WO2013085246A1 - 복합재 및 그 성형물 - Google Patents

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WO2013085246A1
WO2013085246A1 PCT/KR2012/010423 KR2012010423W WO2013085246A1 WO 2013085246 A1 WO2013085246 A1 WO 2013085246A1 KR 2012010423 W KR2012010423 W KR 2012010423W WO 2013085246 A1 WO2013085246 A1 WO 2013085246A1
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filler
resin
melting point
composite
composite material
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박지권
임윤숙
한재현
박강열
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제일모직 주식회사
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    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins

Definitions

  • Electromagnetic wave is a noise phenomenon caused by electrostatic discharge, and it is known to not only cause noise and malfunction to surrounding components or devices, but also to deleteriously affect the human body.
  • the possibility of electromagnetic waves has increased rapidly through high-efficiency, high power consumption, and highly integrated electric and electronic products, and the regulation of electromagnetic waves has been tightened not only in advanced countries but also in Korea.
  • metal-substituted thermoplastics have a flexural strength of 20 GPa or less, and an electromagnetic shielding effect of about 30 dB (@ 1 GHz), which is inferior to metals in terms of rigidity and EMI shielding.
  • a method of increasing the content of fibers has been attempted.
  • metal-substituted thermoplastics with a high fiber content have low impact strength, low fluidity, difficult processing, and practical application difficulties, too low conductivity, and high surface resistance. There is a difficult problem.
  • An object of the present invention is to provide a composite material and a molding thereof which can be used as a material for electronic devices and the like in place of a metal.
  • the composite of the present invention comprises (A) about 10 to 84% by weight of a thermoplastic resin; (B) the first filler drug
  • the three fillers are characterized in that they are conductive fibers.
  • the melting points of the thermoplastic resin (A), the first filler (B) and the second filler (C) may satisfy the following formula:
  • the third filler may contain about 1 to 4 times the total amount of the first filler and the second filler.
  • the content of the third filler may be greater than the total amount of the first filler and the second filler.
  • the second filler may have higher electrical conductivity than the first filler.
  • the weight ratio of the first filler (B) and the second filler (C) may be about 1: 1 to 3: 1.
  • the surface-treated carbon fiber may be coated with a metal or sized with a resin (SIZING) of the surface of the carbon fiber.
  • the metal coated on the carbon fiber may include at least one selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, iron, chromium, nickel, black nickel, copper, silver, gold, and platinum.
  • the third filler may have a diameter of about 3 to about 10.
  • the thermoplastic resin (A) may be a crystalline thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin (A) may be a polyacetal resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, an aromatic vinyl resin, a polyester resin, a vinyl resin, a polyphenylene ether resin, a polyolefin resin, an acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin.
  • Polyarylate resin Polyamide resin, polyamideimide resin, polyether resin, polysulfide resin, ' polyarylsulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, fluorine resin, polyimide Mid resin, polyether ketone resin, polybenzoxazole male polyoxadiazole resin, polybenzothiazole resin, polybenzimidazole resin, polypyridine male polytriazole resin, polypyridine resin, polydibenzofuran resin, Among polysulfone male polyurea resins, polyphosphazene resins and liquid crystalline polymer resins It can contain 1 or more types. ,
  • the composite material may further include one or more additives selected from the group consisting of flame retardants, plasticizers, coupling agents, thermal stabilizers, light stabilizers, mold release agents, dispersants, anti-dropping agents and weathering stabilizers.
  • additives selected from the group consisting of flame retardants, plasticizers, coupling agents, thermal stabilizers, light stabilizers, mold release agents, dispersants, anti-dropping agents and weathering stabilizers.
  • the content of the third filler (D) may be greater than or equal to the content of the thermoplastic resin (A).
  • the composite material may further include an impact modifier (E) having a functional group.
  • E impact modifier
  • the impact modifier (E) may be functionalized by grafting with maleic anhydride, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid or oxazoline.
  • the melting point of the first filler may be about 700 ° C. or more lower than the melting point of the second filler.
  • thermoplastic resin forms a continuous phase
  • dispersed phase including the first filler, the second filler, and the third filler is dispersed
  • the melting point of the first filler is less than the melting point of the second filler.
  • the first filler has a structure that is continuously or discontinuously enclosed on the surface of the second filler.
  • the molding may have a flexural modulus of about 25 GPa or more at a thickness of 3.2 mm by ASTM D790, an EMI shielding of about 40 dB or more, and a surface resistance of about 5.0 ⁇ -cm or less at 1 GHz according to ASTM D257.
  • the present invention is suitable for EMI shielding due to its excellent mechanical strength and conductivity, and low surface resistance, excellent fluidity and formability, no post-processing, economical and productivity, excellent dimensional stability, and can replace existing metal materials. To provide composites and moldings thereof.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a composite according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a composite according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph (a) and a surface energy dispersive analysis (EDS) photograph (b) of copper (Cu) of Comparative Example 1.
  • SEM scanning electron microscope
  • EDS surface energy dispersive analysis
  • FIG. 4 is a surface scanning electron microscope photograph (a) and a surface energy dispersion analysis photograph (b) of tin (Sn) and a surface energy dispersion analysis photograph (c) of copper (Cu) of Example 1.
  • FIG. 4 is a surface scanning electron microscope photograph (a) and a surface energy dispersion analysis photograph (b) of tin (Sn) and a surface energy dispersion analysis photograph (c) of copper (Cu) of Example 1.
  • thermoplastic resin thermoplastic resin
  • first filler thermoplastic resin
  • second filler thermoplastic resin
  • third filler thermoplastic resin
  • thermoplastic resin (A) thermoplastic resin
  • thermoplastic resin that can be used in the present invention is not particularly limited.
  • polyacetal resin acrylic resin, polycarbonate resin, aromatic vinyl resin, Polyester resin, vinyl resin, polyphenylene ether resin, polyolefin resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyarylate resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyether resin, polysulfide resin , Polyarylsulfone resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, fluorine resin, polyacetal resin, polyimide resin, polyether ketone resin, polybenzoxazole resin, polyoxadiazole resin, Polybenzothiazole resin, polybenzimidazole resin, polypyridine resin, polytriazole resin, polypyridine resin, polydibenzofuran resin, polysulfone resin, polyurea resin, polyphosphazene resin, liquid crystal polymer resin, etc. May be used, but is not
  • the thermoplastic resin is a crystalline thermoplastic resin, more preferably a polyamide resin or a polyester resin.
  • polyamide resin an aliphatic polyamide resin, an aromatic polyamide resin containing an aromatic group in the main chain, or a copolymer or a mixture thereof can be used.
  • Specific examples include NYLON 6, NYLON 66, NYLON 46, NYLON 610, NYLON 612, NYLON 66/6, NYLON 6 / 6T, NYLON 66/61, NYLON 6T, NYLON 9T, NYLON 10T,
  • NYLON MXD6, NYLON 6I / 6T, etc. may be used, but is not necessarily limited thereto.
  • An aromatic polyamide resin containing an aromatic group in the double main chain can be preferably used. As such, when the main chain contains an aromatic group, higher rigidity and strength can be given.
  • the polyamide resin has a glass transition temperature (Tg) of about 60 to about
  • the polyamide resin may have a number average molecular weight of about 10,000 to 200,000 g / mol, preferably about 30,000 to 100,000 g / mol. In the above range, both flowability and mechanical properties are excellent.
  • polyester resin polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or the like may be used, but is not limited thereto.
  • the polyacetal resin may be a polyoxymethylene-based resin, but is not necessarily limited thereto.
  • the polycarbonate resin may have a form such as a linear polycarbonate resin, a branched polycarbonate resin, or a polyester carbonate copolymer resin, and preferably a bisphenol A-based polycarbonate may be used.
  • a bisphenol A-based polycarbonate may be used as the acrylic resin.
  • an aromatic (meth) acrylate ' polymer, an aliphatic (meth) acrylate polymer, a copolymer or a mixture thereof may be applied.
  • homopolymers of methyl methacrylate may be used or copolymers of black methyl methacrylate with other vinyl monomers may be used.
  • the vinyl monomers include methacrylic acid esters including ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and benzyl methacrylate; Acrylic esters including methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, nucleus acrylate, and 2-ethylnuclear acrylate; Unsaturated carboxylic acids including acrylic acid and methacrylic acid; Acid anhydrides including maleic anhydride; Esters containing hydroxy groups including 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and monoglyce acrylate, and the like.
  • methacrylic acid esters including ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and
  • the polyolefin resin includes polyethylene, polypropylene, polybutylene, and the like, and copolymers or mixtures thereof may also be used. In addition, all of their atactic, isotactic and syndiotactic structures can be applied.
  • aromatic vinyl resin polystyrene, HIPS, ABS, SAN, ASA, MABS, or a combination thereof may be used.
  • thermoplastic resin forms a continuous phase, about 10 to about 84% by weight of the total composite, for example about 30 to about 80% by weight, preferably about 35 to about 75% by weight, more Preferably from about 35 to about 55 weight percent.
  • modulus, strength, EMI shielding performance and castle formation are excellent.
  • thermoplastic resin (A) The melting point of the thermoplastic resin (A), the crab 1 filler (B) and the second filler (C) is characterized in that the following formula 1 stratified:
  • Tma-30 C> Tmb, Tma + 500 1C ⁇ Tmc
  • Tma is the melting point of the thermoplastic resin (A) ( ° C)
  • Tmb is the melting point of the first filler (B) ( ° C)
  • Tmc is the melting point of the second filler (C) ⁇ ).
  • the first filler (B) preferably has a solidus temperature (Solidus temp .: temperature at which solidification ends) lower than the melting point of the thermoplastic resin (A).
  • the melting point of the first filler (B) is lower than the melting point of the thermoplastic resin (A) by about 30 ° C or more, which is good in the composite manufacturing process and the network formation between the fillers, and is sufficiently oriented to the surface of the thermoplastic resin to reduce the surface resistance. The effect is excellent.
  • the melting point of the first filler (B) may be about 185 to about 30 C C, preferably about 190 to about 250 ° C, more preferably about 200 to about 245 ° C. It is excellent in low surface resistance and stability in the said range.
  • the first filler (B) preferably has conductivity, for example, may have a conductivity of about 1.0 ⁇ 10 6 s / m to about 10 ⁇ 10 6 s / m. It has excellent shielding property in the said range.
  • Examples of the first filler (B) may include bismuth, polonium, cadmium, gallium, indium, lead, tin, or an alloy thereof.
  • an alloy containing a main component selected from the group consisting of tin, lead, and combinations thereof, and an auxiliary component selected from the group consisting of copper, aluminum, nickel, silver, germanium, rhythm, zinc, and combinations thereof are applied.
  • the first filler may be in the form of a partially alloyed high melting point metal, in any case to satisfy the condition of the formula (1).
  • the shape of the first filler is not particularly limited.
  • the first filler may be in powder or fibrous form, but is not necessarily limited thereto.
  • the first filler (B) is about 5 to about 30% by weight of the total composite, for example about 7 to about 27% by weight, preferably about 10 to about 25% by weight, more preferably about 10 To about 20% by weight. Within this range, the balance between conductivity and fluidity, laminar strength and flexural modulus can be obtained.
  • the second filler is not melted at the processing temperature of the thermoplastic resin, and contains a metal having a higher melting point than the thermoplastic resin.
  • a metal having a higher conductivity and melting point than the first filler (B) or an inorganic material including the metal may be used.
  • 'mineral' includes all minerals except metals.
  • the second filler has a high melting point of about 500 ° C or more than the melting point of the thermoplastic resin, and a melting point of about 700 ' C or more than the first filler (B), and thus is not melted during processing. Dispersion of the fillers can be assisted and the composite has an excellent shielding effect.
  • the second filler (C) may have a melting point of at least about 950 ° C., for example from about 1000 to about 2000 ° C.
  • the second filler (C) may have a conductivity of about 1.0xl0 7 s / m to about lOxK s / m. It has excellent shielding property in the said range.
  • the shape of the second filler (C) may be a metal powder, a spherical metal including metal beads, a metal fiber, a metal flake, a branched metal, or the like, but is not necessarily limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more. Double spherical or flake shapes are preferred.
  • the average particle diameter may be 30 to 300 mm 3.
  • the form of the filler when used in the form of a metal fiber, it may have a length of about aimm to about 15 mm and a diameter range of about 10 to about 100.
  • the metal fiber may use a density of about 0.7 to 6.0 g / ml. It is possible to maintain proper feeding during the extrusion process in the above range.
  • the average size is about 50 to about
  • the average size may be about 5 to about 80. It is possible to maintain the networking of the filler and the carbon fiber in the above range, there is an advantage such as improved electrical conductivity.
  • the weight ratio of the first filler (B) and the second filler (C) may be about 1: 1 to about 3: 1, preferably about 1.1: 1 to about 2: 1. It has better EMI shielding and high rigidity and high impact resistance in the above range.
  • the second filler (C) is about 1 to about 20% by weight of the total composite, for example about 3 to about 17% by weight, preferably about 5 to about 15% by weight, more preferably about 10 To about 15% by weight. It is possible to obtain the balance of conductivity and fluidity, impact strength and flexural modulus in the above range.
  • the surface resistance of the injection molded product may be lowered to about 5.0 ⁇ or less, thereby having high electrical conductivity.
  • the surface-treated carbon fibers are those wherein the surface of the carbon fibers is sized with resin or coated with metal.
  • the carbon fiber may be prepared from a PAN system or a pitch system.
  • resin used for the surface treatment of the said carbon fiber is a urethane resin, a polyamide, an epoxy resin, etc.
  • polyamide or epoxy resins are preferable.
  • the carbon fiber surface-treated with a specific resin as described above is easy to disperse the carbon fiber, can reduce the single yarn of the carbon fiber during processing, and through these features has the advantage of improving the properties such as rigidity and electrical conductivity.
  • the sizing concentration may be about 0.5 to about 7.5, preferably about 1 to about 5%. In the above range, it is possible to prevent a decrease in processability due to the single yarn of the carbon fiber and a decrease of the bending modulus, and to form an inter-carbon fiber networking to have excellent electrical conductivity.
  • the sizing concentration can be measured by thermal analysis of TGA.
  • the thermoplastic resin (A) and the resin applied to the sizing are the same.
  • the (A) thermoplastic resin which forms a continuous phase is a polyamide resin
  • a polyamide resin can be preferably applied as sizing resin of the said carbon fiber.
  • an epoxy resin can be preferably applied as resin for the sizing of the said carbon fiber.
  • the carbon fiber may be coated by a metal.
  • the coating thickness is preferably about 30 nm to about 200 nm. It is possible to have excellent electrical conductivity and bending modulus without desorption of metal or single yarn of carbon fiber in the above range.
  • the third filler is from about 10 to about 60 weight percent of the total composite, for example from about 15 to about 50 weight percent, preferably from about 20 to about 45 weight percent, more preferably from about 25 to about 40 weight percent May be included. It is possible to obtain the balance of conductivity and fluidity, impact strength and flexural modulus in the above range.
  • the content of the third filler may be greater than or equal to the content of the thermoplastic resin (A).
  • the weight ratio of the thermoplastic resin (A) and the third filler (D) may be about 1: 1 to about 1: 1.5. It has a balance of rigidity and formability in the above range.
  • the third filler may contain about 4-4 times the total amount of the first filler and the second filler.
  • the content of the third filler may be greater than the total amount of the first filler and the second filler.
  • the layered reinforcing agent (E) having the functional group of the present invention may be optionally included.
  • the layered reinforcing agent (E) having the functional group has a structure in which a functional group excellent in resilience to a thermoplastic resin and a reaction property is grafted to rubber.
  • ethylene-propylene rubbers examples include ethylene-propylene rubbers, isoprene rubbers, ethylene / octene rubbers, terpolymers of ethylene-propylene-diene, styrene-ethylene-butadiene-styrene, or combinations thereof. It can be prepared by grafting a functional group such as) acrylate, (meth) acrylic acid or oxazoline.
  • the intermediate block may be hydrogenated.
  • polyethylene graft maleic anhydride PE-g— MA
  • polypropylene graft maleic anhydride PP-g— MA
  • ethylene-propylene rubber graft maleic anhydride EPR-g— MA
  • EOR-g-MA Ethylene—Octene Rubber Graft Maleic Anhydride
  • EPDM-g-MA Polyethylene Graft Acrylic Acid
  • PE— g-AA Polyethylene Graft Acrylic Acid
  • EPR-g— AA Ethylene -Propylene rubber graft acrylic acid
  • EPR-g— AA ⁇ ethylene-octene rubber graft maleic anhydride
  • EOR-g— MA ethylene ⁇ propylene-diene monomer rubber graft acrylic acid
  • SEBS-g-MA styrene Ethylene ⁇ butadiene-styrene-maleic unharded graft copolymers
  • the impact modifier (E) having the functional group is 10% by weight or less, for example about 1 to about 10% by weight, preferably about 3 to about 8% by weight, more preferably about 4 to about 7.5% by weight of the total composite. May be included as a%. Excellent impact strength and bending modulus can be obtained in the above range.
  • the composite of the present invention may further include additives such as a flame retardant, a plasticizer, a coupling agent, a thermal stabilizer, a light stabilizer, a mold release agent, a dispersant, an antidropping agent, and a weather stabilizer.
  • the composite material of the present invention may be applied as it is a molding method of a conventional thermoplastic resin composition.
  • each component is introduced into an extruder to produce pellets, and the prepared pellets may be manufactured in various forms through injection molding, compression molding, casting molding, and the like.
  • 1 is a schematic diagram of a composite material according to one embodiment of the present invention.
  • the molded composite includes a thermoplastic resin 50 forming a continuous phase, and the first filler 10, the second filler 20, and the third filler 30 are dispersed in the continuous phase. It may form a, and may have a structure in which the first filler 10 is continuously or non-continuously surrounded on the surface of the second filler 20.
  • the molded composite includes a thermoplastic resin 50 forming a continuous phase, and the first filler 10, the second filler 20, the carbon fiber 30, and the functional group in the continuous phase.
  • the layered reinforcing agent 40 having a dispersion phase forms a dispersed phase, and may have a structure in which the first filler 10 is continuously or discontinuously surrounded on the surface of the second filler 20.
  • the molded article of the present invention may have a bending modulus of about 25 GPa or more at a thickness of 3.2 mm by ASTM D790, an EMI shielding of about 40 dB or more, and a surface resistance of about 5.0 ⁇ or less at 1 GHz according to ASTM D257.
  • the molding may have a bending modulus of about 25 GPa or more at a thickness of 3.2 mm by ASTM D790, an EMI shielding of about 40 dB or more, and a surface resistance of about 3.0 ⁇ or less at 1 GHz according to ASTM D257.
  • the molding has a flexural modulus of at least about 25 GPa at a thickness of 3.2 mm by ASTM D790, an Izod laminar strength of at least about 8 kgfcm / cm at a thickness of 3.2 mm by ASTM D256, 1 GHz, surface resistance. This may be about 5.0 ⁇ -cm or less. Since the composite material of the present invention has excellent electromagnetic shielding properties, conductivity, mechanical properties, and moldability, it can be preferably applied to LCD protective brackets and various electromagnetic shielding materials of portable display products.
  • the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, this is presented as a preferred example of the present invention and in no sense is it to be construed as limiting the present invention.
  • thermoplastic resin (A) thermoplastic resin
  • a melting point of 27 C C was used as a product of PA66 by Dupont ZYTEL 101 F.
  • TUFPRENE A from ASAHI CHEM was used as the (E2) S.B.S Block copolymer.
  • (F) Thermal stabilizer and lubricant IRGANOX1010 from CIBA chemical was used as a thermal stabilizer, and ethylene bis stearate was used as a lubricant. 0.5 part by weight was added based on 100 parts by weight of the total content of (A) to (E).
  • FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of Comparative Example 1 (a) and a surface energy dispersion analysis (EDS) photograph (b) of copper (Cu)
  • FIG. 4 is a scanning electron microscope photograph of Example 1 ( a ) and surface energy dispersion analysis photograph (b) of tin (Sn) and surface energy dispersion analysis photograph (c) of copper (Cu).
  • SEM scanning electron microscope
  • EDS surface energy dispersion analysis
  • FIG. 4 is a scanning electron microscope photograph of Example 1 ( a ) and surface energy dispersion analysis photograph (b) of tin (Sn) and surface energy dispersion analysis photograph (c) of copper (Cu).
  • no tin component was detected on the surface.
  • the metal components of the first filler and the second filler are not oriented to the surface, thereby lowering the electrical conductivity on the surface.
  • Example 10 14 and Comparative Example 10 12 Application of Surface-treated Carbon Fibers
  • volume resistivity 3.2t thickness injection specimens were evaluated according to ASTMD257.
  • Example 10-14 has a flexural modulus of about 25 GPa or more, an EMI shielding effect of 40 dB or more, and a surface resistance of 3.0 ⁇ or less.
  • Comparative Example 10 in which the second filler is not applied, and Comparative Example 11, in which the first filler is not applied, are inferior in electrical conductivity.
  • Comparative Example 12 having a melting point difference of less than 30 degrees between the thermoplastic resin (A) and the first metal filler (B) showed poor electrical conductivity.
  • Example 15-20 and Comparative Examples 13-15 Application of an impact modifier having a functional group It was carried out in the same manner as above except for changing the respective components to the contents shown in Tables 5 and 6. Physical property evaluation was carried out by the following method.
  • Izod laminar strength (unnotched): evaluated at 3.2 mm thickness in accordance with ASTM D256 at 231, in kgfcm / cm.
  • Example 15-20 has a flexural modulus of about 25 GPa or more, an EMI shielding effect of 40 dB or more, a surface resistance of about 5.0 ⁇ or less, and an Izod impact strength of 8 kgf.cm/cm Above, spiral (320 ° C) 200 mm or more can be seen that this excellent.

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Abstract

본 발명의 복합재는 (A) 열가소성 수지 약 10~84 중량 %; (B) 제 1 필러 약 5-35 중량 %; (C) 제 2 필러 약 1 ~20 중량 %; 및 (D) 제 3 필러 약 10-60 중량 %를 포함하여 이루어지며, 상기 제 3 필러(D)는 전도성 섬유이고, 상기 열가소성 수지 (A), 상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C)의 융점은 하기 식 1 을 충족하는 것을 특징으로 한다: [식 1] Tma-30 °C > Tmb, Tma+500 °C < Tmc (상기에서, Tma는 열가소성 수지 (A)의 융점(°C), Tmb 는 제 1 필러 (B)의 융점(°C), Tmc는 제 2 필러 (C)의 융점(°C)).

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
복합재 및 그 성형물 【기술분야】
본 발명은 복합재 및 그 성형물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 기계적 강도와 EMI 차폐성이 우수하여 기존 금속 소재를 대체하여 생산단가를 낮출 수 있고， 가공성이 우수한 고강성 전자파 차폐 복합재 및 그 성형물에 관한 것이다. 【배경기술】
전자파는 정전기 방전에 의하여 발생하는 노이즈 (Noise)현상으로， 주변의 부품 또는 기기에 노이즈와 오작동을 일으킬 뿐만 아니라 인체에도 해로운 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 최근에는 고효율， 고소비전력， 고집적화되는 전기 /전자 제품을 통해 전자파 발생 가능성이 급격히 증가하고 았으며， 선진 각국은 물론 국내에서도 전자파의 규제가 강화되고 있다.
종래 전자파를 차폐하기 위한 방법으로 금속재를 이용하는 방법이 있다. 예컨대， 휴대폰， 노트북， PDA, 기타 mobile item 과 같은 휴대용 디스플레이 제품에 사용되는 IT 용 브라켓 (Bracket)의 경우 LCD 를 보호하고 전자파를 차폐하며， Frame 역할을 하기 때문에， 높은 강성과 EMI 차폐성이 요구된다. 근래에는 브라켓, 프레임 등의 소재로 마그네슘， 알루미늄， Stainless steel 등과 같은 금속이 주로 사용되고 있다. 그런데， 이러한 금속재의 경우 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있지만， Die-casting 하는 방식으로 생산되어 생산단가가 높고 불량를이 높은 단점이 있다. 이에 따라, 상기 금속 소재들에 비해， 성형이 용이하고， 성형 정밀도가 우수하며， 경제성이나 생산성이 우수한 열가소성 플라스틱으로 대체하는 방법이 제기되고 있다.
기존의 금속 대체 열가소성 플라스틱은 굴곡 강도는 20 GPa 이하이고， 전자파 차폐 효과는 30 dB (@ 1 GHz) 정도로， 금속에 비해 강성이나 EMI 차폐성이 현저히 떨어지는 단점이 있다. 굴곡 강도를 높이기 위해 섬유의 함량을 높이는 방법이 시도된 바 있다. 그러나， 섬유의 함량이 높은 금속 대체 열가소성 플라스틱의 경우 충격강도가 낮을 뿐만 아니라， 유동성이 낮고， 가공이 어려워 실질적인 적용에 어려움이 있고， 전도도가 지나치게 낮고， 표면저항이 높아 전자기기의 소재로 사용하기에 곤란한 문제가 있다.
근래에는 카본계 섬유를 50% 이상 사용하여 고 모들러스 및 30dB 이상의 전자파 차폐효과를 갖는 제품이 개발되고 있지만 금속을 대체하기에는 부족하며， 가공에 어려움이 있다. 더욱이 이러한 소재를 전자기기의 소재로 사용하기에는 전도도가 낮아 문제점이 있다. 예를 들면， 일반 휴대폰 브라켓 (Bracket) 사용시 접지성능 저하 및 안테나 성능 저하와 같은 문제가 발생되고 있다.
일반 고강성 수지에서는 이를 해결하기 위해 전도성 도금을 하여 표면저항을 낮추고 있지만, 도금공정과 후속공정 등으로 인해 가격상승을 초래하고 있고 장기간 사용시 표면이 벗겨지는 단점이 있다.
따라세 우수한 유동성과 충격강도 및 강성을 가지며, 전도성과 차폐성능이 탁월하여 기존 금속 소재를 대체할 수 있는 새로운 소재의 개발이 필요한 실정이다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명의 목적은 금속을 대체하여 전자기기 등의 소재로 사용할 수 있는 복합재 및 그 성형물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사출 성형성 등의 가공성이 뛰어나고， 높은 굴곡 강도， 낮은 표면저항， 높은 전기전도도 및 높은 전자파 차폐 효과를 갖는 복합재 및 그 성형물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 후가공이 불필요하고 경제성 및 생산성이 뛰어난 복합재 및 그 성형물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 치수안정성이 우수한 복합재 및 그 성형물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생산성을 향상시키고 제조 단가를 낮추어 제품 경쟁력이 향상된 복합재 및 그 성형물을 제공하는 것이다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 복합재는 (A) 열가소성 수지 약 10~84 중량 %; (B) 제 1 필러 약
5-35 중량 (C) 제 2 필러 약 1~20 중량 %; 및 (D) 제 3 필러 약 10~60 증량 를 포함하여 이루어지며， 상기 제 1 필러는 상기 열가소성 수지보다 융점이 낮은 금속이며， 상기 제 2 필러는 상기 열가소성 수지보다 융점이 높은 금속이며， 상기 제 3 필러는 전도성 섬유인 것을 특징으로 한다.
구체예에서， 상기 열가소성 수지 (A), 상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C) 의 융점은 하기 식 1을 층족할 수 있다:
[식 1] .
Tma-30 t > Tmb, Tma+500 t< Tmc (상기에서， Tma 는 열가소성 수지 (A)의 융점 (°C), Tmb 는 제 1 필러 (B)의 융점 C Tmc는 제 2 필러 (C)의 융점 (°C)).
상기 제 3 필러는 제 1 필러와 제 2 필러의 총량에 대하여 약 1~4배로 함유할 수 있다.
상기 제 3 필러의 함량은 제 1 필러와 제 2 필러의 총량 보다 클 수 있다.
상기 제 2 필러는 상기 제 1 필러보다 전기전도도가 높을 수 있다ᅳ
상기 제 1 필러 및 상기 제 2 필러는 파우더 또는 섬유상일 수 있다.
상기 게 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C)의 중량비는 약 1:1 내지 3:1 일 수 있다.
상기 제 3 필러는 카본 섬유 또는 표면 처리된 카본 섬유일 수 있다.
상기 표면 처리된 카본 섬유는 카본 섬유의 표면이 금속으로 코팅되거나 수지로 사이징 (SIZING) 될 수 있다.
상기 카본섬유에 코팅되는 금속은 알루미늄， 스테인레스， 철, 크롬， 니켈， 블랙니켈， 구리, 은, 금， 백금으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 포함할 수 있다.
상기 제 3 필러는 직경이 약 3 내지 약 10 일 수 있다.
상기 열가소성 수지 (A)는 결정성 열가소성 수지일 수 있다.
상기 열가소성 수지 (A)는 폴리아세탈 수지， 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지， 방향족 비닐계 수지， 폴리에스테르 수지， 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리올레핀 수지， 아크릴로니트릴ᅳ부타디엔ᅳ스티렌 공중합체 수지， 폴리아릴레이트 수지， 폴리아미드 수지， 폴리아미드이미드 수지 , 폴리에테르 수지， 폴리설파이드 수지,' 폴리아릴설폰 수지， 폴리에테르이미드 수지， 폴리에테르설폰 수지， 폴리페닐렌 설피드 수지， 불소계 수지， 폴리이미드 수지， 폴리에테르케톤 수지， 폴리벤족사졸 수 폴리옥사디아졸 수지， 폴리벤조티아졸 수지， 폴리벤지미다졸 수지, 폴리피리딘 수 폴리트리아졸 수지， 폴리피를리딘 수지, 폴리디벤조퓨란 수지， 폴리설폰 수 폴리우레아 수지， 폴리포스파젠 수지 및 액정중합체 수지 중 1 종 이상을 포함할 있다. ,
상기 복합재는 난연제， 가소제， 커플링제， 열안정제， 광안정제， 이형제， 분산제， 적하방지제 및 내후안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 필러 (D)의 함량은 상기 열가소성 수지 (A)의 함량보다 크거나 같을 수 있다.
상기 복합재는 (E)관능기를 갖는 충격보강제를 더 포함할 수 있다.
상기 충격보강게 (E)는 무수말레산, 글리시딜 (메타)아크릴레이트， (메타)아크릴산 또는 옥사졸린으로 그라프트되어 관능화될 수 있다. 상기 제 1 필러의 융점은 상기 제 2 필러의 융점보다 약 700 °C 이상 더 낮을 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 복합재의 성형물에 관한 것이다. 상기 성형물은 열가소성 수지가 연속상을 형성하고, 상기 연속상에 제 1 필러， 제 2 필러 및 제 3 필러를 포함하는 분산상이 분산되어 있으며， 상기 제 1 필러의 융점은 상기 제 2 필러의 융점보다 약 700 이상 더 낮으며， 상기 제 2 필러의 표면에 상기 제 1 필러가 연속적 혹은 불연속적으로 들러싼 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
구체예에서 상기 성형물은 ASTM D790 에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며， ASTM D257 에 의한 1 GHz 에서 EMI 차폐가 약 40dB이상， 표면저항이 약 5.0 Ω-cm 이하일 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명은 기계적 강도 및 전도성이 뛰어나고 표면저항이 낮아 EMI 차폐에 적합하며， 유동성과 성형성이 우수하고， 후가공이 불필요하고 경제성 및 생산성이 뛰어나며， 치수안정성이 우수하고， 기존 금속 소재를 대체할 수 있는 복합재 및 그 성형물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
【도면의 간단한 설명】
제 1도는 본 발명의 한 구체예에 따른 복합재의 개략적인 모식도이다.
제 2도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 복합재의 개략적인 모식도이다.
제 3도는 비교예 1의 표면 주사현미경 (SEM, Scanning Electron Microscope) 사진 (a)과 구리 (Cu)의 표면 에너지 분산 분석 (EDS, Energy Dispersive Spectroscopy) 사진 (b)이다.
제 4 도는 실시예 1 의 표면 주사현미경 사진 (a)과 주석 (Sn)의 표면 에너지 분산 분석 사진 (b) 및 구리 (Cu)의 표면 에너지 분산 분석 사진 (c)이다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
본 발명의 복합재는 (A) 열가소성 수지; (B) 제 1 필러; (C) 제 2 필러; 및 (D) 제 3 필러를 포함하여 이루어진다.
이하， 상기 각 성분에 대해 상세히 설명한다.
(A) 열가소성 수지
본 발명에서 사용될 수 있는 열가소성 수지는 특별한 제한이 없다. 예컨대， 폴리아세탈 수지， 아크릴 수지， 폴리카보네이트 수지， 방향족 비닐계 수지， 폴리에스테르 수지， 비닐계 수지， 폴리페닐렌에테르 수지， 폴리을레핀 수지， 아크릴로니트릴 -부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리아릴레이트 수지， 폴리아미드 수지， 폴리아미드이미드 수지， 폴리에테르 수지， 폴리설파이드 수지， 폴리아릴설폰 수지， 폴리에테르이미드 수지， 폴리에테르설폰 수지， 폴리페닐렌 설피드 수지， 불소계 수지， 폴리아세탈 수지， 폴리이미드 수지， 폴리에테르케톤 수지， 폴리벤족사졸 수지, 폴리옥사디아졸 수지 , 폴리벤조티아졸 수지， 폴리벤지미다졸 수지， 폴리피리딘 수지， 폴리트리아졸 수지， 폴리피를리딘 수지， 폴리디벤조퓨란 수지, 폴리설폰 수지， 폴리우레아 수지， 폴리포스파젠 수지 및 액정중합체 수지 등이 사용될 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상사용될 수 있다.
바람직하게는 상기 열가소성 수지는 결정성 열가소성 수지이며， 더욱 바람직하게는 폴리아미드 수지， 폴리에스테르 수지이다.
상기 폴리아미드 수지로는 지방족 폴리아미드 수지， 주쇄에 방향족기를 포함하는 방향족 폴리아미드 수지， 또는 이들의 공중합체나 흔합물 모두 사용될 수 있다. 구체예에서는 NYLON 6， NYLON 66， NYLON 46， NYLON 610， NYLON 612， NYLON 66/6, NYLON 6/6T, NYLON 66/61, NYLON 6T, NYLON 9T, NYLON 10T,
NYLON MXD6, NYLON 6I/6T 등이 사용될 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이중 주쇄에 방향족기를 함유하는 방향족 폴리아미드 수지가 바람직하게 사용될 수 있다. 이와 같이 주쇄에 방향족기를 함유할 경우 보다 높은 강성 (rigidity)과 강도 (strength)를 부여할 수 있다.
한 구체예에서는 상기 폴리아미드 수지는 유리전이온도 (Tg)가 약 60 내지 약
120 V, 바람직하게는 약 80 내지 약 100 °C일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 유동성과 강성, 낮은 흡습율의 물성 발란스를 얻을 수 있다.
또한 상기 폴리아미드 수지는 수평균분자량이 약 10，000~200，000 g/mol, 바람직하게는 약 30,000 ~100,000g/mol 인 것이 사용될 수 있다. 상기 범위에서 흐름성과 기계적 성질이 모두 우수한 장점이 있다.
상기 폴리에스테르 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트， 폴리프로필렌 테레프탈레이트， 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등이 사용될 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리아세탈 수지로는 폴리옥시메틸렌계 수지가 사용될 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리카보네이트 수지로는 선형 폴리카보네이트 수지， 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등의 형태를 가질 수 있으며， 바람직하게는 비스페놀 A계 폴리카보네이트가 사용될 수 있다. 상기 아크릴 수지로는 방향족 (메타)아크릴레이트 ' 폴리머， 지 방족 (메타)아크릴레이트 폴리 머， 이들의 공중합체 또는 흔합물이 적용될 수 있다. 구체예에서는 메 틸 메타크릴레이트의 단독 중합체가 사용되거 나 흑은 메틸 메타크릴레이트와 다른 비 닐 모노머 와의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 비닐 모노머로는 에 틸 메타크릴레이트， 프로필 메타크릴레이트， 부틸 메타크릴레이트， 헥실 메타크릴레이트， 2-에 틸핵실 메타크릴레이트 및 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 메타크릴산 에스테르류; 메틸 아크릴레이트， 에 틸 아크릴레이트， 프로필 아크릴레이트， 부틸 아크릴레이트， 핵실 아크릴레이트， 2-에 틸핵실 아크릴레이트를 포함하는 아크릴산 에스테르류; 아크릴산 및 메타크릴산을 포함하는 불포화 카르복실산; 무수말레산을 포함하는 산 무수물; 2-하이드록시에틸 아크릴레이트， 2—하이드록시프로필 아크릴레이트 및 모노글리 세를 아크릴레이트를 포함하는 하이드록시 기를 함유하는 에스테르 등을 포함한다.
상기 폴리올레핀 수지로는 폴리에 틸렌, 폴리프로필렌， 폴리부틸 렌 등을 포함하며， 이들의 공중합체 또는 흔합물도 사용될 수 있다. 또한 이들의 어 탁틱， 이소탁틱， 신디오탁틱 구조도 모두 적용될 수 있다.
상기 방향족 비 닐계 수지로는 폴리스티 렌， HIPS, ABS, SAN, ASA, MABS, 또는 이들의 조합 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 (A) 열가소성 수지는 연속상을 형성하며， 전체 복합재중 약 10 내지 약 84 중량 %， 예를 들면 약 30 내지 약 80 중량 %， 바람직하게는 약 35 내지 약 75 중량 %， 더욱 바람직하게는 약 35 내지 약 55 중량 %로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 모들러스， 강도， EMI 차폐 성능 및 성 형성 이 우수하다.
(B) 제 1 필러
본 발명에서 사용되는 제 1 필러 (B)는 상기 열가소성 수지 (A)의 융점보다 낮은 저융점 금속이 사용될 수 있다. 이에 따라 열가소성 수지 (A)의 용융 압출 등의 가공시 함께 용융되몌 후술하는 제 2 필러 (C)를 감싸게 된다.
상기 열가소성 수지 (A), 상기 게 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C) 의 융점은 하기 식 1 을 층족하는 것을 특징으로 한다:
[식 1 ]
Tma-30 "C > Tmb, Tma+ 500 1C < Tmc
(상기에서 , Tma 는 열가소성 수지 (A)의 융점 (°C), Tmb 는 제 1 필러 (B)의 융점 (°C), Tmc 는 제 2 필러 (C)의 융점 Γ ).
이 처 럼 상기 제 1 필러 (B)는 상기 열가소성 수지 (A) 의 융점보다 낮은 고상선 온도 (Solidus temp.:응고가 종료되는 온도)를 갖는 것이 바람직하다. 바람직 하게는 열가소성 수지 (A)의 융점보다 상기 제 1 필러 (B)의 융점 이 약 30 °C 이상 낮은 것이 복합재 제조 공정 및 필러 간의 네트워크 형 성면에서 좋고， 열가소성 수지의 표면으로 충분히 배향되 어 표면저항의 감소효과가 우수하다.
바람직하게는 상기 제 1 필러 (B)의 융점은 약 185 내지 약 30C C 일 수 있으며， 바람직하게는 약 190 내지 약 250 °C , 더욱 바람직하게는 약 200 내지 약 245 °C 이 다. 상기 범위에서 낮은 표면저항 및 안정성 면에서 우수하다.
또한 상기 제 1 필러 (B)는 전도성을 갖는 것 이 바람직하며， 예를 들면 약 1.0x l06s/m 내지 약 10X 106 s/m 의 전도성을 가질 수 있다. 상기 범위에서 우수한 차페성을 갖는다.
상기 제 1 필러 (B)의 예로는 비스무트， 폴로늄, 카드뮴， 갈륨， 인듐, 납， 주석 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는 주석 , 납 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 주성분과， 구리， 알루미늄, 니 켈， 은， 게르마늄， 인듬， 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 부성분을 포함하는 합금이 적용될 수 있다. 상기 제 1 필러에는 고융점 금속이 일부 합금된 형 태일 수도 있으며 , 어느 경우든 상기 식 1 의 조건을 충족하도록 한다.
상기 제 1 필러 의 형 태는 특별한 제한이 없다. 예를 들면 상기 제 1 필러의 형 태는 파우더 또는 섬유상일 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 제 1 필러 (B)는 전체 복합재중 약 5 내지 약 30 중량 %， 예를 들면 약 7 내지 약 27 중량 %， 바람직하게는 약 10 내지 약 25 중량 %， 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20 중량 %로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 전도성과 유동성， 층격강도 및 굴곡 모들러스의 발란스를 얻을 수 있다.
(C) 제 2 필러
상기 제 2 필러는 상기 열가소성 수지의 가공 온도에서 용융이 일어나지 않는 것으로， 상기 열가소성 수지 보다 융점 이 높은 금속을 포함한다. 구체 예에서는 상기 제 1 필러 (B) 보다 높은 전도성과 융점을 갖는 금속 또는 상기 금속을 포함하는 무기물이 사용될 수 있다. 여 기서 '무기물'은 금속을 제외 한 모든 무기물을 포함한다. 바람직하게는 상기 제 1 필러 (B) 보다 융점이 약 700 °C 이상 더 높은 금속을 포함한다. 이와 같이 상기 제 2 필러는 열가소성 수지 의 융점보다 약 500 °C 이상， 상기 제 1 필러 (B) 보다 융점 이 약 700 'C 이상의 고융점을 가지므로 가공공정 중 용융되지 않는 비용융성 이며， 제 1 필러의 분산을 도울 수 있어 복합재가 우수한 차폐효과를 갖게 된다.
구체예에서는 상기 제 2 필러 (C)는 융점 이 약 950 °C 이상， 예를 들면 약 1000 내지 약 2000 °C 일 수 있다. 또한 상기 제 2 필러 (C)는 약 1.0xl07s/m 내지 약 lOxK s/m 의 전도성을 가질 수 있다. 상기 범위에서 우수한 차페성을 갖는다.
상기 제 2 필러 (C)의 예로는 스테인레스， 철， 크롬， 니켈， 블랙니켈， 구리， 금, 백금， 팔라듐, 코발트， 티타늄， 바나듐, 로듐, 이들의 2 종 이상 합금， 이들의 2 종 이상 흔합물 등을 포함한다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 흔합하여 사용될 수 있다. 예를 들면， 2종 이상 흔합하여 적용하거나， 하나 이상의 금속이 코팅된 형태도 가능하다. 한 구체예에서는 철-크름-니켈의 합금일 수 있다. 상기 제 2 필러에는 저융점 금속이 일부 합금된 형태일 수도 있으며， 어느 경우든 상기 식 1의 조건을 충족하도록 한다. 상기 제 2 필러 (C)의 형태는 파우더 또는 섬유상일 수 있다. 구체예에서는 상기 제 2 필러 (C)의 형태는 금속분， 금속비드를 포함하는 구형의 금속， 금속 섬유， 금속 플레이크， 가지상의 금속 등이 사용될 수 있으며， 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 흔합하여 사용될 수 있다. 이중 구형 또는 플레이크 형상이 바람직하다.
제 2 필러 (C)의 형태를 금속분 혹은 금속 비드 형태로 사용할 경우 평균입경이 30 내지 300 卿일 수 있다. 상기 범위에서 압출시 feeding이 잘 되는 장점이 있다. 필러의 형태를 금속 섬유 형태로 사용할 경우， 약 aimm내지 약 15 mm 의 길이 및 약 10 내지 약 100 의 직경 범위를 가질 수 있다. 또한， 상기 금속 섬유는 밀도를 약 0.7 〜 6.0 g/ml 인 것을 사용할 수 한다. 상기 범위에서 압출가공 중 적정한 feeding을 유지할 수 있다.
필러의 형태를 금속 플레이크 형태로 사용할 경우， 평균 크기가 약 50 내지 약
500 일 수 있다. 상기 범위에서 압출가공 중 적정한 feeding 을 유지할 수 있는 장점이 있다.
필러의 형태를 가지상의 금속을 사용할 경우， 평균 크기가 약 5 내지 약 80 일 수 있다. 상기 범위에서 필러 및 카본 섬유의 네트워킹을 유지할 수 있어 전기전도도 향상 등의 장점이 있다.
상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C)의 중량비는 약 1:1 내지 약 3:1, 바람직하게는 약 1.1 ： 1 내지 약 2: 1 일 수 있다. 상기 범위에서 보다 우수한 EMI 차폐성과 고강성 및 고내충격성을 갖는다.
본 발명에서 상기 제 2 필러 (C)는 전체 복합재중 약 1 내지 약 20 중량 %， 예를 들면 약 3 내지 약 17 중량 %， 바람직하게는 약 5 내지 약 15 중량 %， 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 15 중량 %로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 전도성과 유동성， 충격강도 및 굴곡 모들러스의 발란스를 얻을 수 있다.
또한 상기 제 1 필러 및 상기 제 2 필러를 동시에 함유하여야 사출 성형물의 표면저항이 약 5.0 Ω 이하로 낮아져서 높은 전기전도도를 가질 수 있다. (D) 제 3 필러
상기 제 3 필러는 전도성 섬유가 사용될 수 있다. 구체예에서는 상기 제 3 필러는 카본 섬유 또는 표면 처리된 카본 섬유일 수 있다.
상기 제 3 필러의 평균직경은 약 3 내지 약 10 인 것이 사용될 수 있으며， 바람직하게는 약 3.5 내지 약 7 이다. 상기 범위에서 우수한 물성과 전도성을 얻을 수 있다. 또한 상기 제 3 필러의 길이는 약 4 내지 100 인 것이 사용될 수 있다. 상기 제 3 필러는 단섬유， 장섬유 혹은 로드 형도 사용될 수 있다. 다른 예에서는 상기 제 3 필러는 번들 형태인 것을 사용할 수 있다.
상기 표면 처리된 카본 섬유는 카본 섬유의 표면이 수지로 사이징 (SIZING) 되거나 금속으로 코팅된 것이다.
구체예에서는 상기 카본섬유는 PAN 계나 피치계로부터 제조된 것이 사용될 수 있다.
구체예에서는 상기 카본 섬유의 표면처리에 사용되는 수지로는 우레탄 수지， 플리아미드 또는 에폭시 수지 등이 있다. 이중 바람직하게는 폴리아미드 또는 에폭시 수지이다. 이와 같이 특정 수지로 표면 처리된 카본 섬유는 카본파이버의 분산이 용이하고， 가공시 카본섬유의 단사를 줄여줄 수 있으며， 이러한 특징을 통해 강성과 전기전도성등의 물성을 향상시키는 장점이 있다. 이때 사이징 농도는 약 0.5 내지 약 7.5 , 바람직하게는 약 1 내지 약 5 %일 수 있다. 상기 범위에서 카본섬유의 단사에 의한 가공성 저하나 굴곡 모들러스의 저하를 방지할 수 있고， 카본 섬유간 네트워킹을 형성하여 우수한 전기전도도를 가질 수 있다. 상기 사이징 농도는 TGA 의 열분석을 통해 측정할 수 있다.
바람직하게는 상기 열가소성 수지 (A)와 사이징에 적용되는 수지가 동일한 것이다. 예를 들면 연속상을 형성하는 (A) 열가소성 수지가 폴리아미드계 수지일 경우， 상기 카본 섬유의 사이징용 수지로 폴리아미드 수지가 바람직하게 적용될 수 있다. 또한 연속상을 형성하는 (A) 열가소성 수지가 에폭시 수지 혹은 폴리에스터계 수지이면 상기 카본 섬유의 사이징용 수지로 에폭시 수지가 바람직하게 적용될 수 있다.
상기 카본 섬유는 금속에 의해 코팅될 수 있다. 이 경우， 코팅 두께는 약 30nm 내지 약 200nm 가 바람직하다. 상기 범위에서 금속의 탈착이나 카본 섬유의 단사가 발생하지 않고, 우수한 전기전도도와 굴곡모들러스를 가질 수 있다.
이때 코팅되는 금속은 전도성을 갖는 것이면 특별한 제한은 없으며， 알루미늄， 스테인레스, 철， 크롬， 니켈， 블랙니켈， 구리， 은， 금， 백금 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용될 수 있다. 상기 코팅충은 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 제 3 필러는 전체 복합재중 약 10 내지 약 60 중량 %， 예를 들면 약 15 내지 약 50 중량 %， 바람직하게는 약 20 내지 약 45 중량 %, 더욱 바람직하게는 약 25 내지 약 40 중량 %로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 전도성과 유동성， 충격강도 및 굴곡 모들러스의 발란스를 얻을 수 있다.
구체예에서는 상기 제 3 필러는의 함량은 상기 열가소성 수지 (A)의 함량보다 크거나 같을 수 있다. 바람직하게는 상기 열가소성 수지 (A)와 상기 제 3 필러 (D)의 중량비는 약 1:1 내지 약 1:1.5 일 수 있다. 상기 범위에서 강성과 성형성의 발란스를 갖는다.
다른 구체예에서는 상기 제 3 필러는 제 1 필러와 제 2 필러의 총량에 대하여 약 ι~4배로 함유할 수 있다. 바람직하게는 상기 제 3 필러의 함량은 제 1 필러와 제 2 필러의 총량 보다 클 수 있다. 구체예에서 상기 제 3 필러와 상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C) 간 비율은 제 3 필러 (D):제 1 및 제 2 필러의 합 (B+C) = 1.8-2.5 ： 1 로 사용돨 수 있다. 상기 범위에서 우수한 물성 발란스를 얻을 수 있다.
(E) 관능기를 갖는 충격보강제
본 발명의 관능기를 갖는 층격보강제 (E)는 선택적으로 포함될 수 있다. 상기 관능기를 갖는 층격보강제 (E)는 고무에 열가소성 수지와 반웅성이 뛰어난 관능기가 그라프트된 구조를 갖는다.
구체예에서는 에틸렌-프로필렌 고무， 이소프렌 고무， 에틸렌 /옥텐 고무， 에틸렌 -프로필렌—디엔의 삼원공중합체, 스티렌—에틸렌-부타디엔-스티렌， 또는 이들의 조합인 고무에 무수말레산， 글리시딜 (메타)아크릴레이트， (메타)아크릴산 또는 옥사졸린 등과 같은 관능기를 그라프트 하여 제조할 수 있다. 중간블록은 수소화될 수 있다. 예를 들면， 폴리에틸렌 그라프트 무수말레익산 (PE-g— MA), 폴리프로필렌 그라프트 무수말레익산 (PP-g— MA), 에틸렌—프로필렌 고무 그라프트 무수말레익산 (EPR-g— MA), 에틸렌—옥텐 고무 그라프트 무수말레익산 (EOR-g-MA) 및 에틸렌ᅳ프로필렌—디엔 모노머 고무 그라프트 무수말레익산 (EPDM-g-MA), 폴리에틸렌 그라프트 아크릴산 (PE— g-AA), 에틸렌-프로필렌 고무 그라프트 아크릴산 (EPR-g— AA)ᅳ 에틸렌 -옥텐 고무 그라프트 무수말레익산 (EOR-g— MA), 에틸렌ᅳ프로필렌 -디엔 모노머 고무 그라프트 아크릴산 (EPDM-g-AA), 스티렌- 에틸렌ᅳ부타디엔-스티렌-말레익 언하드리드 그라프트 공중합체 (SEBS—g-MA) 등이 사용될 수 있으며， 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수있다. 상기 관능기를 갖는 충격보강제 (E)는 전체 복합재중 10 중량 % 이하, 예를 들면 약 1 내지 약 10 중량 %, 바람직하게는 약 3 내지 약 8 중량 %， 더욱 바람직하게는 약 4 내지 약 7.5 중량 %로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 충격강도 및 굴곡 모들러스를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명의 복합재는 난연제, 가소제， 커플링제， 열안정제， 광안정제， 이형제， 분산제， 적하방지제 및 내후안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 복합재는 통상의 열가소성 수지 조성물의 성형방법이 그대로 적용될 수 있다. 예를 들면， 각 성분을 압출기에 투입하여 펠렛형태로 제조하고, 상기 제조된 펠렛은 사출성형， 압축성형， 캐스팅성형 등을 통해 다양한 형태로 제조될 수 있다. 도 1 은 본 발명의 한 구체예에 따른 복합재의 개략적인 모식도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이， 성형된 복합재는 열가소성 수지 (50)가 연속상을 형성하고， 상기 연속상에 제 1 필러 (10)， 제 2 필러 (20) 및 제 3 필러 (30)가 분산상을 형성하며, 상기 제 2 필러 (20)의 표면에 상기 제 1 필러 (10)가 연속적 혹은 블연속적으로 둘러싼 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 복합재의 개략적인 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이， 성형된 복합재는 열가소성 수지 (50)가 연속상을 형성하고， 상기 연속상에 제 1 필러 (10)， 제 2 필러 (20)， 카본섬유 (30) 및 관능기를 갖는 층격보강제 (40)가 분산상을 형성하며， 상기 제 2 필러 (20)의 표면에 상기 제 1 필러 (10)가 연속적 혹은 불연속적으로 둘러싼 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 복합재의 성형물은 ASTM D790 에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이고， ASTM D257 에 의하여 1GHz 에서 EMI 차폐가 약 40dB이상， 표면저항이 약 5.0 Ω 이하일 수 있다.
한 구체예에서는 상기 성형물은 ASTM D790 에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이고, ASTM D257 에 의한 1 GHz 에서 EMI 차폐가 약 40dB이상， 표면저항이 약 3.0 Ω 이하 일 수 있다.
한 구체예에서는 상기 성형물은 ASTM D790 에 의한 3.2 mm 두께에서 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며， ASTM D256 에 의한 3.2 mm 두께에서 Izod 층격강도가 약 8 kgfcm/cm 이상이고， 1 GHz, 표면저항이 약 5.0 Ω-cm 이하 일 수 있다. 본 발명의 복합재는 우수한 전자파 차폐성과 전도성, 기계적 물성， 성형성을 가지므로 휴대용 디스플레이 제품의 LCD 보호용 브라켓， 각종 전자파 차폐 재료에 바람직하게 적용될 수 있다. 이하， 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만， 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
【발명의 실시를 위한 형태】 실시예
하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
(A) 열가소성 수지
(A1)융점이 27C C인 PA66 제품으로 Dupont 사의 ZYTEL 101 F 제품을 사용하였다.
(A2)융점이 30CTC인 PA10T제품으로 Evonik의 TGP-3567을 사용하였다. (A3)융점이 260 °C인 PET로 Anychem사의 A1100 을 사용하였다.
(A4)융점이 24C C인 PA 제품으로 Toyobo사의 T600 제품을 사용하였다.
(B) 제 1 필러
(B1)융점이 215°C인 solder powder로 덕산하이메탈의 F05를 사용하였다. (B2)융점이 220°C인 solder powder로 덕산하이메탈의 SA35를 사용하였다.
(C) 제 2 필러
(C1)융점이 100CTC 이상인 Silver coated Cupper 로 선경 ST 의 SCC 를 사용하였다.
(C2)융점이 100C C 이상인 니켈 파우더 (Sulzer, 1231)를 사용하였다.
(C3)융점이 900°C 이상인 니켈 코팅된 그라파이트 (Sulzer, 2708)를 사용하였다.
(D) 제 3 필러
(Dl) Polyurethan 계 수지로 sizing 되어있고 sizing content 가 2.75%, diameter 7} 7.2 /m인 Zoltek사의 PANEX PX35CA0250-65를 사용하였다.
(D2)Nickel coated Carbon Fiber： Toho사의 Tenax MC를 사용하였다.
(D3)Polyamide 계 수지로 sizing 되어있고 sizing content 가 3.5%, diameter가 7.2 ι인 ToHo Tenex사의 HT C603을 사용하였다. (E)층격보강제
(EDSEBS 제품으로 SHELL 사의 KRATON Gl 651 제품을 사용하였다.
(E2)S.B.S Block copolymer 제품으로 ASAHI CHEM 사의 TUFPRENE A 제품을 사용하였다.
(E3) Maleic Anhydride (MA) } 그래프트 된 EOR(EOR-g-MA) 제품으로
DUPONT 사의 FUSABOND MN493D 제품을 사용하였다.
(E4)Maleic Anhydride (MA) 7> 그래프트 된 SEBS(SEBS— g-MA) 제품으로 SHELL 사의 KRATON FG1901X 제품을 사용하였다.
(F) 열안정제 및 활제 : 열안정제로 CIBA chemical 의 IRGANOX1010 을, 활제로 ethylene bis stearate 를 1 : 1 로 흔합하여 사용하였다. (A)~(E)의 총함량 100 중량부 기준으로 0.5 중량부 첨가하였다.
【표 1】 실시예 1~9 및 비교예 1~9
상기 각 성분을 하기 표 1 및 2 에 나타난 함량으로 통상의 흔합기에서 흔합하고 L/D=35, =45mm 인 이축 압출기를 이용하여 압출한 후， 압출물을 펠렛 형 태로 제조하였다. 제조된 펠렛을 i(xrc 4 시간 열풍건조기에서 건조 후 사출온도 290°C에서 물성 측정 및 ΕΜΙ·저항성 등 웅용 평가를 위 한 시편을 제조하였다. 이들 시 편은 23 °C , 상대습도 50%에서 48 시간 방치 한 후 ASTM 규격에 따라 물성을 측정하였다. 평가방법 :
(1) 굴곡모들러스 ： ASTM D790 에 의해 6.4 mm 두께에서 2.8 mm/min 조건으로 평 가하였으며， 단위는 GPa 이다.
(2) 비중: ASTM D792 에 의해 측정하였다.
(3) 스파이 럴 플로우 (spiral flow): 6oz 사출기로 성 형온도 320°C , 금형온도 60 °C , 사출압 50%， 사출속도 70%의 일정한 조건에서 두께 2mm 인 spiral 형 태의 금형에 사출하여 사출물의 길이 (mm)를 측정하였다.
(5) EMI 차폐성 (dB): 샘플을 23 °C , 상대 습도 50% 하에 48 시간 동안 방치 한 후 EMI D257 에 준하여 1GHz 에서 2t 두께의 샘플 (6X6)에 대한 전자파 차폐 성능을 측정하였다.
(6) 표면저항: 10mm* 10mm 의 면적을 가지는 구리 tab 을 제작후 asahi 4201 저항측정 기를 이 용하여 3.2t 두께 사출시 편에 대해 평 가하였다 (^cm). 【표 1】
Figure imgf000016_0001
【표 2】
Figure imgf000017_0001
표 2 에서 보는 바와 같이 실시 예 1-9 는 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며， 사출 성 형성 (320 °C)이 200 mm 이상， EMI 차폐효과가 40 dB 이상， 표면저항이 약 5.0 Ω 이 하임을 확인할 수 있었다.
도 3 은 비교예 1 의 표면 주사현미 경 (SEM) 사진 (a)과 구리 (Cu)의 표면 에너지 분산 분석 (EDS) 사진 (b)이고， 도 4 는 실시 예 1 의 표면 주사현미경 사진 (a)과 주석 (Sn)의 표면 에너지 분산 분석 사진 (b) 및 구리 (Cu)의 표면 에너지 분산 분석 사진 (c)이다. 비교예 1의 경우 표면에서 주석 성분은 검출되지 않았다.
비교예 1 과 실시예 1 을 비교하여 보면， 게 1 필러가 없는 경우 표면에 제 2 필러가 적게 배향되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표면저항이 5 Ω 이상인 것을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 2와 실시예 2를 비교하여 보면， 비교예 2에서 실시예 2의 제 1 필러 및 제 2 필러의 함량 (각 10 증량 %)의 합에 해당하는 함량 (20 중량 %)으로 제 2 필러를 함유하는 경우에도， 비교예 2 의 전기전도도가 실시예 2 의 전기전도도와 비교하여 기준에 미치지 못하는 것을 확인할 수 있다.
비교예 3 과 같이 제 1 필러를 단독으로 사용하는 경우에도 전기전도도가 기준에 미치지 못하는 것을 확인할 수 있다. 즉， 제 1 필러 및 제 2 필러를 동시에 사용하는 경우에 제 1 필러 및 제 2 필러의 금속 성분이 표면 배향되어 표면 저항이 낮아지고 전기전도도가 향상되는 것을 확인할 수 있다.
비교예 4~5 와 같이 전도성 섬유 필러가 없거나 10 증량 % 미만으로 함유되는 경우에는 원하는 굴곡 강성， EMI 전자파 차폐성， 전기전도성 등의 특성을 얻지 못한다.비교예 6 과 같이 제 2 필러의 함량이 지나치게 높아지거나， 비교예 7 과 같이 제 3 필러의 함량이 60 중량 %를 초과하여 함유되면 사출 성형성에 문제가 나타난다. 비교예 8 과 같이 제 2 필러와 게 3 필러의 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 경우 굴곡강도 및 차폐효과가 현저히 떨어지고， 높은 표면저항을 보이는 것을 알 수 있다.
비교예 9 와 같이 열가소성 수지의 융점 대비 제 1 필러의 융점이 30 °C이상 낮지 않은 경우에는 제 1 필러 및 제 2 필러의 금속 성분이 표면으로 배향되지 않아 표면에서의 전기전도도가 낮아진다.
이와 같이 실시예 1~9 및 비교예 1~9 를 통해서 본 발명의 성분 함량 수치 범위 내에서 원하는 기준 이상의 물성을 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 실시예 10 14및 비교예 10 12： 표면 처리된 카본섬유적용
상기 각 성분을 하기 표 3 및 4 에 나타난 함량으로 변경한 것을 제외하고는 상기와 동일하게 수행하였다. 물성 평가는 하기의 방법으로 하였다.
(1) 굴곡모들러스 ： ASTM D790 에 의해 3.2 mm 두께에서 1.4 mm/min 조건으로 평가하였으며， 단위는 GPa이다.
(2) 비중: ASTMD792 에 의해 측정하였다. (3) 스파이럴 플로우 (spiral flow): 6oz 사출기로 성형온도 320°C, 금형은도 60 °C, 사출압 50%， 사출속도 70%의 일정한 조건에서 두께 2mm 인 spiral 형태의 금형에 사출하여 사출물의 길이 (mm)를 측정하였다.
(4) EMI 차폐성 WB): 샘플을 23°C, 상대 습도 50% 하에 48 시간 동안 방치한 후， EMI D257 에 준하여 1GHz에서 2t두께의 샘플 (6X6)에 대한 전자파 차폐 성능을 측정하였다.
(5) 표면저항: 10mm*10mm의 면적을 가지는 구리 tab 을 제작후 asahi 4201 저항측정기를 이용하여 3.2t두께 사출시편에 대해 평가하였다 (Ω).
(6) 체적저항: ASTMD257에 준하여 3.2t두께 사출시편에 대해 평가 하였다.
[표 3]
Figure imgf000019_0001
[표 4]
Figure imgf000020_0001
상기 표 3 및 4에 나타난 바와 같이， 실시예 10-14는 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며, EMI차폐효과가 40 dB 이상, 표면저항이 3.0 Ω 이하로 우수한 것을 알 수 있다.
이에 비해 제 2 필러를 적용하지 않은 비교예 10과 제 1 필러를 적용하지 않은 비교예 11 는 전기전도도가 떨어진 것을 알 수 있다. 한편， 열가소성 수지 (A)와 제 1 금속 필러 (B)간 융점 차이가 30도 미만인 비교예 12는 전기전도도가 좋지 않은 결과를 나타내었다. 실시예 15-20및 비교예 13~15： 관능기를 갖는충격보강제 적용 상기 각 성분을 하기 표 5 및 6 에 나타난 함량으로 변경한 것을 제외하고는 상기와 동일하게 수행하였다. 물성 평가는 하기의 방법으로 하였다.
(1) 굴곡모들러스 ： ASTM D790 에 의해 3.2 mm 두께에서 1.4 mm/min 조건으로 평가하였으며, 단위는 GPa이다.
(2) 비중: ASTMD792 에 의해 측정하였다.
(3) Izod 층격강도 (unnotched): 231에서 ASTM D256 에 의해， 3.2 mm 두께에서 평가하였으며， 단위는 kgfcm/cm이다.
(4) 스파이럴 플로우 (spiral flow): 6oz 사출기로 성형온도 32CTC, 금형온도 60 °C, 사출압 50%， 사출속도 70%의 일정한 조건에서 두께 2mm 인 spiral 형태의 금형에 사출하여 사출물의 길이 (mm)를 측정하였다.
(5) EMI 차폐성 (dB): 샘플을 23 °C, 상대 습도 50% 하에 48 시간 동안 방치한 후, EMI D257 에 준하여 1GHz에서 It 두께의 샘플 (6X6)에 대한 전자파 차폐 성능을 측정하였다.
(6) 표면저항: 10mm* 10mm 의 면적을 가지는 구리 tab 을 제작후 asahi 4201 저항측정기를 이용하여 3.2t 두께 사출시편에 대해 평가하였다 ( em).
[표 5]
Figure imgf000022_0001
[표 6]
Figure imgf000023_0001
상기 표 5 및 6에 나타난 바와 같이， 실시예 15-20은 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며, EMI 차폐효과가 40 dB 이상， 표면저항이 약 5.0 Ω 이하， Izod 충격강도 8kgf.cm/cm 이상， spiral(320°C) 200 mm 이상으로 이 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 15 와 비교예 13 를 비교하여 보면 (B)제 1 필러가 부재시 표면에 (C)제 2 필러가 덜 배향됨을 확인할 수 있으며， 이로 인해 표면저항이 증가함을 알 수 있다. (C)제 2 필러를 적용하지 않은 비교예 14 는 저항이 증가하였으며， EMI 차폐효과가 떨어진 것을 알 수 있다. (D)카본섬유를 적용하지 않은 비교예 15 는 굴곡모들러스가 현저히 떨어졌으몌 표면저항이 급격히 증가하여 차폐성능이 가장 좋지 않게 나타났다. 이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나， 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims

【특허청구범위】 【청구항 1】 (A) 열가소성 수지 약 10~84 중량 (B) 제 1 필러 약 5~35 중량 %; (C) 제 2 필러 약 1~20 중량 %; 및 (D) 제 3 필러 약 10 60 중량 %; 를 포함하여 이루어지며， 상기 제 3 필러 (D)는 전도성 섬유이고, 상기 열가소성 수지 (A), 상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C) 의 융점은 하기 식 1 을 층족하는 것을 특징으로 하는 복합재:
[식 1]
Tma-30 t > Tmb, Tma+500 t< Tmc
(상기에서, Tma 는 열가소성 수지 (A)의 융점 (°C), Tmb 는 제 1 필러 (B)의 융점 (°C), Tmc는 제 2 필러 (C)의 융점 ΓΟ).
【청구항 2】
제 1항에 있어서， 상기 제 3 필러는 제 1 필러와 제 2 필러의 총량에 대하여 약 1~4배로 함유하는 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 3】
제 1항에 있어서， 상기 제 3 필러의 함량은 제 1 필러와 제 2 필러의 총량 보다 큰 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서， 상기 제 2 필러는 상기 제 1 필러보다 전기전도도가 높은 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서， 상기 제 2 필러는 파우더 또는 섬유상인 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 6】
제 1 항에 있어서， 상기 제 1 필러 (B) 및 상기 제 2 필러 (C)의 중량비는 약 1:1 내지 3:1 인 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서， 상기 제 3 필러는 카본 섬유 또는 표면 처리된 카본 섬유인 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 8】
제 7항에 있어서, 상기 표면 처리된 카본 섬유는 카본 섬유의 표면이 금속으로 코팅되거나 수지로 사이징 (SIZING) 된 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 9】
제 8 항에 있어서， 상기 카본섬유에 코팅되는 금속은 알루미늄， 스테인레스， 철， 크름, 니켈， 블랙니켈， 구리, 은， 금， 백금으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 포함하는 복합재.
【청구항 10】
제 1 항에 있어서， 상기 제 3 필러는 직경이 약 3 내지 약 10 卿인 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 11】
제 1 항에 있어서， 상기 열가소성 수지 (A)는 결정성 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 고충격 및 고강성 전자파 차폐 복합재.
【청구항 12】
제 1 항에 있어서， 상기 열가소성 수지 (A)는 폴리아세탈 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지， 방향족 비닐계 수지， 폴리에스테르 수지， 비닐계 수지， 폴리페닐렌에테르 수지， 폴리올레핀 수지， 아크릴로니트릴 -부타디엔-스티렌 공중합체 수지， 폴리아릴레이트 수지， 폴리아미드 수지， 폴리아미드이미드 수지， 폴리에테르 수지， 폴리설파이드 수지, 폴리아릴설폰 수지， 폴리에테르이미드 수지， 폴리에테르설폰 수지， 폴리페닐렌 설피드 수지， 불소계 수지， 폴리아세탈 수지， 폴리이미드 수지， 폴리에테르케톤 수지， 폴리벤족사졸 수지， 폴리옥사디아졸 수지, 폴리벤조티아졸 수지， 폴리벤지미다졸 수지, 폴리피리딘 수지, 폴리트리아졸 수지， 폴리피를리딘 수지， 폴리디벤조퓨란 수지， 폴리설폰 수지， 폴리우레아 수지， 폴리포스파젠 수지 및 액정중합체 수지 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 13】
제 1항에 있어서， 상기 복합재는 난연제， 가소제， 커플링제， 열안정제, 광안정제， 이형제， 분산제， 적하방지제 및 내후안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 14】
제 1 항에 있어서， 상기 제 3 필러 (D)의 함량은 상기 열가소성 수지 (A)의 함량보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 15】
제 1 항에 있어서， 상기 복합재는 (E)관능기를 갖는 층격보강제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 16】
제 15 항에 있어서, 상기 충격보강제 (E)는 무수말레산, 글리시딜 (메타)아크릴레이트， (메타)아크릴산 또는 옥사졸린으로 그라프트되어 관능화된 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 17】 ᅳ
제 1 항에 있어서， 상기 제 1 필러의 융점은 상기 제 2 필러의 융점보다 약
700 °C 이상 더 낮은 것을 특징으로 하는 복합재.
【청구항 18】
제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항의 복합재의 성형물로서，
열가소성 수지가 연속상을 형성하고，
상기 연속상에 제 1 필러， 제 2 필러 및 제 3 필러를 포함하는 분산상이 분산되어 있으며，
상기 게 1 필러의 융점은 상기 제 2 필러의 융점보다 약 700 °C 이상 더 낮으며， 상기 제 2 필러의 표면에 상기 제 1 필러가 연속적 흑은 불연속적으로 둘러싼 구조를 갖는 성형물. ,
【청구항 19] 제 18항에 있어서, 상기 성형물은 ASTM D790에 의한 3.2 mm두께에서 굴곡 모들러스가 약 25 GPa 이상이며， ASTM D257 에 의한 1 GHz 에서 EMI 차폐가 약 40dB이상， 표면저항이 약 5.0 Ω-cm 이하인 성형물.
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