲ) (a), (b) 및 경우에 따라 (c)의 복합물을 하나 이상의 또 다른 폴리머 재료 (c) 또는 상기 폴리머 재료 (c)의 전구체와 재료 결합 방식 및/또는 형태 결합 방식으로 결합하고, 경우에 따라 또 다른 하나의 성형 공정을 거치게 하며, 이때 단계 ⅲ)은 한 번 또는 여러 번 반복될 수 있는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 ⅰ)에서 폴리머 재료들 중 하나의 폴리머 재료 (a) 또는 (b)는 컴포지트(composite), 바람직하게 층 형태의 컴포지트의 형태로 제공되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컴포지트는 폴리머 재료 (a) 또는 (b)의 폴리머 컴포넌트 및 바람직하게 폴리머, 폴리머 재료, 금속, 금속 재료, 세라믹 재료, 광물 재료, 직물 재료 및 이들의 조합물로부터 선택된, 특히 바람직하게 폴리머 필름, 폴리머 성형 몸체, 금속 필름, 금속 성형 몸체, 보강된 그리고/또는 충전된 플라스틱 재료 및 이들의 조합물로부터 선택된 하나 이상의 또 다른 컴포넌트 (K)를 포함하는, 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    단계 ⅰ)에서 폴리머 필름 상의 코팅으로서 폴리머 재료 (a) 또는 (b)의 폴리머 컴포넌트를 포함하는 컴포지트가 제공되고, 이와 같은 컴포지트는 단계 ⅱ)에서 사출 성형 방법에 의해 다른 폴리머 재료와 재료 결합 방식으로 결합하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    단계 ⅰ)에서 폴리머 필름 상의 코팅으로서 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트를 포함하는 컴포지트가 제공되는, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    - 상기 폴리머 필름은 사출 성형 단계 ⅱ) 이후에 얻어진 사출 성형 부품으로부터 분리되거나, 또는
    - 상기 폴리머 필름은 사출 성형 단계 ⅱ) 이후에 얻어진 사출 성형 부품과 결합을 유지하는, 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 컴포지트는 하나 이상의 보강된 그리고/또는 충전된 플라스틱 재료를 포함하고, 보강제는 바람직하게 섬유 형태의 보강제, 섬유 형태의 보강제의 직물, 부직포, 편물 및 방직물 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 충전제는 바람직하게 카올린, 백악, 규회석, 활석, 탄산칼슘, 규산염, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화아연, 유리 입자들 및 이들의 혼합물과 같은 입자 형태의 충전제로부터 선택되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 ⅰ)에서 제공된 폴리머 재료들 (a) 및 (b)는 모두 가소화 가능하고, 단계 ⅱ)에서 상기 폴리머 재료들 (a) 및 (b)는 다성분 사출 성형 방법에 의해 재료 결합 방식으로 결합하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다성분 사출 성형 방법을 위해 다음 기술들:
    코어-백 기술(core-back technique), 변위 기술(이송 기술), 회전 기술, 이동 기술, 샌드위치 기술 중 하나 이상의 기술이 이용되는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 조치들:
    - 센서 기능을 갖는 기판의 성형,
    - 기계적 진동을 방지하기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 충격 보호를 개선하기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 절연 강도를 높이기 위한 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 부식 방지 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 산화 방지 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 광 보호 기능을 갖는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 가열 요소로서 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 열전기적 특성들을 가짐으로써 전류를 발생시킬 수 있는 하나 이상의 컴포넌트의 삽입,
    - 밀봉 부재의 사출 성형,
    - 고정- 및/또는 결합 부재의 사출 성형
    중 하나 또는 복수의 조치에 의해 기판 내로 추가 기능이 통합되는, 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료들 (a), (b) 및 (c)의 폴리머 컴포넌트들은 서로 독립적으로 폴리우레탄, 실리콘, 플루오로실리콘, 폴리카보네이트, 에틸렌-비닐아세테이트, 아크릴니트릴-부타디엔-아크릴레이트, 아크릴니트릴-부타디엔-고무, 아크릴니트릴-부타디엔-스티렌, 아크릴니트릴-메틸메타크릴레이트, 아크릴니트릴-스티렌-아크릴레이트, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리술폰, 폴리아크릴(메타크릴)레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리페닐렌에테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 플루오로폴리머, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 액정 폴리머, 폴리에테르술폰, 에폭시 수지, 페놀 수지, 클로로술포네이트, 폴리부타디엔, 폴리부틸렌, 폴리네오프렌, 폴리니트릴, 폴리이소프렌, 천연고무, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔-고무, 스티렌-부타디엔-고무, 이들의 코폴리머 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는, 열가소성 수지, 열가소성 탄성 중합체, 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 폴리올레핀-호모폴리머 또는 폴리올레핀-코폴리머, 액상 실리콘 고무, 에폭시 폴리머, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 특히 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄을 함유하거나, 또는 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄으로 구성되는, 방법.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는, 바람직하게 열가소성 폴리아미드 탄성 중합체, 열가소성 코폴리에스테르 탄성 중합체, 올레핀계 열가소성 탄성 중합체, 열가소성 스티렌-블록코폴리머, 폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체, 열가소성 가황 재료 및 올레핀계 가교 열가소성 탄성 중합체 및 폴리에테르-블록-아미드로부터 선택된 열가소성 탄성 중합체를 포함하거나, 또는 하나 이상의 열가소성 탄성 중합체로 구성되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 SEBS, SEPS, SBS, SEEPS, SiBS, SIS, SIBS 또는 이들의 혼합물, 특히 SBS, SEBS, SEPS, SEEPS, MBS로부터 선택되는, 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는, 특히 PP/EPDM 및 에틸렌-프로필렌-코폴리머로부터 선택된 올레핀계 열가소성 탄성 중합체로부터 선택되는, 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는, 특히 하나 이상의 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리카보네이트디올 및 이들의 혼합물로부터 선택된, 특히 하나 이상의 폴리머 폴리올로부터 유래하는 폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체로부터 선택되는, 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (c)의 폴리머 컴포넌트는 탄성 중합체, 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 올레핀계 열가소성 탄성 중합체, 올레핀계 가교 열가소성 탄성 중합체, 열가소성 스티렌-블록코폴리머, 가교 열가소성 스티렌-블록코폴리머, 폴리우레탄계 열가소성 탄성 중합체, 폴리우레탄계 가교 열가소성 탄성 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 재료 (a)의 폴리머 컴포넌트는 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄을 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 우레아기 함유 폴리우레탄은 저분지형 또는 선형이고, 바람직하게 0 내지 20 ％의 분지도(branching degree)를 가지며, 특히 선형인, 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머 컴포넌트 (a)는 추가로 하나 이상의 전도성 폴리머를 함유하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리(p-페닐렌-비닐렌), 폴리아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리페리나프탈렌(PPN), 폴리프탈로시아닌(PPhc), 술폰화 폴리스티렌폴리머, 탄소 섬유 충전된 폴리머 및 이들의 혼합물, 유도체 및 코폴리머로부터 선택되는, 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전도성 충전제는 탄소 나노 튜브(carbon nanotube), 탄소 섬유, 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 전도성 수트(conductive soot), 금속 코팅 캐리어, 금속 원소, 금속 산화물, 금속 합금, 금속 섬유 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 전도성 충전제는 금속으로 구성된 균일한 층으로서 존재하지 않고, 바람직하게 상기 전도성 충전제로 금속으로부터 금속 증기 증착 공정에 의해 얻어진 층 또는 금속 필름이 고려되지 않는, 방법.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전제는 수트 및 수트와 다른 하나 이상의 컴포넌트의 혼합물을 포함하고, 바람직하게 상기 수트와 다른 컴포넌트는 금속 코팅 캐리어, 금속 원소, 금속 산화물, 금속 합금, 금속 섬유 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 전도성 충전제는 하나 이상의 전도성 수트 및 하나 이상의 금속 함유 재료의 혼합물인, 방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 폴리머 재료 (a)는
    a1) 0.5 내지 95 중량％의 하나 이상의 전도성 충전제,
    a2) 15 내지 99.5 중량％의 하나 이상의 폴리머 컴포넌트,
    a3) 0 내지 20 중량％의 a2)와 다른 하나 이상의 비전도성 폴리머,
    a4) 0 내지 10 중량％의 하나 이상의 전도성 폴리머,
    a5) 선택적으로 하나 이상의 첨가제(이때 각각의 첨가제는 3 중량％까지의 양으로 존재),
    선택적으로 하나 이상의 용매
    를 함유하는, 방법.
  34. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 규정된 것과 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 기판.
  35. 제34항에 규정된 것과 같은, 또는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 규정된 것과 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 기판을 포함하거나, 또는 상기 기판으로 구성되는 전자기 빔을 차폐하기 위한 장치.
  36. 바람직하게 전자 하우징 내에서 전자기 빔을 차폐하기 위한, 제34항에 규정된 것과 같은, 또는 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 규정된 것과 같은 방법에 의해 얻을 수 있는 기판의 용도.
  37. 제35항에 있어서,
    전기 자동차, 항공기, 우주선, 바람직하게 전기 자동차 및 드론(drone)에서의 용도.
  38. 제36항 또는 제37항에 있어서,
    전력 전자 장치, 배터리, 전동기 영역에서 전자기 빔을 차폐하기 위한, 그리고 내비게이션- 및 통신 장치의 차폐를 위한, 특히 바람직하게 인버터(inverter), DC/DC-컨버터(DC/DC-converter), 온보드 충전기(on-board charger)의 전자기 빔을 차폐하기 위한, 그리고 GPS-시스템(GPS-system)의 차폐를 위한 용도.
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