KR20240033926A - 전자파 차폐용 수지 조성물 및 이를 적용한 케이블 - Google Patents

전자파 차폐용 수지 조성물 및 이를 적용한 케이블 Download PDF

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권양진
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Abstract

본 발명은 열가소성 수지 20~80중량%, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 카본블랙 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전도성 필러 1~50중량% 및 첨가제 0.1~30중량%를 포함하는 전자파 차폐용 수지 조성물로서, 본 발명에 의하면, 금속 수준의 전자파 차폐성능 및 기계적 강도를 구현하면서도 경량성 및 생산성이 향상된 전자파 차폐용 수지 조성물을 제공할 수 있다.

Description

전자파 차폐용 수지 조성물 및 이를 적용한 케이블{RESIN COMPOSITION FOR SHIELDING ELECTROMAGNETIC WAVES AND CABLE USING THEREOF}
본 발명은 전자파 차폐성능이 우수한 전자파 차폐용 수지 조성물 및 이를 적용한 케이블에 관한 것이다.
모든 산업 분야에서 전자 부품의 사용이 증가하고 있고, 전자 부품의 고성능화를 위해 집적화가 이루어지고 있다. 일반적으로 전자 부품에서는 전자파가 발생한다. 전자파의 장기간 노출에 의한 인체 유해성에 대한 연구결과가 지속 보고되었고, 전자파 간섭으로 인한 기기 오작동 및 신호 품질 저하의 문제점이 대두되면서 국내외적으로 전자파 규제가 강화되고 있다. 이에 전자파 차폐 기술의 중요성이 높아지고 있는 실정이다.
종래 전자파 차폐 소재로는 주로 금속 소재가 사용되었다. 금속은 높은 전기전도도를 가지고 있어 전자파 반사 특성이 뛰어나 다양한 전자파 차폐 소재로 사용되고 있다. 다만, 금속은 무게가 무겁고, 복잡한 형상의 가공이 어려워 생산성 및 생산 단가 측면에서 불리한 특성을 가지고 있다. 특히 자동차 산업에서는 연비 향상을 위한 경량화 이슈로 인해 금속을 대체할 수 있는 소재에 대한 요구가 높아지고 있다.
금속 소재를 대체하기 위해 금속에 비해 가볍고, 성형성 및 생산성이 우수한 고분자 복합 소재가 제안되었다. 전자파 차폐용 고분자 복합 소재에는 일반적으로 전도성 필러가 첨가되어 고분자에 전기전도성을 부여한다. 전도성 필러의 함량이 증가할수록 높은 차폐 효율을 달성할 수 있다. 다만, 전도성 필러의 함량이 증가할수록 고분자 수지의 흐름성이 감소하여 성형성 및 기계적 물성이 저하될 수 있다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국공개특허공보 제10-2005-0076949호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 금속 수준의 전자파 차폐성능 및 기계적 강도를 구현하면서도 경량성 및 생산성이 향상된 전자파 차폐용 수지 조성물 및 그것을 적용한 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 전자파 차폐용 수지 조성물은, 열가소성 수지 20~80중량%, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 카본블랙 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전도성 필러 1~50중량% 및 첨가제 0.1~30중량%;를 포함한다.
여기서, 상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트 공중합체, 열가소성 가교엘라스토머, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔단량체 고무, 실리콘 고무, 불소계 수지, 폴리올레핀 엘라스토머 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 탄소섬유의 평균 길이는 1~10㎜일 수 있다.
또한, 상기 카본블랙은 평균 입경이 1~50㎚인 제1 카본블랙 및 평균 입경이 50~500㎚인 제2 카본블랙을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 제1 카본블랙과 상기 제2 카본블랙의 중량비는 1 : 0.5~2 인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 금속계 파우더 0.1~5중량%를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 금속계 파우더는 주석(Sn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티탄산바륨(BaTiO3)및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 전자파 차폐용 케이블은, 도체, 상기 도체를 내포하는 케이블 외피 및 상기 도체와 상기 케이블 외피 간에 개재되며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 전자파 차폐용 수지 조성물을 포함하는 전도성 폴리머층을 포함한다.
그리고, 상기 전도성 폴리머층의 평균 두께는 0.2~2.0㎜일 수 있다.
또한, 상기 도체 표면 중 적어도 일부에 위치한 제1 올레핀층을 더 포함하고, 상기 전도성 폴리머층은 상기 제1 올레핀층 표면 중 적어도 일부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전도성 폴리머층 표면 중 적어도 일부에 위치한 제2 올레핀층을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 전도성 폴리머층 및 상기 제2 올레핀층 사이에 개재되는 전도성 테이프층을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전도성 테이프는 복합자성 테이프, 알루미늄 마일라(Mylar) 테이프 및 구리 테이프 중 선택된 하나일 수 있다.
본 발명에 의하면, 베이스 수지에 전도성 수지를 첨가하여 전자파 차폐성능이 우수한 전자파 차폐용 수지 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 금속 소재를 대체하여 기계적 강도를 구현하면서도 경량성 및 생산성이 향상된 전자파 차폐용 수지 조성물 및 차량용 케이블을 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 측면의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 명세서의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 명세서의 일 측면에 따른 케이블의 (a) 사시도 및 (b) 단면도이다.
도 2는 본 명세서의 다른 일 측면에 따른 케이블의 (a) 사시도 및 (b) 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 실시예 및 비교예의 케이블의 전자파 차폐 성능 그래프이다.
도 4는 본 명세서의 실시예 및 비교예의 케이블 탈피 평가에 대한 결과 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 명세서의 일 측면을 설명하기로 한다. 그러나 본 명세서의 기재사항은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 명세서의 일 측면을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 명세서의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
전자파 차폐용 수지 조성물
종래 전자파 차폐 소재로 구리, 알루미늄 등의 금속이 사용되고 있다. 금속은 전자파 차폐 성능이 우수하나 금속 특성 상 경량성의 구현은 한계가 존재한다. 이에 금속 소재를 대체하여 전자파 차폐 성능이 우수하면서도 경량성이 우수한 전자파 차폐 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자파 차폐용 수지 조성물은, 열가소성 수지 20~80중량%, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 카본블랙 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전도성 필러 1~50중량% 및 첨가제 0.1~30중량%를 포함할 수 있다.
상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 열가소성 수지 20~80중량%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 20중량%, 21중량%, 22중량%, 23중량%, 24중량%, 25중량%, 26중량%, 27중량%, 28중량%, 29중량%, 30중량%, 31중량%, 32중량%, 33중량%, 34중량%, 35중량%, 36중량%, 37중량%, 38중량%, 39중량%, 40중량%, 41중량%, 42중량%, 43중량%, 44중량%, 45중량%, 46중량%, 47중량%, 48중량%, 49중량%, 50중량%, 51중량%, 52중량%, 53중량%, 54중량%, 55중량%, 56중량%, 57중량%, 58중량%, 59중량%, 60중량%, 61중량%, 62중량%, 63중량%, 64중량%, 65중량%, 66중량%, 67중량%, 68중량%, 69중량%, 70중량%, 71중량%, 72중량%, 73중량%, 74중량%, 75중량%, 76중량%, 77중량%, 78중량%, 79중량%, 80중량% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 열가소성 수지가 상기 범위를 벗어나면 전자파 차폐성능이 저하되거나, 성형성이 불량할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트 공중합체, 열가소성 가교엘라스토머, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔단량체 고무, 실리콘 고무, 불소계 수지, 폴리올레핀 엘라스토머 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 예시로 상기 열가소성 수지는 필요에 따라 전자선 가교, 수가교, 화학가교 중 선택된 하나의 방법으로 가교될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지는 가교조제 또는 가교제에 의해 가교 반응이 진행될 수 있고 이에 따라, 열가소성 수지의 기계적 강도 내지는 내열성이 향상될 수 있다.
다음, 상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 전도성 필러 1~50중량%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1중량%, 2중량%, 3중량%, 4중량%, 5중량%, 6중량%, 7중량%, 8중량%, 9중량%, 10중량%, 11중량%, 12중량%, 13중량%, 14중량%, 15중량%, 16중량%, 17중량%, 18중량%, 19중량%, 20중량%, 21중량%, 22중량%, 23중량%, 24중량%, 25중량%, 26중량%, 27중량%, 28중량%, 29중량%, 30중량%, 31중량%, 32중량%, 33중량%, 34중량%, 35중량%, 36중량%, 37중량%, 38중량%, 39중량%, 40중량%, 41중량%, 42중량%, 43중량%, 44중량%, 45중량%, 46중량%, 47중량%, 48중량%, 49중량%, 50중량% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 전도성 필러의 함량이 상기 범위를 벗어나면 전자파 차폐성능이 저하되거나, 성형성이 불량할 수 있다.
상기 전도성 필러는 열가소성 수지에 첨가되어 전도성 폴리머에 전기전도성을 부여할 수 있다. 상기 열가소성 수지로 절연 소재를 사용하면 전도성 필러에 의해 전도성 폴리머의 전기전도도가 결정될 수 있다. 상기 전도성 필러는 수지 매트릭스 내에 분산되고, 상호 연결됨으로써 연속적인 3차원 네트워크 구조를 형성할 수 있고, 그 결과 표면저항이 감소되어 우수한 전기전도성 및 전자파 차폐 효과를 구현할 수 있다.
상기 전도성 필러는 탄소섬유, 탄소나노튜브, 카본블랙 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
상기 탄소섬유는 팬(pan) 계열 또는 피치(pitch) 계열의 탄소섬유일 수 있으나, 상기 열가소성 수지와의 혼련성이 우수한 것이라면 그 종류는 한정되는 것은 아니다. 상기 탄소섬유의 평균 길이는 1~10㎜일 수 있고, 예를 들어, 1㎜, 2㎜, 3㎜, 4㎜, 5㎜, 6㎜, 7㎜, 8㎜, 9㎜, 10㎜ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 탄소섬유의 평균 길이가 상기 범위를 벗어나면 분산성이 저하되거나, 기계적 강도가 저하될 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(Single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(Double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(Multi wall carbon nanotube), 절두된 원뿔형의 그래핀(truncated graphene)이 다수 적층된 중공관 형태의 탄소나노섬유(cup-stacked carbon nanofiber) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
비제한적인 일 예로 상기 탄소나노튜브는 마스터 배치(master batch) 타입으로 제조되어 포함될 수 있다. 상기 마스터 배치로 제조될 경우 벌크밀도가 낮은 탄소나노튜브의 제어가 용이할 수 있고, 적은 양으로도 우수한 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 열가소성 수지 내에 분산성이 향상되어 전기전도성 및 전자파 차폐성능이 향상될 수 있다. 상기 마스터 배치는 구형(sphere), 펠릿형(pellet), 시트형(sheet) 등으로 제조될 수 있으나, 열가소성 수지와 배합되어 탄소나노튜브의 분산성을 향상시킬 수 있으면 그 형태에 제한 없이 제조될 수 있다. 비제한적인 일 예로, 상기 탄소나노튜브는 그래핀과 혼합되어 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카본블랙은 탄소나노튜브에 비해 전도성이 낮으나 분산성이 우수하여 흐름성을 높일 수 있다. 상기 카본블랙은 작은 입자들이 모여 응집된 형태를 이루고 있고, 이로 인해 다양한 구조를 가지고 있다. 상기 카본블랙의 입자경 및 응집체 구조에 따라 전자파 차폐용 수지 조성물의 차폐성능 및 성형성을 조절할 수 있다.
일 예로 상기 카본블랙은 평균 입경이 1~50㎚인 제1 카본블랙 및 평균 입경이 50~500㎚인 제2 카본블랙을 포함할 수 있다. 상기 제1 카본블랙의 평균 입경은, 예를 들어, 1㎚, 5㎚, 10㎚, 15㎚, 20㎚, 25㎚, 30㎚, 35㎚, 40㎚, 45㎚, 50㎚ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 제2 카본블랙의 평균 입경은, 예를 들어, 50㎚, 75㎚, 100㎚, 125㎚, 150㎚, 175㎚, 200㎚, 225㎚, 250㎚, 275㎚, 300㎚, 325㎚, 350㎚, 375㎚, 400㎚, 425㎚, 450㎚, 475㎚, 500㎚ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 평균 입경이 작은 카본블랙을 사용하면 전기전도성 및 차폐효과가 개선되나, 분산성이 불량하여 신장률이 저하될 수 있다. 평균 입경이 상이한 제1 카본블랙 및 제2 카본블랙을 혼합하여 사용하면 상기와 같은 트레이드오프 관계를 해소할 수 있다.
일 예시에서, 상기 제1 카본블랙 및 제2 카본블랙의 중량비는 각각 1 : 0.5~2일 수 있다. 예를 들어, 제1 카본블랙 1중량부를 기준으로 0.5중량부, 0.6중량부, 0.7중량부, 0.8중량부, 0.9중량부, 1중량부, 1.1중량부, 1.2중량부, 1.3중량부, 1.4중량부, 1.5중량부, 1.6중량부, 1.7중량부, 1.8중량부, 1.9중량부, 2중량부 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다.
상기 전도성 필러는 각 성분이 단독 사용되거나, 2 이상의 성분을 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 탄소섬유와 탄소나노튜브, 탄소섬유와 카본블랙, 탄소나노튜브와 카본블랙, 탄소섬유와 탄소나노튜브와 카본블랙을 동시에 사용할 수 있다.
탄소섬유와 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 탄소섬유 및 탄소나노튜브의 중량비는 각각 5~30 : 1일 수 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브 1중량부를 기준으로 5중량부, 6중량부, 7중량부, 8중량부, 9중량부, 10중량부, 11중량부, 12중량부, 13중량부, 14중량부, 15중량부, 16중량부, 17중량부, 18중량부, 19중량부, 20중량부, 21중량부, 22중량부, 23중량부, 24중량부, 25중량부, 26중량부, 27중량부, 28중량부, 29중량부, 30중량부 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 탄소섬유를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
탄소섬유와 카본블랙을 사용하는 경우, 탄소섬유와 카본블랙의 중량비는 각각 1~3 : 1일 수 있다. 예를 들어, 카본블랙 1중량부를 기준으로 1중량부, 1.5중량부, 2중량부, 2.5중량부, 3중량부 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 탄소섬유를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
탄소나노튜브와 카본블랙을 사용하는 경우, 탄소나노튜브와 카본블랙의 중량비는 각각 1 : 3~15일 수 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브 1중량부를 기준으로 3중량부, 4중량부, 5중량부, 6중량부, 7중량부, 8중량부, 9중량부, 10중량부, 11중량부, 12중량부, 13중량부, 14중량부, 15중량부 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 카본블랙이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
탄소섬유와 탄소나노튜브와 카본블랙을 동시에 사용하는 경우, 탄소섬유, 탄소나노튜브 및 카본블랙의 중량비가 각각 5~30 : 1 : 3~15일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
탄소섬유, 탄소나노튜브 및 카본블랙 중 2 이상의 성분을 혼합하여 사용하면 전기전도성, 차폐효과, 기계적 물성 및 가공성 간의 트레이드오프 관계를 개선할 수 있으나, 전술한 함량비의 범위를 벗어나면 혼합사용의 이점이 발현되지 않을 수 있다.
상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 첨가제 0.1~30중량%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 0.1중량%, 0.2중량%, 0.3중량%, 0.4중량%, 0.5중량%, 0.6중량%, 0.7중량%, 0.8중량%, 0.9중량%, 1중량%, 2중량%, 3중량%, 4중량%, 5중량%, 6중량%, 7중량%, 8중량%, 9중량%, 10중량%, 11중량%, 12중량%, 13중량%, 14중량%, 15중량%, 16중량%, 17중량%, 18중량%, 19중량%, 20중량%, 21중량%, 22중량%, 23중량%, 24중량%, 25중량%, 26중량%, 27중량%, 28중량%, 29중량%, 30중량% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다.
상기 첨가제는 필요에 따라 산화방지제, 가교 조제, 활제, 안정제 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 첨가제의 종류로는 열가소성 수지의 종류에 따라 일반적으로 사용되는 것을 활용할 수 있다.
첨가제 중 산화방지제를 사용하는 경우 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1~10중량부, 예를 들어, 0.1중량부, 0.5중량부, 1중량부, 1.5중량부, 2중량부, 2.5중량부, 3중량부, 3.5중량부, 4중량부, 4.5중량부, 5중량부, 5.5중량부, 6중량부, 6.5중량부, 7중량부, 7.5중량부, 8중량부, 8.5중량부, 9중량부, 9.5중량부, 10중량부의 사이 범위가 사용될 수 있다.
첨가제 중 가교조제를 사용하는 경우, 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1~10중량부, 예를 들어, 0.1중량부, 0.5중량부, 1중량부, 1.5중량부, 2중량부, 2.5중량부, 3중량부, 3.5중량부, 4중량부, 4.5중량부, 5중량부, 5.5중량부, 6중량부, 6.5중량부, 7중량부, 7.5중량부, 8중량부, 8.5중량부, 9중량부, 9.5중량부, 10중량부의 사이 범위가 사용될 수 있다.
첨가제 중 활제를 사용하는 경우, 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1~5중량부, 예를 들어, 0.1중량부, 0.5중량부, 1중량부, 1.5중량부, 2중량부, 2.5중량부, 3중량부, 3.5중량부, 4중량부, 4.5중량부, 5중량부의 사이 범위가 사용될 수 있다.
첨가제 중 안정제를 사용하는 경우, 수지 조성물 100중량부를 기준으로 0.1~5중량부, 예를 들어, 0.1중량부, 0.5중량부, 1중량부, 1.5중량부, 2중량부, 2.5중량부, 3중량부, 3.5중량부, 4중량부, 4.5중량부, 5중량부의 사이 범위가 사용될 수 있다.
각 첨가제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 전자파 차폐용 수지 조성물로 제조된 제품의 특성이 저하되거나, 첨가로 인한 효과가 부여되기 어려울 수 있다.
일 예로, 상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 금속계 파우더 0.1~5중량%를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 0.1중량%, 0.2중량%, 0.3중량%, 0.4중량%, 0.5중량%, 0.6중량%, 0.7중량%, 0.8중량%, 0.9중량%, 1중량%, 2중량%, 3중량%, 4중량%, 5중량% 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 금속계 파우더의 함량이 상기 범위를 벗어나면 전자파 차폐성능이 저하되거나 파우더 간 응집 현상이 발생하여 물성이 저하될 수 있다.
상기 금속계 파우더는 주석(Sn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티탄산바륨(BaTiO3)및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
전자파 차폐용 케이블
본 발명의 전자파 차폐용 케이블은 도체(10), 케이블 외피를 포함하고 도체(10)와 케이블 외피 간에 상술한 전자파 차폐용 수지 조성물을 포함하는 전도성 폴리머층(30)이 개재됨으로써, 전자파 차폐 성능은 물론 기존 폴리머 대비 경량성 및 생산성이 향상되고, 이러한 물성 향상에 따라 차량에 적용시 경량화 및 생산성에 기여할 수 있다.
구체적인 예로서, 도 1을 참조하면 본 발명의 전자파 차폐용 케이블은 도체(10), 상기 도체(10) 표면 중 적어도 일부에 위치한 제1 올레핀층(20), 상기 제 1올레핀층(20) 표면 중 적어도 일부에 형성되고 전술한 수지 조성물을 포함하는 전도성 폴리머층(30) 및 상기 전도성 폴리머층(30) 표면 중 적어도 일부에 위치하며, 외피를 구성할 수 있는 제2 올레핀층(40)을 포함할 수 있다.
상기 도체(10)는 도전성 물질일 수 있고, 예를 들어, 구리, 주석 도금된 구리, 니켈 도금된 구리, 은 도금된 구리, 구리와 주석의 합금, 구리와 마그네슘 합금, 알루미늄, 구리가 코팅된 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리가 코팅된 알루미늄과 마그네슘 합금, 구리가 코팅된 철일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 도체(10)는 단선 또는 여러 가닥의 선이 꼬아진 연선일 수 있다.
상기 제1 올레핀층(20)은 상기 도체(10) 표면 중 적어도 일부에 형성될 수 있다. 상기 제1 올레핀층(20)은 상기 도체(10)를 둘러싼 형태로 형성되어 도체(10)에서 발생되는 전자파를 차폐할 수 있다. 상기 제1 올레핀층(20)은 예를 들어, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불화계 에틸렌프로필렌, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오르, 퍼플루오로알콕시 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄, 열가소성 폴리에테르 에스테르 엘라스토머, 열가소성 폴리에테르 엘라스토머, 열가소성 폴리스티렌 블록 공중합체, 열가소성 폴리아미드 엘라스토머, 실리콘 고무 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 전도성 폴리머층(30)은 전술한 전자파 차폐용 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.
상기 전도성 폴리머층(30)은 베이스 수지인 상기 열가소성 수지에 전도성 필러 및 첨가제를 포함하여 제조된 전자파 차폐용 수지 조성물로부터 형성되어 우수한 전기전도성 및 전자파 차폐성능을 가질 수 있다. 상기 전도성 폴리머층(30)은 상기 제1 올레핀층(20)에서 차폐되지 못한 전자파를 차폐할 수 있다. 상기 전도성 폴리머층(30)을 형성하는 열가소성 수지, 전도성 필러 및 첨가제의 종류, 각 성분의 물성 및 그로부터 구현할 수 있는 효과는 전술한 바와 같다.
일 예로 상기 전도성 폴리머층(30)의 평균 두께는 0.2~2.0㎜일 수 있다. 예를 들어, 0.2㎜, 0.3㎜, 0.4㎜, 0.5㎜, 0.6㎜, 0.7㎜, 0.8㎜, 0.9㎜, 1.0㎜, 1.1㎜, 1.2㎜, 1.3㎜, 1.4㎜, 1.5㎜, 1.6㎜, 1.7㎜, 1.8㎜, 1.9㎜, 2.0㎜ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있다. 상기 전도성 폴리머층(30)의 평균 두께가 상기 범위를 벗어나면 전자파 차폐성능이 저하되거나 케이블 커넥터와의 연결이 불량할 수 있다.
상기 전도성 폴리머층(30)의 신장률이 50% 이상일 수 있고, 예를 들어, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 100% 이상, 110% 이상, 120% 이상, 130% 이상, 140% 이상, 150% 이상, 200% 이상, 250% 이상, 300% 이상, 350% 이상, 400% 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전도성 폴리머층(30)의 신장률이 30% 미만인 수지 조성물로 케이블 제조 시 압출공정 중 크랙이 발생하여 가공성이 불량할 수 있고, 압출되더라도 케이블의 물성이 미흡할 수 있다.
상기 제2 올레핀층(40)은 상기 전도성 폴리머층(30) 표면 중 적어도 일부에 형성될 수 있다. 상기 제2 올레핀층(40)은 상기 전도성 폴리머층을 둘러싼 형태로 형성되어 상기 전도성 폴리머층(30)을 피복할 수 있다. 상기 제2 올레핀층(40)의 종류는 제1 올레핀층(20)에 사용된 것과 같을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자파 차폐용 케이블을 구성하는 제1 올레핀층(20), 전도성 폴리머층(30) 및 제2 올레핀층(40)의 수지 매트릭스는 각각 독립적으로 가교된 것 또는 비가교된 것을 사용할 수 있다. 베이스 수지가 가교된 매트릭스를 형성하는 경우, 전자선 가교, 수가교 내지 화학가교가 수행되기 위하여 올레핀 조성물 내지는 수지 조성물이 가교조제 내지는 가교제를 포함할 수 있다.
다른 일 예시로 상기 전자파 차폐용 케이블은 상기 전도성 폴리머층(30) 및 제2 올레핀층(40) 사이에 전도성 테이프층(50)을 더 포함할 수 있다. 이러한 일 예시로는 도 2에 나타낸 것이 있다. 상기 전도성 테이프층(50)은 상기 전도성 폴리머층(30)과 제2 올레핀층(40) 사이의 탈피를 방지하면서, 전자파 차폐성능을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 전도성 폴리머층에서 베이스 수지의 흐름성으로 인해 저하될 수 있는 제2 올레핀층(40)과의 결합력이 상기 전도성 테이프층(50)에 의해 개선됨과 동시에 전자파 차폐성능 또한 향상될 수 있다. 상기 전도성 테이프는 예를 들어, 복합자성 테이프, 알루미늄 마일라(Mylar) 테이프 및 구리 테이프 중 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서의 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실험 결과는 상기 실시예 중 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 실시예 등에 의해 본 명세서의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 명세서의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
실시예 1~5 및 비교예 1~4
250℃로 가열된 이축 압출기(L/D=44, Ф=32㎜)의 원료 투입구에 베이스 수지를 투입하고, 활제, 안정제, 가교조제의 첨가제를 투입하였다. 사이드 피더를 통해 카본블랙(CB), 길이가 6㎜인 탄소섬유, 탄소나노튜브(CNT), 금속 파우더를 투입한 후 열용융 혼련시켜 전자파 차폐용 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 수지 조성물은 90℃, 4시간동안 열풍건조기에서 건조하였다.
각 성분의 상세한 종류 및 함량은 표 1에 나타내었다.
구분 비교 제조예(중량%) 제조예(중량%)
1 2 3 4 1 2 3 4 5
열가소성 수지 POE 50 40 10 40 40 40 40 40 40
LLDPE - 10 - 10 10 10 10 10 10
EPDM - - 40 - - - - - -
카본블랙 제1 CB 15 15 15 - 5 5 5 5 5
제 CB - - - 15 10 10 10 10 10
탄소섬유 28 28 28 28 28 28 28 28 28
탄소나노튜브(CNT) 2 2 2 2 2 2 2 4 -
금속 파우더 BaTiO3 - - - - 3 - - - -
Cu 파우더 - - - - - 3 - 3 3
Sn 파우더 - - - - - - 3 - -
CNT+그래핀 - - - - - - - - 2
활제 파라핀왁스 2 2 2 2 2 2 2 2 2
PPA 0.5 5 5 5 5 5 5 5 5
안정제 1차 안정제 0.5 5 5 5 5 5 5 5 5
금속 안정제 0.5 5 5 5 5 5 5 5 5
가교조제 TMPTMA 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
-POE: 폴리올레핀 엘라스토머
-LLDPE: 선형 저밀도 폴리에틸렌
-EPDM: 에틸렌프로필렌 고무
-PPA: 폴리프탈아미드
-TMPTMA: 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트
실험예 1 : 전자파 차폐용 수지 조성물의 물성 평가
상기 제조예 및 비교 제조예에 따라 제조된 전자파 차폐용 수지 조성물의 물성 평가를 진행하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
평가를 위해 제조된 전자파 차폐용 수지 조성물을 사출온도 285℃에서 150t 사출기를 이용하여 규격(OD: Ф48.2㎜, ID: 6.1㎜)에 따라 시편을 제조하였다.
각각의 분석 방법은 아래와 같다.
1) 차폐 특성 평가
ASTM ES7에 의거하여 측정 치구에 참조 시편(Reference)을 위치시켜 수신전력(P1)을 측정하고, 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시편(Load)을 위치시켜 수신전력(P2)를 측정하였다. 측정 값은 하기 수학식에 대입하여 차폐 효율을 산출하였다.
[수학식 1]
2) 체적저항 평가
ASTM D991에 의거하여 상온에서 측정하였다.
3) 인장강도 및 신장률 평가
ASTM D 638에 의거하여 상온에서 25㎜/min의 속도로 측정하였다.
4) 경도 평가
ASTM D 2240에 의거하여 Shore D 기준으로 측정하였다.
5) 비중 평가
ASTM D 1505에 의거하여 상온에서 측정하였다.
구분 비교 제조예 제조예
1 2 3 4 1 2 3 4 5
차폐효과(dB@3MHz) 43.4 42.4 38 36.6 40.1 44.8 42.3 47.5 40
차폐효과(dB@3GHz) 61.5 58.9 49 46.3 53.4 63.3 58.1 67.7 52.5
체적저항(Ω·㎝) 0.07 0.98 0.21 0.23 0.14 0.06 0.07 0.04 0.11
인장강도(kgf/㎟) 0.78 0.83 0.19 0.58 0.63 0.72 0.81 0.75 0.74
신장률(%) 65.4 125 35 461 348 216 225 125 214
경도(Shore D) 39 41.5 23 41 41.6 42.8 43.1 43.4 42.9
비중 1.10 1.15 1.09 1.13 1.15 1.17 1.17 1.18 1.17
표 2의 결과를 참고하면, 차폐 성능에 있어서 자동자용 차폐 케이블의 기준치인 40dB@3MHz를 제조예 1~5 및 비교 제조예 1~2이 만족함을 확인할 수 있다.
그러나, 비교 제조예 1, 2는 차폐 성능은 충분하나 각각 신장률이 미흡하거나 체적저항이 높은 문제점이 발생하였다. 체적저항은 0.3Ω·cm 이상이면 상대적으로 높다고 할 수 있으므로 비교 제조예 2는 체적저항이 높다고 할 수 있다.
그리고, 비교 제조예 3, 4는 차폐 성능이 불충분함을 알 수 있었다.
특히 제조예 4는 차폐 성능이 가장 우수함을 확인할 수 있고, 신장률은 125%로 나타내어 100% 이상의 우수한 물성을 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 제조예 1~3 및 5는 우수한 신장률이 발휘됨을 알 수 있었다.
실험예 2 : 전도성 테이프 유무에 따른 케이블의 전자파 차폐 성능 평가
전도성 테이프 유무에 따른 케이블의 전자파 차폐 성능 평가를 진행하였다. 실험을 위해 순차적으로 구리 도체, 제1 폴리에틸렌층, 실시예 중 가장 우수한 차폐 성능의 제조예 4의 전도성 폴리머, 알루미늄 마일라 테이프 및 제2 폴리에틸렌층을 포함하는 케이블을 제조하여 실시예 1로 하였다. 비교예 1로 종래 금속 차폐 소재인 구리를 포함하는 케이블로 설정하였다. 비교예 2로 전도성 폴리머를 알루미늄 마일라 테이프로 대체한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조된 케이블을 설정하였다.
각각의 실시예 1, 비교예 1 및 2의 케이블의 저주파 및 고주파 영역에서의 차폐 성능을 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3을 참고하면, 실시예 1의 케이블은 저주파 영역에서 고주파 영역으로 갈수록 전자파 차폐 성능이 향상됨을 확인할 수 있다. 비교예 1은 구리 차폐 소재로 저주파 영역에서는 차폐 성능이 우수하나 고주파 영역에서는 차폐 성능이 저하됨을 확인할 수 있다. 비교예 2는 알루미늄 마일라 테이프를 단독으로 포함한 것으로 고주파 영역에서 차폐 성능이 저하되는 경향을 보였다.
따라서, 실시예 1의 케이블은 전도성 폴리머층과 전도성 테이프의 상승 효과로 인해 고주파 영역에서 더욱 향상된 전자파 차폐 성능을 나타냄을 확인할 수 있고, 고속 통신(고주파) 영역에서 유리함을 확인할 수 있다.
실험예 3 : 전도성 테이프 유무에 따른 케이블의 탈피 개선 평가
전도성 테이프 유무에 따른 케이블의 탈피 개선 효과를 평가하기 위해 전도성 폴리머층과 알루미늄 마일라 테이프를 포함하는 케이블인 실시예 1 및 테이프를 제외한 실시예 2를 제조하여 평가하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4를 참고하면, 실시예 1의 경우 탈피 기준 길이인 30㎜를 만족하나, 실시예 2의 경우는 실시예 1에 비해 3㎜가 더 늘어난 결과 값을 나타내었다.
따라서, 전도성 테이프에 의해 탈피 성능이 보다 개선됨을 확인할 수 있었다.
실험예 4 : 차폐 소재에 따른 케이블의 경량성 평가
차폐 소재에 따른 경량성을 평가하기 위해 종래 차폐 소재인 구리 차폐 소재를 포함하는 비교예 1 및 전도성 폴리머층을 포함하는 실시예 1의 물성 평가를 분석하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 1
비중 8.89 1.2
차폐층 두께(㎜) 0.45 0.75
완성 외경(㎜) 10.3 10.9
(5.8% 상승)
중량
(kg/km)		 차폐재 100% 50%
(비교예1 대비)
총중량 100% 10%
(비교예1 대비)
표 3을 참고하면, 실시예 1은 비중이 낮고 차폐층의 두께가 0.75로 비교예 1에 비해 두꺼워진 반면에 중량에 있어서, 차폐 소재 자체는 50%의 감소, 케이블 전체는 10% 감소하여 경량화 효과가 우수함을 확인할 수 있다. 상기 실시예 1의 케이블을 적용한 자동차의 경우 케이블의 경량화로 인해 연비가 향상될 것으로 기대할 수 있다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 일 측면이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에 기재된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 도체
20 : 제1 올레핀층
30 : 전도성 폴리머층
40 : 제2 올레핀층
50 : 전도성 테이프

Claims (13)

  1. 열가소성 수지 20~80중량%; 및
    탄소섬유, 탄소나노튜브, 카본블랙 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전도성 필러 1~50중량%; 및
    첨가제 0.1~30중량%;를 포함하는 전자파 차폐용 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트 공중합체, 열가소성 가교엘라스토머, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 에틸렌프로필렌 고무, 에틸렌프로필렌디엔단량체 고무, 실리콘 고무, 불소계 수지, 폴리올레핀 엘라스토머 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전자파 차폐용 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소섬유의 평균 길이는 1~10㎜인 전자파 차폐용 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카본블랙은 평균 입경이 1~50㎚인 제1 카본블랙 및 평균 입경이 50~500㎚인 제2 카본블랙을 포함하는 전자파 차폐용 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 카본블랙과 상기 제2 카본블랙의 중량비는 1 : 0.5~2 인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차폐용 수지 조성물은 금속계 파우더 0.1~5중량%를 더 포함하는 전자파 차폐용 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속계 파우더는 주석(Sn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티탄산바륨(BaTiO3)및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인 전자파 차폐용 수지 조성물.
  8. 도체;
    상기 도체를 내포하는 케이블 외피; 및
    상기 도체와 상기 케이블 외피 간에 개재되며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 전자파 차폐용 수지 조성물을 포함하는 전도성 폴리머층을 포함하는 전자파 차폐용 케이블.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머층의 평균 두께는 0.2~2.0㎜인 전자파 차폐용 케이블.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 도체 표면 중 적어도 일부에 위치한 제1 올레핀층;을 더 포함하고,
    상기 전도성 폴리머층은 상기 제1 올레핀층 표면 중 적어도 일부에 형성되는 것을 특징으로 하는,
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머층 표면 중 적어도 일부에 위치한 제2 올레핀층을 더 포함하는 전자파 차폐용 케이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전도성 폴리머층 및 상기 제2 올레핀층 사이에 개재되는 전도성 테이프층을 더 포함하는 전자파 차폐용 케이블.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전도성 테이프는 복합자성 테이프, 알루미늄 마일라(Mylar) 테이프 및 구리 테이프 중 선택된 하나인 전자파 차폐용 케이블.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050076949A (ko) 2004-01-26 2005-07-29 지이에스파워주식회사 전자파 흡수 및 차폐용 세라믹 나노입자 파우다 및 이를이용한 전자파 흡수 및 차폐용 파이프

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4229967B2 (ja) * 2007-03-08 2009-02-25 日信工業株式会社 ピストンシール部材及び該ピストンシール部材を用いたディスクブレーキ
KR20120034538A (ko) * 2010-08-26 2012-04-12 제일모직주식회사 고강성 전자파 차폐 조성물 및 그 성형품
JP2014133842A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Yazaki Corp 導電性樹脂組成物
US9721701B2 (en) * 2015-12-11 2017-08-01 General Cable Technologies Corporation Conductive compositions for jacket layers and cables thereof
KR102663025B1 (ko) * 2019-01-07 2024-05-07 현대자동차주식회사 전자파 차폐용 고분자 조성물 및 이를 이용하여 제조된 복합소재
KR102125262B1 (ko) * 2019-01-11 2020-06-22 주식회사 엘지화학 내열성과 전자파 차폐능이 우수한 열가소성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 사출성형품
KR102518221B1 (ko) * 2020-11-13 2023-04-04 한화컴파운드 주식회사 전자파 차폐용 복합수지 조성물 및 이를 포함하는 고전압 차폐 전선
KR20230134119A (ko) * 2021-01-25 2023-09-20 세끼스이 테크노 세이께이 가부시끼가이샤 수지 조성물, 수지 성형체 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050076949A (ko) 2004-01-26 2005-07-29 지이에스파워주식회사 전자파 흡수 및 차폐용 세라믹 나노입자 파우다 및 이를이용한 전자파 흡수 및 차폐용 파이프

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