KR101449268B1 - Two layer composite for absorbing low frequency electromagnetic wave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전장부품에서 발생하는 전자파 노이즈를 효과적으로 흡수하여 제거하기 위한 이중층 구조의 전자파 흡수체에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 전자부품은 서로 간에 미세한 전자기파 방해에 민감하여 쉽게 오동작을 일으킨다. 이러한 전자기파 장해에 대한 대책으로, 전자기파를 금속으로 반사시켜 차폐하는 전자기파 차폐기법과, 전자기파 흡수체에 의해 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수기법이 있는데, 상기 전자기파 차폐기법은 차폐된 불요 전자기파가 추가적인 피해를 유발하는 단점이 있기 때문에 최근에는 전자기파 흡수기법이 많이 이용되고 있다. Generally, electronic components are susceptible to fine electromagnetic wave interference between them, which easily causes malfunctions. As a countermeasure against such electromagnetic wave disturbance, there are an electromagnetic wave shielding technique for shielding and shielding electromagnetic waves by metal, and an electromagnetic wave absorption technique for absorbing electromagnetic waves by an electromagnetic wave absorber. In the electromagnetic wave shielding technique, the shielded unnecessary electromagnetic wave causes additional damage In recent years, electromagnetic wave absorption techniques have been widely used because of disadvantages.
종래의 단층형 전자기파 흡수체는 유전성 손실물질 또는 자성 손실물질 단독으로 이루어져 전자기파를 흡수하는 역할을 하며, 특히 2GHz 이상의 고주파 영역에서 흡수성능을 나타내는 특성이 있다.The conventional single-layer type electromagnetic wave absorber is composed of a dielectric lossy material or a magnetic lossy material alone, and absorbs electromagnetic waves. In particular, it exhibits absorption performance in a high frequency range of 2 GHz or more.
예를 들면, 일본특허출원공개공보 제2003-193103호(2003.7.9 공개)에서는 연자성 금속분말을 고무 또는 플라스틱 매트릭스 내에 분산하여 시트형상으로 제조함으로써 20~30GHz의 광역주파수대에서 각각 대략 30dB 정도로 우수한 반사손실을 갖는 전자파 흡수체를 설명한다.For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-193103 (published on September 7, 2003), soft magnetic metal powder is dispersed in a rubber or plastic matrix and produced in a sheet form, An electromagnetic wave absorber having a reflection loss will be described.
일반적으로 500MHz 이하의 주파수 영역은 고주파에 비해 자기적인 성격이 강하고 파장이 커서 효과적인 제거가 쉽지 않다.In general, the frequency range below 500 MHz is more magnetic in character than the high frequency, and the wavelength is so large that effective removal is not easy.
최근에는 전자파 흡수체 시트를 제조하기 위하여 내부에 충전되는 재료로서 평판형의 연자성 금속분말을 사용한다. 전자파 흡수체 시트는 고무 수지에 센더스트(Sendust, Fe-Si-Al 합금), 니켈-철(Ni-Fe) 합금, 철-실리콘-크롬(Fe-Si-Cr) 합금 등의 분말을 충전시킨 후, 이를 이용하여 일정한 두께를 갖는 시트 형태의 제품으로 성형 제작되고 있다. In recent years, a plate type soft magnetic metal powder is used as a material to be filled in the inside in order to manufacture an electromagnetic wave absorber sheet. The electromagnetic wave absorber sheet is produced by filling a rubber resin with powders such as Sendust (Fe-Si-Al alloy), Ni-Fe alloy and Fe-Si-Cr alloy , And is molded and manufactured into a sheet-shaped product having a certain thickness using the same.
이러한 종래의 전자파 흡수체 시트는 대부분 고주파영역의 전자파를 흡수하는 동시에 전자파 흡수효율을 높이기 위해 두꺼운 다층 구조를 적용하고 있다. Most of such conventional electromagnetic wave absorber sheets employ a thick multilayer structure in order to absorb electromagnetic waves in a high frequency range and to increase electromagnetic wave absorption efficiency.
또한 최근에 더욱 엄격해지고 있는 전자파차폐 장해규격을 만족하기 위해 더욱 높은 차폐효과가 요구되고 있는바, 이를 위해서는 더욱 많은 금속분말을 플라스틱에 분산시켜야 한다. 즉, 더욱 높은 차폐효과를 얻기 위해서는 다량의 금속분말을 분산시킨 플라스틱을 이용하여 전자파 흡수시트를 제작해야 한다.Further, in order to satisfy the electromagnetic shielding disturbance standard, which has become more strict in recent years, a higher shielding effect is required. To this end, more metal powder must be dispersed in the plastic. That is, in order to obtain a higher shielding effect, an electromagnetic wave absorbing sheet must be produced by using a plastic in which a large amount of metal powder is dispersed.
그러나 다량의 금속분말을 플라스틱에 분산시킬 경우, 전기전도도의 향상으로 전자파차폐 효과를 높일 수는 있으나, 충격강도를 비롯한 기계적 물성의 저하를 초래하여 전자파 차폐재로서 그 응용에 많은 제한이 따르게 된다. However, when a large amount of metal powder is dispersed in plastic, it is possible to increase electromagnetic wave shielding effect due to improvement of electric conductivity, but it causes deterioration of mechanical properties including impact strength, so that application of electromagnetic wave shielding material is restricted.
결국, 가격이 저렴하고 무게가 가벼우면서도 고강도여야 하고, 또한 제조 및 가공이 용이하며, 어떠한 사용환경하에서도 견딜 수 있는 전자파차폐 재료를 개발하는 것은 새로운 전자장치의 개발만큼이나 중요하게 되었다.
Ultimately, the development of electromagnetic shielding materials that are low in cost, light in weight, high in strength, easy to manufacture and process, and able to withstand any use environment has become as important as the development of new electronic devices.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 고안한 것으로서, 내부 다중반사를 일으키기 위한 판상의 전도성 필러와 전자파 흡수를 위한 전자파 흡수소재를 이용한 이중층 구조의 전자파 흡수체로서 전자파 흡수성능을 향상시키는 동시에 500MHz 이하의 저주파 영역에서 전자파를 효과적으로 흡수하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been devised in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an electromagnetic wave absorber having a double layer structure using a plate-like conductive filler for inducing internal multiple reflection and an electromagnetic wave absorbing material for electromagnetic wave absorption, And to provide a low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite material that effectively absorbs electromagnetic waves in a low frequency region.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부 다중반사를 일으키기 위한 판상의 전도성 필러를 포함하는 상부의 제1층과, 상기 제1층의 하부에 적층 결합되고 전자파를 흡수하기 위한 전자파 흡수소재를 포함하는 하부의 제2층으로 이루어진 전자파 흡수체인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재를 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic wave absorber comprising: an upper first layer including a plate-like conductive filler for generating internal multiple reflection; and an electromagnetic wave absorbing material laminated on the lower portion of the first layer and absorbing electromagnetic waves And a second layer of a lower layer including a lower layer of the electromagnetic wave absorber.
본 발명에 따른 전자파 흡수체는 종래의 단층형 전자기파 흡수체에 비해 전자파 흡수성능이 향상된 이중층 구조의 전자파 흡수용 복합재로서, 특히 전자파 흡수가 어려운 500MHz 이하의 저주파 영역에 대해 높은 흡수능을 나타내는 이점이 있다.The electromagnetic wave absorber according to the present invention is an electromagnetic wave absorbing composite material having an improved electromagnetic wave absorbing performance as compared with the conventional single layer electromagnetic wave absorber, and has an advantage of exhibiting a high absorption capacity for a low frequency region of 500 MHz or less which is difficult to absorb electromagnetic waves.
따라서 본 발명의 전자파 흡수용 복합재는 자동차의 여러 전장부품, 환경차량의 고전압부품, 휴대폰, 디스플레이 기기 등과 같이 전자파 노이즈의 제거가 필요한 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다.
Therefore, the electromagnetic wave-absorbing composite material of the present invention can be applied to various fields requiring removal of electromagnetic noise such as various electric parts of automobiles, high-voltage parts of environment vehicles, mobile phones, display devices and the like.
도 1은 본 발명에 따른 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재의 단면구조를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재의 전자파 흡수성능을 측정한 결과를 나타낸 그래프1 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite according to the present invention;
FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of the electromagnetic wave absorption performance of the low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite according to the present invention
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 500MHz 이하 주파수 영역의 전자파 흡수성능을 높인 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재에 관한 것으로, 특히 그라파이트 나노플레이트(Graphite nanoplate) 혹은 그래핀 나노플라트렛(Graphene_Nanoplatelets)을 포함하는 상부의 제1층과 투자율이 큰 소재인 센더스트와 페라이트 물질을 포함하는 하부의 제2층이 결합된 이중층 구조의 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite material having an enhanced electromagnetic wave absorption performance in a frequency region of 500 MHz or less, and more particularly, to a double-layered electromagnetic wave absorbing double- And a lower second layer containing a ferrite material and a heat transfer material, which is a large material, are combined with each other.
본 발명의 이중층 복합재는 전자부품에서 발생된 전자파 노이즈가 제1층을 통과하면서 전도성 판상입자인 그라파이트 나노플레이트를 만나 내부 다중반사에 의해 약화된 뒤 제1층을 통과한 일부 전자파가 제2층에 도달하여 흡수됨으로써 전체적인 전자파 흡수능이 향상된다. The double layer composite material of the present invention is a double layer composite material in which electromagnetic noise generated from an electronic component meets a graphite nanoplate as a conductive platelet particle while passing through the first layer and is weakened by internal multiple reflection and then some electromagnetic waves passing through the first layer The electromagnetic wave absorbing ability of the whole is improved.
이러한 본 발명의 이중층 복합재는 기존의 단층형 전자기파 흡수체 대비 전자파 흡수성능이 향상된 효과를 제공할 수 있으며, 다양한 자동차의 전장부품, 환경차의 고전압부품, 휴대폰, 디스플레이 기기와 같이 전자파 노이즈의 제거가 필요한 분야에 다양하게 적용될 수 있다. Such a double layer composite material of the present invention can provide an effect of improving the electromagnetic wave absorbing performance compared to the conventional single layer electromagnetic wave absorber, and it is required to remove electromagnetic noise such as electric parts of various automobiles, high voltage parts of environment cars, It can be applied in various fields.
도 1에는 본 발명에 따른 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재의 단면구조가 도시되어 있다.1 shows a cross-sectional structure of a low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite according to the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재는 상부의 제1층(10)과 제1층(10)의 하부에 적층되어 결합되는 제2층(20)으로 구성된 이중층 시트구조의 전자파 흡수체로서, 상기 제1층(10)은 내부 다중반사를 일으키기 위해 판상의 전도성 필러를 첨가하여 성형하고, 상기 제2층(20)은 전자파 흡수를 위한 전자파 흡수소재를 첨가하여 성형한다.As shown in FIG. 1, the low-frequency electromagnetic wave absorbing double-layer composite according to the present invention includes a
상기 제1층(10)에 포함되는 전도성 필러는 나노 크기의 미소한 두께를 갖는 마이크로 사이즈의 판상형 전도성 필러로서, 그라파이트 나노플레이트가 사용될 수 있다.The conductive filler included in the
상기의 그라파이트 나노플레이트는 일반적인 구형의 전도성 분말이나 탄소나노튜브와 같은 실타래 형태의 전도성 물질과 달리 마이크로 사이즈의 판상 형태로 되어 있어 제1층(10)에 인입되는 전자파의 반사에 더 효과적이고, 또한 나노층의 판상구조로서 매트릭스 내에 다층으로 적층되어 포함되기 때문에 제1층(10) 내부로 인입된 전자파가 다중반사를 일으킬 때 더욱 효과적인 전자파 감쇄를 유도할 수 있게 된다.The graphite nano-plate is in the form of a micro-sized plate, unlike a conductive metal material such as a general spherical conductive powder or a carbon nanotube, and is more effective in reflecting electromagnetic waves introduced into the
또한 그라파이트 나노플레이트는 나노 크기의 미소한 두께를 가짐으로, 마이크로 사이즈의 두께를 갖는 필러에 비해, 매트릭스 내부에서 더 많은 수의 다층구조(또는 적층구조)의 효과를 나타낼 수 있어 저주파 영역에서 전자파의 제거에 용이하다.In addition, since the graphite nanoplate has a nano-sized minute thickness, it can exhibit a larger number of multi-layered structures (or laminated structures) inside the matrix as compared with a filler having micro-sized thicknesses. It is easy to remove.
제1층(10)을 통과하여 약화된 전자파는 고투자율의 전자파 흡수소재가 포함된 하부의 제2층(20)을 통과하면서 한번 더 약화된다.The weakened electromagnetic wave passing through the
따라서 상기의 전자파 흡수체는 전체적인 전자파 흡수성능을 향상시키는 동시에 500MHz 이하의 저주파 영역에서 전자파 흡수효율을 증가시킬 수 있게 된다.Therefore, the electromagnetic wave absorber can improve the electromagnetic wave absorption performance as a whole and increase the electromagnetic wave absorption efficiency in a low frequency range of 500 MHz or less.
전자파 흡수체의 경우 전자파 흡수능을 높이기 위해서는 기존과 같은 단층형 흡수시트의 구조를 적용하는 것보다 이중층 구조를 적용하는 것이 더 바람직하다.In the case of the electromagnetic wave absorber, it is more preferable to apply the double layer structure to the electromagnetic wave absorber than to apply the structure of the conventional single-layer type absorptive sheet in order to enhance the electromagnetic wave absorption ability.
따라서 본 발명에서는 전술한 바와 같이 나노 두께를 갖는 마이크로 사이즈의 판상형 전도성 필러를 사용하여 일정한 두께의 제1층(10)에서 다층구조를 유도하여 효과적인 전자파 제거를 도모한다.Accordingly, in the present invention, by using a micro-sized plate-shaped conductive filler having a nano thickness as described above, a multi-layer structure is induced in the
이중층 구조의 전자파 흡수체를 본 발명의 구조와 반대로 상층과 하층을 구성하면, 다시 말해 상부의 제1층과 하부의 제2층을 역으로 배치하여 이중층 구조의 전자파 흡수체를 구성하면, 기존의 단층형 전자기파 흡수체에 비해 전자파 흡수효율이 저감되는 결과를 보이게 되는데, 이는 전자파 흡수체의 상층이 전자파 흡수소재를 함유한 흡수층으로 구성되고 하층이 판상의 전도성 필러를 함유한 필러층으로 구성될 경우 전자파 흡수체에 인입되는 전체 전자파 중 상층의 흡수층을 통과한 일부의 전자파만이 하층의 필러층에 도달하여 필러층을 통과하게 됨으로 판상 필러(그라파이트 나노플레이트)에 의한 전자파 감쇄 효과가 제대로 발현되지 못하게 된다.If the electromagnetic wave absorber of the double layer structure is constituted by reversing the structure of the upper layer and the lower layer opposite to the structure of the present invention, that is, by disposing the first layer and the lower layer on the upper side in reverse, When the upper layer of the electromagnetic wave absorber is composed of an absorbing layer containing an electromagnetic wave absorbing material and the lower layer is composed of a filler layer containing a plate-shaped conductive filler, the electromagnetic wave absorber Only a part of the electromagnetic waves passing through the upper absorption layer of the electromagnetic waves reach the lower layer filler layer and pass through the filler layer, so that the electromagnetic wave attenuating effect due to the plate-like filler (graphite nanoplate) can not be properly manifested.
따라서 전자파 흡수능을 향상시키기 위한 다층구조의 전자파 흡수체를 제작할 경우 각 층을 구성하는 소재의 특성을 이용한 배치순서를 고려하는 것이 필요하다.Therefore, when a multi-layered electromagnetic wave absorber for improving the electromagnetic wave absorption ability is manufactured, it is necessary to consider the arrangement order using the characteristics of the materials constituting each layer.
특히 500MHz 이하의 저주파 영역은 TV, 라디오 등의 브로드케스팅 주파수 대역으로 노이즈에 대한 민감도가 높은 부분이다. 이 영역에서 전자파 흡수능을 높이기 위해서는 종래의 단일 흡수층만을 사용해서는 한계가 있다. Particularly, the low frequency region of 500 MHz or less is a broadcasting frequency band of TV, radio, etc., and is highly sensitive to noise. In order to increase the electromagnetic wave absorbing ability in this region, there is a limitation in using only the conventional single absorption layer.
이에 본 발명에서는 전술한 바와 같이 나노 크기의 두께를 갖는 마이크로 사이즈의 판상 전도성 필러를 포함하는 제1층(10)과 상기 제1층(10)을 통과한 전자파를 흡수하기 위한 고투자율의 전자파 흡수소재를 포함하는 제2층(20)으로 구성된 이중층 구조의 전자파 흡수체를 제공한다.Accordingly, in the present invention, the
상기 제1층(10)과 제2층(20)은 관심 주파수 영역(즉, 전자파 흡수를 위한 주요 주파수 영역)에 따라 두께를 달리하여 구성되며, 인서트 사출을 통해 결합되거나 압축성형을 통해 결합되어 이중층 구조의 전자파 흡수체를 구성하게 된다.The
상기 제1층(10)의 전도성 필러로는 판상의 그라파이트 나노플레이트를 사용하며, 제2층(20)의 전자파 흡수소재로는 투자율이 높은 센더스트와 페라이스 소재 중 선택된 1종을 사용하거나 또는 선택된 2종을 혼합하여 사용한다.As the conductive filler of the
이하, 본 발명에 따른 전자파 흡수체, 즉 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the electromagnetic wave absorber according to the present invention, that is, the low-frequency electromagnetic wave absorption double-layer composite material will be described in more detail.
상기 전자파 흡수체는 전자부품에서 발생한 전자파를 효과적으로 흡수하여 제거하기 위한 이중층 구조의 복합재로서, 상부의 제1층(10)은 폴리머에 전도성 필러를 첨가하여 제조되며, 그 두께는 최소 0.1㎜ 이상으로 형성됨이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제1층은 0.1 ~ 3.0 ㎜의 두께로 제작될 수 있다. The electromagnetic wave absorber is a double-layered composite material for effectively absorbing and removing electromagnetic waves generated in an electronic part. The first layer (10) on the upper part is manufactured by adding a conductive filler to a polymer and has a thickness of at least 0.1 mm or more . For example, the first layer may be formed to a thickness of 0.1 to 3.0 mm.
상기 전자파 흡수체를 구성하는 하부의 제2층(20)은 폴리머와 전자파 흡수소재를 혼합하여 제조되며, 그 두께는 최소 0.1㎜ 이상으로 형성됨이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제2층은 0.1 ~ 3.0 ㎜의 두께로 제작될 수 있다. The lower
이때 상기 제1층(10)과 제2층(20)의 두께를 조절하여 제1층(10)과 제2층(20)을 포함하는 이중층의 전자파 흡수체의 총 두께가 최소 0.5㎜ 이상이 되도록 함이 바람직하다. 예를 들면, 상기 전자파 흡수체는 0.5 ~ 6.0 ㎜의 두께로 제작될 수 있다. The total thickness of the double layer electromagnetic wave absorber including the
제1층(10)에 포함되는 전도성 필러로는 나노 크기의 두께를 갖는 마이크로 사이즈의 판상형 전도성 필러로서, 가로 및 세로의 너비가 각각 30 ~ 100㎛이고 두께가 200㎚ 이하인 그라파이트 나노플레이트를 사용한다. 예를 들면, 상기 전도성 필러의 두께는 20 ~ 200㎚ 일 수 있다.As the conductive filler included in the
상기 제1층(10)은 플레이트 타입의 전도성 필러인 그라파이트 나노플레이트를 폴리머에 분산하여 제조한다.The
제2층(20)에 사용되는 전자파 흡수소재로서 센더스트 및 페라이트 분말은 일반적으로 알려진 조성으로 제조하여 사용한다. 센더스트는 Fe-Si-Al 성분의 조성으로, 즉 Fe 85%, Si 9%, Al 6%의 조성으로 합성하여 사용하며, 플래이키(flaky) 상의 센더스트 분말을 사용한다. 페라이트는 일반적으로 NIZn, Ni, Co, NiCo 페라이트, NiZnCo 페라이트, NiZnCu 페라이트, NiZnMg 페라이트 등의 스피넬(spinnel) 구조의 페라이트가 사용될 수 있다. As the electromagnetic wave absorbing material used in the
상기 제1층(10) 및 제2층(20)의 폴리머는 전자파 흡수용 조성물의 구성성분인 전도성 필러, 센더스트 분말, 페라이트 분말을 균일하게 분산시키고, 전자파 흡수용 조성물 슬러리를 시트 형태로 성형할 수 있게 하는 매트릭스로 작용한다. The polymer of the
본 발명에서는 제1층(10) 및 제2층(20)의 폴리머 매트릭스로 열가소성 수지를 사용한다. 이때 사용되는 열가소성 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리이미드 중에서 선택된 1종을 사용하거나 또는 선택된 2종 이상으로 된 혼합물을 사용할 수 있다.In the present invention, a thermoplastic resin is used as the polymer matrix of the first layer (10) and the second layer (20). The thermoplastic resin used herein may be one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyalkylene terephthalate, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate, polysulfone and polyimide, Mixtures may be used.
상기와 같은 매트릭스 수지(폴리머)를 기준으로 제1층(10)에 첨가되는 전도성 필러의 첨가량은 10 ~ 60wt% 인 것이 바람직하다. 다시 말해, 상기 제1층(10)은 매트릭스 수지(열가소성 수지) 40 ~ 90wt% 와 전도성 필러 10 ~ 60wt% 로 이루어진 조성물로 구성될 수 있다.The amount of the conductive filler to be added to the
매트릭스 수지를 기준으로 상기 전도성 필러의 함유량이 10wt% 미만이면 전도성 필러의 첨가에 따른 전자파 차폐특성의 향상을 기대하기 어려우며, 상기 전도성 필러의 함유량이 60wt% 를 초과하면 매트릭스 수지에 첨가되는 전도성 필러의 부피 양이 많아져 제1층의 성형이 어렵게 된다. If the content of the conductive filler is less than 10 wt% based on the matrix resin, it is difficult to expect improvement of the electromagnetic wave shielding property due to the addition of the conductive filler. If the content of the conductive filler exceeds 60 wt%, the conductive filler added to the matrix resin The amount of the volume increases and molding of the first layer becomes difficult.
그리고, 제2층(20)에 첨가되는 센더스트 및 페라이트 분말의 함유량은 매트릭스 수지를 기준으로 30 ~ 70wt% 인 것, 다시 말해 제2층(20)에 사용되는 전자파 흡수소재의 함유량은 매트릭스 수지를 기준으로 30 ~ 70wt% 인 것이 바람직하다. The content of the electromagnetic wave absorbing material used in the
다시 말해, 상기 제2층(20)은 매트릭스 수지(열가소성 수지) 70 ~ 30wt% 와 전자파 흡수소재 30 ~ 70wt% 로 이루어진 조성물로 구성될 수 있다.In other words, the
예를 들면, 상기 제2층(20)은 열가소성 수지 70 ~ 30wt% 와 센더스트 30 ~ 70wt% 로 이루어진 조성물, 또는 열가소성 수지 70 ~ 30wt% 와 페라이트 30 ~ 70wt% 로 이루어진 조성물, 혹은 열가소성 수지 70 ~ 30wt% 와 센더스트 및 페라이트의 혼합물 30 ~ 70wt% 로 이루어진 조성물로 형성될 수 있다. For example, the
이때 전자파 흡수소재가 30wt% 미만이면 매트릭스 수지와 전자파 흡수소재로 이루어진 전자파 흡수용 조성물의 균일한 분산이 불충분하게 되고, 전자파 흡수소재가 70wt% 를 초과하면 제2층의 성형시 크랙 등이 발생할 수 있다.If the amount of the electromagnetic wave absorbing material is less than 30 wt%, the uniform dispersion of the electromagnetic wave absorbing composition made of the matrix resin and the electromagnetic wave absorbing material becomes insufficient, and if the electromagnetic wave absorbing material exceeds 70 wt% have.
또한 상기의 열가소성 수지로는 결정성 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 결정성 열가소성 수지는 이의 결정화시 플라스틱의 결정영역을 차지하여 첨가되어 있는 전도성 필러가 그 바깥쪽으로 밀려나게 하는 특성을 가짐으로 인해 전도성 패스(pass)를 비결정성 열가소성 수지보다 잘 형성하는 장점이 있다. As the thermoplastic resin, it is preferable to use a crystalline thermoplastic resin. The crystalline thermoplastic resin occupies a crystalline region of the plastic during its crystallization and has the advantage that the added conductive filler is pushed outwardly thereof, which is advantageous in that the conductive pass is better formed than the amorphous thermoplastic resin.
상기의 제1층(10)과 제2층(20)은 인서트 사출이나 압착을 통하여 서로 결합하게 되며, 시트나 성형물의 형태로 만들어진다. The
또한 본 발명의 전자파 흡수용 이중층 복합재는 산화방지제, 착색제, 이형제, 윤활제, 광 안정제와 같은 다양한 첨가제를 추가로 함유할 수 있으며, 이들 첨가제의 사용량은 원하는 최종 용도 및 특성을 포함한 다양한 요인에 따라 적절히 조정되어 적용될 수 있다.In addition, the electromagnetic wave-absorbing double-layer composite material of the present invention may further contain various additives such as an antioxidant, a colorant, a releasing agent, a lubricant, and a light stabilizer. The amount of these additives to be used may be appropriately adjusted depending on various factors, Can be adjusted and applied.
본 발명의 전자파 흡수용 이중층 복합재는 전자부품 등에서 발생한 전자파가 제1층으로 입사되면, 입사된 전자파가 제1층(10)을 통과하면서 매트릭스 상에 분산된 전도성 필러에 의해 다중반사를 일으켜 약화되며, 이때 소멸되지 못하고 상기 제1층(10)을 통과한 일부 전자파가 제2층(20)에 도달하여 전자파 흡수소재에 의해 다량 흡수되어 약화된다.In the electromagnetic wave absorbing double layer composite material of the present invention, when an electromagnetic wave generated from an electronic component or the like is incident on the first layer, the incident electromagnetic wave passes through the
상기의 전자파 흡수용 이중층 복합재는 이와 같은 전자파 약화(감쇄) 과정을 통해 전자파를 흡수 및 차단하여 전자파 흡수효율을 향상시킨 효과를 얻을 수 있으며, 이에 전자파 노이즈로 인한 전자부품의 성능 저하를 방지할 수 있게 되어, 자동차의 전장부품, 환경자동차의 고전압부품, 디스플레이 기기 등과 같이 전자파 노이즈를 차단해야 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
The above-described double-layered composite material for absorbing electromagnetic waves has the effect of absorbing and blocking electromagnetic waves through the attenuation process of electromagnetic waves to improve the absorption efficiency of electromagnetic waves, thereby preventing deterioration of performance of electronic components due to electromagnetic noise So that it can be applied to various fields such as electric parts of automobiles, high-voltage parts of environmental automobiles, display devices, and the like, which must block electromagnetic noise.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
실시예 1 : 이중층 전자파 흡수시트의 제조Example 1: Preparation of double layer electromagnetic wave absorbing sheet
제1층 The first layer 그라파이트Graphite 나노플레이트층Nanoplate layer 제조 Produce
그라파이트 나노플레이트 분말 20wt% 와 폴리프로필렌 80wt% 를 압출기에서 혼합하여 팰렛을 제조한 뒤 이를 사출성형하여 0.25㎜ 두께의 그라파이트 나노플레이트 복합재 시트를 제조하였다.20 wt% of graphite nanoplate powders and 80 wt% of polypropylene were mixed in an extruder to produce pellets, which were then injection-molded to produce a 0.25 mm thick graphite nanoplate composite sheet.
제2층 Second layer 센더스트를Sendust 포함한 흡수층 제조 Manufacture of absorbent layer
Fe 85%, Si 9%, Al 6%의 조성을 가진 Fe-Si-Al 혼합물을 에틸알콜과 유기첨가제(금속산화방지제, 분산제)를 투입하여 함께 어트리션밀로 5시간 동안 혼합한 뒤, 얻어진 슬러리를 건조 및 분쇄하여 플레이크(flake) 상의 센더스트 분말을 얻었다. 그리고 상기 센더스트 분말 60wt% 에 폴리에틸렌 40wt% 를 첨가하여 트윈롤링(twin rolling) 믹싱으로 컴파운딩하였다. Ethyl alcohol and an organic additive (metal antioxidant, dispersant) were added to an Fe-Si-Al mixture having a composition of 85% Fe, 9% Si, and 6% Al and mixed for 5 hours together with an induction mill. Was dried and pulverized to obtain a sendust powder on a flake. Then, 40 wt% of polyethylene was added to 60 wt% of the sentust powder and compounded by twin rolling mixing.
이렇게 1차 컴파운딩한 시트를 다시 트윈롤링 과정을 거쳐 최종단계의 두께 0.25㎜의 센더스트 복합재 시트를 제조하였다. The first compounded sheet was subjected to a twin rolling process to prepare a sensor sheet composite sheet having a final thickness of 0.25 mm.
이중층Double layer 복합재 시트 제조 Composite sheet manufacturing
상기 그라파이트 나노플레이트 복합재 시트를 상층인 제1층으로 하고 상기 센더스트 복합재 시트를 하층인 제2층으로 하여 적층한 뒤 압축 성형하여 이중층 복합재 시트를 제조하였다.The graphite nano plate composite sheet was laminated as a first layer which is an upper layer and the second layer which was a lower layer of the sensor composite material and then compression molded to prepare a double layer composite sheet.
전자파 흡수 특성 평가Evaluation of electromagnetic wave absorption characteristics
제조한 상기 이중층 복합재 시트의 전자파 흡수 특성은, 측정장비로 Aglient사의 네트워크 애널라이저(Network analyzer) E5071C를 이용하여, 45MHz~6GHz 범위의 주파수에서 파워손실(power loss)을 측정하여 평가하였다.
The electromagnetic wave absorption characteristics of the double-layer composite sheet thus prepared were evaluated by measuring the power loss at a frequency in the range of 45 MHz to 6 GHz using a network analyzer E5071C manufactured by Aglient Co., Ltd. as a measuring instrument.
비교예 1 : 역 이중층 전자파 흡수시트의 제조Comparative Example 1: Preparation of reversed double layer electromagnetic wave absorbing sheet
제1층 The first layer 센더스트를Sendust 포함한 흡수층 제조 Manufacture of absorbent layer
Fe 85%, Si 9%, Al 6%의 조성을 가진 Fe-Si-Al 혼합물을 에틸알콜과 유기첨가제(금속산화방지제, 분산제)를 투입하여 함께 어트리션밀로 5시간 혼합한 뒤, 얻어진 슬러리를 건조 및 분쇄하여 플레이크(flake) 상의 센더스트 분말을 얻었다. 그리고 상기 센더스트 분말 60wt% 에 폴리에틸렌 40wt% 를 첨가하여 트윈롤링(twin rolling)믹싱으로 컴파운딩하였다. Ethyl alcohol and an organic additive (metal antioxidant and dispersant) were added to an Fe-Si-Al mixture having a composition of 85% Fe, 9% Si and 6% Al and mixed for 5 hours with an induction mill. Dried and pulverized to obtain a sentust powder on a flake. Then, 40 wt% of polyethylene was added to 60 wt% of the sentust powder and compounded by twin rolling mixing.
이렇게 1차 컴파운딩된 시트를 다시 트윈롤링 과정을 거쳐 최종단계의 두께 0.25㎜의 센더스트 복합재 시트를 제조하였다. The first compounded sheet was subjected to a twin rolling process to prepare a sensor sheet composite sheet having a final thickness of 0.25 mm.
제2층 Second layer 그라파이트 나노플레이트층Graphite nanoplate layer 제조 Produce
그라파이트 나노플레이트 분말 20wt% 와 폴리프로필렌 80wt% 를 압출기에서 혼합하여 팰렛을 제조한 뒤 이를 사출하여 0.25㎜ 두께의 그라파이트 나노플레이트 복합재 시트를 제조하였다. 20 wt% of graphite nanoplate powder and 80 wt% of polypropylene were mixed in an extruder to prepare a pellet, which was then injected to prepare a 0.25 mm thick graphite nanoplate composite sheet.
이중층Double layer 복합재 시트 제조 Composite sheet manufacturing
상기 센더스트 복합재 시트를 상층인 제1층으로 하고 상기 그라파이트 나노플레이트 복합재 시트를 하층인 제2층으로 하여 적층한 뒤, 압축 성형하여 0.5㎜ 두께의 이중층 복합재 시트로 제조하였다. The sensor dust composite sheet was used as a first layer as an upper layer and the graphite nano plate composite sheet as a second layer as a lower layer, followed by compression molding to prepare a 0.5 mm thick double layer composite sheet.
전자파 흡수 특성 평가Evaluation of electromagnetic wave absorption characteristics
제조한 상기 이중층 복합재 시트의 전자파 흡수 특성은, 측정장비로 Aglient사의 네트워크 애널라이저(Network analyzer) E5071C를 이용하여, 45MHz~6GHz 범위의 주파수에서 파워손실(power loss)을 측정하여 평가하였다.
The electromagnetic wave absorption characteristics of the double-layer composite sheet thus prepared were evaluated by measuring the power loss at a frequency in the range of 45 MHz to 6 GHz using a network analyzer E5071C manufactured by Aglient Co., Ltd. as a measuring instrument.
비교예 2 : 단층 센더스트 폴리머 복합재 시트의 제조Comparative Example 2: Production of single layer sensor fiber composite material sheet
Fe 85%, Si 9%, Al 6%의 조성을 갖는 Fe-Si-Al 혼합물을 에틸알콜과 유기첨가제(금속산화방지제, 분산제)를 투입하여 함께 어트리션밀로 5시간 혼합한 뒤, 얻어진 슬러리를 건조 및 분쇄하여 플레이크(flake) 상의 센더스트 분말을 얻었다. 그리고 상기 센더스트 분말 60wt% 에 폴리에틸렌 40wt% 를 첨가하여 트윈롤링(twin rolling)믹싱으로 컴파운딩하였다. Ethyl alcohol and an organic additive (metal antioxidant, dispersant) were added to an Fe-Si-Al mixture having a composition of 85% Fe, 9% Si and 6% Al, and the mixture was mixed with an induction mill for 5 hours. Dried and pulverized to obtain a sentust powder on a flake. Then, 40 wt% of polyethylene was added to 60 wt% of the sentust powder and compounded by twin rolling mixing.
이렇게 1차 컴파운딩된 시트를 다시 트윈롤링 과정을 거쳐 최종단계의 두께 0.5㎜의 센더스트 폴리머 복합재 시트를 제조하였다.
The first compounded sheet was subjected to a twin rolling process to prepare a sensor fiber composite sheet having a final thickness of 0.5 mm.
도 2에 보이듯이, 실시예 1의 이중층 복합재 시트의 경우 비교예 2의 단층 복합재 시트에 비해 전자파 흡수성능이 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 통해 동일한 두께의 단층구조 복합재보다 다층구조 복합재에서 더 높은 전자파 흡수특성을 나타냄을 알 수 있다. As shown in Fig. 2, the double-layer composite sheet of Example 1 showed higher electromagnetic wave absorption performance than the single-layer composite sheet of Comparative Example 2. As a result, it can be seen that the multi-layered composite material exhibits higher electromagnetic wave absorption characteristics than the single-layered composite material of the same thickness.
또한 이중층 구조의 복합재 시트 중, 제1층을 그라파이트 나노플레이트 복합재 시트로 구성한 실시예 1과 제1층을 센더스트 복합재 시트로 구성한 비교예 1을 비교해보면 실시예 1의 경우에 전자파 흡수능이 더 높게 나타남을 알 수 있다.In comparison with the composite sheet of the double-layer structure in which the first layer was composed of a graphite nanoplate composite sheet and the first layer was composed of a sensor composite composite sheet, in the case of Example 1, Can be seen.
이는 나노 두께를 갖는 그라파이트 나노플레이트 입자에 의해 제1층 내부에 전도성의 다층구조가 생성되어 제1층으로 인입된 전자파의 내부 다중반사가 증가하게 되고 이에 약해진(감소된) 전자파가 하부에 제2층의 전자파 흡수소재에 의해 다량 흡수되어, 결국 전체적인 전자파 흡수성능이 증가하게 됨을 나타내는 결과이다. This results in a conductive multi-layer structure inside the first layer due to the nano-thick graphite nanoparticle particles, thereby increasing the internal multiple reflection of the electromagnetic wave introduced into the first layer, and the weakened (reduced) Layer is absorbed by the electromagnetic wave absorbing material of the layer, resulting in an increase in the overall electromagnetic wave absorbing performance.
또한, 비교예 1의 경우 제1층을 통과한 일부 전자파만이 제2층에서 내부 다중반사에 의해 감쇄되어 다중반사에 의한 전자파 감쇄량이 상대적으로 감소하게 되어, 결국 실시예 1에 비해 전체적인 전자파 흡수량의 감소를 초래하게 된 결과이다.In the case of Comparative Example 1, only some of the electromagnetic waves passing through the first layer are attenuated by the internal multiple reflection in the second layer, so that the amount of electromagnetic wave attenuation due to the multiple reflection is relatively decreased. As a result, Of the total population.
이와 같이 본 발명의 이중층 복합재는 전자파의 내부 다중반사와 흡수 메커니즘을 이용하여 전자파 흡수효과를 향상시킨 효과를 얻게 되며, 이로써 전장부품, 디스플레이 기기 등 다양한 분야에 적용가능함을 확인할 수 있다.
As described above, the double-layer composite material of the present invention has an effect of improving the electromagnetic wave absorption effect by using the internal multiple reflection and absorption mechanism of electromagnetic waves, and thus it can be applied to various fields such as electric parts and display devices.
10 : 제1층
20 : 제2층10: First layer
20: Second layer
Claims (9)
상기 전도성 필러는 미소한 두께를 갖는 판상의 전도성 필러로서, 가로 및 세로의 너비가 각각 30 ~ 100㎛이고 두께가 200㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
An electromagnetic wave absorber composed of a first layer on the upper side including a plate-like conductive filler for causing internal multiple reflection, and a lower second layer laminated on the lower portion of the first layer and including an electromagnetic wave absorbing material for absorbing electromagnetic waves Lt;
Wherein the conductive filler is a plate-shaped conductive filler having a minute thickness, and each of the width and the width is 30 to 100 mu m and the thickness is 200 nm or less.
상기 제1층은 전도성 필러의 첨가량이 10 ~ 60wt% 인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of the conductive filler added to the first layer is 10 to 60 wt%.
상기 전도성 필러로는 그라파이트 나노플레이트를 사용한 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
And a graphite nanoplate is used as the conductive filler.
상기 제2층은 전자파 흡수소재의 함유량이 30 ~ 70wt% 인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
And the second layer has a content of the electromagnetic wave absorbing material of 30 to 70 wt%.
상기 전자파 흡수소재로는 센더스트와 페라이스 소재 중 선택된 1종을 사용하거나 또는 선택된 2종을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the electromagnetic wave absorbing material is one selected from the group consisting of Sendust and ferric material, or a mixture of two selected materials.
상기 제1층은 그 두께가 최소 0.1㎜이고, 상기 제1층을 포함하는 전자파 흡수체는 그 두께가 최소 0.5㎜인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the first layer has a minimum thickness of 0.1 mm and the electromagnetic wave absorber including the first layer has a minimum thickness of 0.5 mm.
상기 제2층은 그 두께가 최소 0.1㎜이고, 상기 제2층을 포함하는 전자파 흡수체는 그 두께가 최소 0.5㎜인 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the second layer has a minimum thickness of 0.1 mm and the electromagnetic wave absorber including the second layer has a minimum thickness of 0.5 mm.
상기 제1층 및 제2층의 매트릭스 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리이미드 중에서 선택된 1종을 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저주파 전자파 흡수용 이중층 복합재.
The method according to claim 1,
As the matrix resin of the first layer and the second layer, one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyalkylene terephthalate, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate, polysulfone, Wherein at least two kinds of electromagnetic wave absorbing materials are mixed and used.
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|---|---|---|---|---|
| KR101560570B1 (en) | 2013-12-04 | 2015-10-15 | 율촌화학 주식회사 | Composition for complex sheet with EMI shielding and absorbing, thermal dissipation and electric insulation, and complex sheet comprising the same |
| KR101922165B1 (en) * | 2017-02-24 | 2018-11-26 | 에스케이씨 주식회사 | Composite sheet, preparation method thereof, and multilayer sheet comprising same |
| CN109511255A (en) * | 2018-12-21 | 2019-03-22 | 南京波平电子科技有限公司 | High-performance compound slab absorbing material and preparation method thereof |
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| KR100712836B1 (en) * | 2005-11-02 | 2007-05-04 | 한국과학기술연구원 | Multi-layered film for shielding electromagnetic interference and circuit board including the same |
| JP2008130630A (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Electromagnetic wave shielding sheet |
-
2013
- 2013-04-15 KR KR1020130041141A patent/KR101449268B1/en active IP Right Grant
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