KR102526239B1 - Electromagnetic wave shielding composite pellets, manufacturing method thereof, and electromagnetic wave shielding products manufactured therefrom - Google Patents

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Abstract

본 발명은 a) 금속코팅 탄소섬유(MCF)를 제조하는 단계; b) 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발을 열가소성수지 함침조에 통과시켜, 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 제조하는 단계; c) 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 경화시켜 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조하는 단계; 및 d) 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 일정한 길이로 절단하여 펠렛화는 단계;를 포함하는, 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법, 및 이로부터 제조된 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과, 이를 사출 성형한 전자파 차폐 제품에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of a) preparing a metal-coated carbon fiber (MCF); b) passing the bundle of metal-coated carbon fibers through a thermoplastic resin impregnation tank to prepare metal-coated carbon fibers impregnated with a thermoplastic resin; c) preparing a long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) by curing the thermoplastic resin of the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin; and d) cutting the long-fiber-reinforced thermoplastic into a predetermined length and pelletizing it; a method for manufacturing composite material pellets for electromagnetic wave shielding, including the composite material pellets for electromagnetic wave shielding prepared therefrom, and injection molding of the same. It is about an electromagnetic wave shielding product.

Description

전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 제조방법, 및 이로부터 제조된 전자파 차폐 제품 {Electromagnetic wave shielding composite pellets, manufacturing method thereof, and electromagnetic wave shielding products manufactured therefrom}Electromagnetic wave shielding composite pellets, manufacturing method thereof, and electromagnetic wave shielding products manufactured therefrom}

본 발명은 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 제조방법, 및 이로부터 제조된 전자파 차폐 제품에 관한 것이다.The present invention relates to composite material pellets for electromagnetic wave shielding, a manufacturing method thereof, and electromagnetic wave shielding products manufactured therefrom.

스마트폰, 태블릿PC, 랩탑 등의 휴대용 전자장치와 TV, 헤어드라이어, 세탁기, 가습기, 청소기, 전자레인지 등의 가정용 전자장치, 나아가서는 컴퓨터, 모니터, 복사기 등의 사무용 전자장치까지 현대인은 다양한 전자장치를 접하며 생활한다.Portable electronic devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, household electronic devices such as TVs, hair dryers, washing machines, humidifiers, vacuum cleaners, and microwave ovens, and office electronic devices such as computers, monitors, and copiers, modern people are equipped with a variety of electronic devices. live in contact with

각종 전자장치에서 방출되는 전자파는 인체에 대한 유해성, 타 기기에 미치는 간섭 등의 이유로 차폐의 대상이 되며, 각 전자장치는 제품화되어 소비자에 판매되기 전에 EMC(Electromagnetic Compatibility)라는 전자파 적합성 평가를 거칠만큼 전자파 차폐는 전자장치의 성능을 좌우하는 중요한 요소이다.Electromagnetic waves emitted from various electronic devices are subject to shielding for reasons such as harmfulness to the human body and interference with other devices. Electromagnetic wave shielding is an important factor that determines the performance of electronic devices.

일반적으로 전자파를 차폐하기 위한 물질로 구리, 은, 니켈 등을 이용한다. 특히 구리는 기타 재료에 비하여 저렴하고 안전하다는 이유로 차폐용 물질로 많이 이용되고 있다. 하지만, 구리는 수입에 의존해야 하며, 중량이 크고 유연성이 낮다는 문제점이 있어 이를 대체하기 위한 노력이 많이 진행되고 있다. 또한, 은이나 니켈 등은 고가일 뿐만 아니라 산화 특성 때문에 전자파 차폐 물질로 응용하는 데에 한계를 갖는다.In general, copper, silver, nickel, or the like is used as a material for shielding electromagnetic waves. In particular, copper is widely used as a material for shielding because it is cheaper and safer than other materials. However, copper has to depend on imports and has problems in that it is heavy and has low flexibility, so many efforts are being made to replace it. In addition, silver, nickel, and the like are expensive and have limitations in their application as electromagnetic wave shielding materials due to their oxidizing properties.

이에 따라, 수지에 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀, 금속분말 또는 세라믹 분말 등을 첨가하여 중량을 낮추면서도 전자파 차폐 성능을 향상시킨 전자파 차폐 복합소재에 대한 연구가 증가하고 있는 추세이다.Accordingly, there is an increasing trend in research on electromagnetic wave shielding composite materials having improved electromagnetic wave shielding performance while reducing weight by adding carbon fiber, carbon nanotube, graphene, metal powder or ceramic powder to resin.

그러나, 수지에 상기 전도성 재료를 단순 혼합하는 방식은 50 dB 이상의 전자파 차폐 성능을 확보하기 위해서는 전도성 재료가 과량 첨가되어야 함에 따라 강도가 매우 약해지는 단점이 있다.However, the method of simply mixing the conductive material with the resin has a disadvantage in that the strength is very weak because the conductive material must be added in an excessive amount to secure electromagnetic wave shielding performance of 50 dB or more.

이에 전자파 차폐 성능을 향상시키면서도 강도 및 유연성을 유지할 수 있는 전자파 차폐 복합소재에 대한 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, it is necessary to develop an electromagnetic wave shielding composite material capable of maintaining strength and flexibility while improving electromagnetic wave shielding performance.

한편, 이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1338199호가 제시되어 있다.On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-1338199 is proposed as a similar prior literature.

대한민국 등록특허공보 제10-1338199호 (2013.12.02.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1338199 (2013.12.02.)

본 발명은 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도 등 기계적 물성이 우수하면서도 전자파 차폐 효과가 뛰어난 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 전자파 차폐 성형체를 제공한다.The present invention provides composite material pellets for electromagnetic wave shielding with excellent mechanical properties such as tensile strength, flexural strength and impact strength and excellent electromagnetic wave shielding effect, a manufacturing method thereof, and an electromagnetic wave shielding molded body including the same.

다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, the above purpose is exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 a) 금속코팅 탄소섬유(MCF)를 제조하는 단계; b) 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발을 열가소성수지 함침조에 통과시켜, 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 제조하는 단계; c) 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 경화시켜 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조하는 단계; 및 d) 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 일정한 길이로 절단하여 펠렛화는 단계;를 포함하는 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a) preparing a metal-coated carbon fiber (MCF); b) passing the bundle of metal-coated carbon fibers through a thermoplastic resin impregnation tank to prepare metal-coated carbon fibers impregnated with a thermoplastic resin; c) preparing a long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) by curing the thermoplastic resin of the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin; and d) cutting the long fiber-reinforced thermoplastic into a predetermined length and pelletizing it.

상기 일 양태에 있어, 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 1 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.In the above aspect, the long fiber-reinforced thermoplastic may include 1 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 99% by weight of thermoplastic resin in the total weight.

상기 일 양태에 있어, 상기 a)단계는, a-1) 탄소섬유를 제1금속으로 무전해도금하는 단계; 및 a-2) 상기 무전해도금된 탄소섬유를 제2금속으로 전해도금하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.In the above aspect, step a) may include: a-1) electrolessly plating carbon fibers with a first metal; and a-2) electroplating the electroless plated carbon fiber with a second metal.

상기 일 양태에 있어, 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발은 모노필라멘트가 100 내지 50,000 가닥 포함되는 것일 수 있다.In the above aspect, the bundle of the metal-coated carbon fibers may include 100 to 50,000 monofilaments.

상기 일 양태에 있어, 상기 b)단계의 함침은 0.5 내지 10 ㎏/㎤의 압력으로 열가소성수지가 압출되는 수지함침조에서 수행되는 것일 수 있다.In the above aspect, the impregnation in step b) may be performed in a resin impregnation tank in which the thermoplastic resin is extruded at a pressure of 0.5 to 10 kg/cm 3 .

상기 일 양태에 있어, 상기 열가소성수지는 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌(PS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.In the above aspect, the thermoplastic resin is polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), poly Vinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile-styrene copolymer resin (SAN), acrylo It may be any one or two or more selected from the group consisting of nitrile-styrene-acrylate copolymer resin (ASA), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether ether ketone (PEEK). there is.

상기 일 양태에 있어, 상기 d)단계의 펠렛화는 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 1 내지 15 ㎜의 길이로 절단하는 것일 수 있다.In the above aspect, the pelletization in step d) may be cutting the long fiber-reinforced thermoplastic to a length of 1 to 15 mm.

상기 일 양태에 있어, 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 금속, 탄소나노튜브 및 그래핀 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 소재를 더 포함하는 것일 수 있다.In the above aspect, the long fiber-reinforced thermoplastic may further include any one or two or more materials selected from the group consisting of metal, carbon nanotube, and graphene.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 제조방법에 의해 제조된 전자파 차폐용 복합소재 펠렛으로, 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 1 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 복합소재 펠렛에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention is a composite material pellet for electromagnetic wave shielding manufactured by the above-described manufacturing method, in which the long fiber-reinforced thermoplastic plastic contains 1 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 99% by weight of thermoplastic resin in the total weight It relates to a composite material pellet for shielding electromagnetic waves, characterized in that it contains %.

상기 다른 일 양태에 있어, 상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 전자파 차폐 성능이 30 dB 이상, 인장강도가 40 ㎫ 이상, 굽힘강도가 80 ㎫ 이상 및 아이죠드 충격강도가 30 J/m 이상인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.In another aspect, the composite material pellets for electromagnetic shielding have electromagnetic shielding performance of 30 dB or more, tensile strength of 40 MPa or more, bending strength of 80 MPa or more, and Izod impact strength of 30 J / m or more. it may be

또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 전술한 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 사출하여 제조된 성형체를 포함하는 전자파 차폐 제품에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention relates to an electromagnetic wave shielding product including a molded article manufactured by injecting the aforementioned composite material pellets for electromagnetic wave shielding.

본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법은 수지와 전도성 재료를 단순 혼합하는 방식이 아닌 금속코팅 탄소섬유 다발에 열가소성수지를 함침 및 경화시켜 금속코팅 탄소섬유 다발의 모노필라멘트 하나하나가 열가소성수지로 코팅된 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조함에 따라, 금속코팅 탄소섬유의 함량을 10 중량% 이상으로 증가시켜도 높은 전자파 차폐 성능을 확보하면서 뛰어난 기계적 물성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.The method for manufacturing composite material pellets for electromagnetic wave shielding according to the present invention is not a method of simply mixing resin and conductive material, but by impregnating and curing a thermoplastic resin in a metal-coated carbon fiber bundle, so that each monofilament of the metal-coated carbon fiber bundle is thermoplastic. As long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) coated with resin is manufactured, there is an advantage in maintaining excellent mechanical properties while securing high electromagnetic wave shielding performance even when the content of metal-coated carbon fiber is increased to 10% by weight or more.

도 1은 본 발명의 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법과, 전자파 차폐 성형체의 제조방법을 간략하게 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 제조하는 제조 장치를 간략하게 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 예에 따라 제조된 복합소재 펠렛의 전자파 차폐 성능 평가 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따라 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 사출 성형하여 제조된 전자파 차폐 성형체(케이스)의 실사진이다.1 is a schematic diagram of a method of manufacturing composite material pellets for electromagnetic wave shielding and a method of manufacturing an electromagnetic wave shielding molded article of the present invention.
2 is a schematic diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing composite material pellets for electromagnetic wave shielding of the present invention.
3 is a view showing a composite material pellet for shielding electromagnetic waves of the present invention and a cross section thereof.
4 and 5 are electromagnetic wave shielding performance evaluation results of composite material pellets manufactured according to an example of the present invention.
6 is a real picture of an electromagnetic wave shielding molding (case) manufactured by injection molding a composite material pellet for electromagnetic wave shielding according to an example of the present invention.

이하 본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 제조방법, 및 이로부터 제조된 전자파 차폐 제품에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a composite material pellet for shielding electromagnetic waves according to the present invention, a manufacturing method thereof, and electromagnetic shielding products manufactured therefrom will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Therefore, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the drawings presented below, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, they have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted.

본 발명자들은 우수한 전자파 차폐 성능 및 기계적 강도를 가짐과 동시에, 제품화가 용이한 복합소재를 제조하기 위해 예의 연구한 결과, 다발 형태의 금속코팅 탄소섬유에 열가소성수지를 함침시켜 펠렛 형태의 복합소재를 제조할 경우, 전자파 차폐 성능, 기계적 강도 및 물성이 모두 우수한 복합소재가 제조되며, 상기 복합소재를 통해 전자파 차폐 제품을 손쉽게 제조할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research to manufacture a composite material that has excellent electromagnetic shielding performance and mechanical strength and is easy to commercialize, the present inventors impregnated a bundle-type metal-coated carbon fiber with a thermoplastic resin to manufacture a composite material in the form of a pellet. In this case, the present invention was completed by confirming that a composite material having excellent electromagnetic shielding performance, mechanical strength, and physical properties is manufactured, and that an electromagnetic wave shielding product can be easily manufactured through the composite material.

본 발명의 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법과, 상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 사출 성형하여 성형체를 제조하는 과정을 도 1에 모식화하여 나타내었다.The manufacturing method of the composite material pellets for electromagnetic wave shielding of the present invention and the process of manufacturing a molded body by injection molding the composite material pellets for electromagnetic wave shielding are schematically shown in FIG. 1 .

상세하게, 본 발명의 일 양태는 a) 금속코팅 탄소섬유(MCF)를 제조하는 단계; b) 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발을 열가소성수지 함침조에 통과시켜, 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 제조하는 단계; c) 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 경화시켜 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조하는 단계; 및 d) 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 일정한 길이로 절단하여 펠렛화는 단계;를 포함하는, 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법에 관한 것이다.In detail, one aspect of the present invention is a) preparing a metal-coated carbon fiber (MCF); b) passing the bundle of metal-coated carbon fibers through a thermoplastic resin impregnation tank to prepare metal-coated carbon fibers impregnated with a thermoplastic resin; c) preparing a long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) by curing the thermoplastic resin of the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin; and d) cutting the long fiber-reinforced thermoplastic into a predetermined length and pelletizing it.

이처럼, 본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법은 수지와 전도성 재료를 단순 혼합하는 방식이 아닌 금속코팅 탄소섬유 다발에 열가소성수지를 함침 및 경화시켜 금속코팅 탄소섬유 다발의 모노필라멘트 하나하나가 열가소성수지로 코팅된 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조함에 따라, 금속코팅 탄소섬유의 함량을 10 중량% 이상으로 증가시켜도 높은 전자파 차폐 성능을 확보하면서 뛰어난 기계적 물성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.As such, the manufacturing method of the composite material pellets for shielding electromagnetic waves according to the present invention is not a method of simply mixing the resin and the conductive material, but by impregnating and curing the thermoplastic resin into the metal-coated carbon fiber bundle, and curing each monofilament of the metal-coated carbon fiber bundle. As long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) coated with a thermoplastic resin is manufactured, it has the advantage of maintaining excellent mechanical properties while securing high electromagnetic wave shielding performance even when the content of metal-coated carbon fiber is increased to 10% by weight or more. .

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 예에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a composite material pellet for shielding electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2에 모식화하여 나타낸 것과 같이, 본 발명은 금속코팅 탄소섬유(MCF, metal coated carbon fiber)를 이용해 열가소성수지를 섬유 다발 사이에 가압 함침시켜 제조되는 복합소재 펠렛의 제조방법에 관한 것이다.As shown schematically in FIG. 2, the present invention relates to a method for manufacturing composite material pellets manufactured by pressurizing and impregnating a thermoplastic resin between fiber bundles using metal coated carbon fibers (MCF).

먼저, a) 금속코팅 탄소섬유(MCF)를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.First, a) manufacturing a metal-coated carbon fiber (MCF) may be performed.

본 발명에서 사용되는 금속코팅 탄소섬유는, 탄소섬유의 외경에 도금 공정을 통해 금속이 코팅된 탄소섬유라면 제한 없이 이용이 가능하나, 본 발명에서 제조하고자 하는 전자파 차폐 성능 및 기계적 강도를 만족하기 위해서는, 무전해 도금 및 전해 도금을 통해 금속이 이중으로 코팅된 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하다.The metal-coated carbon fiber used in the present invention can be used without limitation as long as the outer diameter of the carbon fiber is coated with metal through a plating process. However, in order to satisfy the electromagnetic wave shielding performance and mechanical strength to be manufactured in the present invention, , it is preferable to use carbon fibers coated with metal through electroless plating and electrolytic plating.

구체적인 일 예시로, 상기 a)단계는, a-1) 탄소섬유를 제1금속으로 무전해도금하는 단계; 및 a-2) 상기 무전해도금된 탄소섬유를 제2금속으로 전해도금하는 단계;를 포함할 수 있다.As a specific example, step a) may include: a-1) electrolessly plating carbon fibers with a first metal; and a-2) electroplating the electroless plated carbon fiber with a second metal.

상기 제1금속 및 제2금속의 종류는 서로 같거나 또는 다를 수 있고, 바람직하게는 제1금속은 니켈 또는 구리, 제2금속은 니켈일 수 있다. 본 발명의 무전해 및 전해 공정은 국내 등록특허 제10-1427309호에 제시된 방법을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The types of the first metal and the second metal may be the same as or different from each other, and preferably, the first metal may be nickel or copper, and the second metal may be nickel. The electroless and electrolytic process of the present invention may be performed through the method suggested in Korean Patent Registration No. 10-1427309, but is not limited thereto.

상기 a-1)단계는 순수(pure water), 제1금속염, 착화제, 환원제, 안정제 및 pH 조절제를 포함하는 무전해 도금액에 탄소섬유를 통과시켜 수행될 수 있고, 상기 a-2)단계는 a-1)단계에 이어 연속적으로 수행되는 것으로 제2금속염 및 pH 완충제를 이용하여 정전압(CV, constant voltage) 5 내지 15 V를 가하여 수행될 수 있으나, 상기 방법에 제한되는 것은 아니다.The step a-1) may be performed by passing the carbon fibers through an electroless plating solution containing pure water, a first metal salt, a complexing agent, a reducing agent, a stabilizer, and a pH adjusting agent, and the step a-2) It is continuously performed following step a-1) and may be performed by applying a constant voltage (CV) of 5 to 15 V using a second metal salt and a pH buffer, but is not limited to the above method.

상기 a-1)단계 및 a-2)단계 이전에, (ⅰ) 탄소섬유를 계면활성제, 유기 용매 및 비이온 계면활성제를 포함하는 수용액에 통과시켜 탄소섬유를 탈지 및 연화시키는 단계; (ⅱ) 상기 단계 (ⅰ)의 결과물인 탄소섬유를 아황산수소나트륨(NaHSO3), 황산(H2SO4), 과황산 암모늄((NH4)2S2O8) 및 순수를 포함하는 수용액에 통과시켜 중화, 세정 및 조질(conditioning) 작용을 하는 에칭 공정을 실시하는 단계; (ⅲ) 상기 단계 (ⅱ)의 결과물인 탄소섬유를 PdCl2 수용액에 통과시켜 센시타이징(sensitizing) 공정을 실시하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 단계 (ⅲ)의 결과물인 탄소섬유를 황산(H2SO4) 수용액에 통과시켜 활성화(activating) 공정을 실시하는 단계;를 포함하는 전처리 공정을 통해 전처리된 탄소섬유를 사용할 수 있으나, 역시 이에 제한되는 것은 아니다.Before steps a-1) and a-2), (i) degreasing and softening carbon fibers by passing them through an aqueous solution containing a surfactant, an organic solvent and a nonionic surfactant; (ii) The carbon fibers obtained in step (i) are mixed with sodium bisulfite (NaHSO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) and an aqueous solution containing pure water. Passing through to perform an etching process that acts as neutralization, cleaning, and conditioning; (iii) passing the carbon fiber, which is the result of step (ii), through an aqueous solution of PdCl 2 to perform a sensitizing process; and (iv) passing the carbon fibers resulting from step (iii) through an aqueous solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to perform an activating process. However, it is not limited thereto either.

상기 도금에 의해 생성된 금속코팅의 두께는 50 내지 500 ㎚일 수 있다. 상기 금속코팅의 두께에 따라 금속코팅 탄소섬유의 전기저항이 상이하게 나타날 수 있고, 바람직한 전기저항은 0.1 내지 10 Ω/m일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The metal coating produced by the plating may have a thickness of 50 to 500 nm. Depending on the thickness of the metal coating, the electrical resistance of the metal-coated carbon fiber may appear differently, and a preferable electrical resistance may be 0.1 to 10 Ω/m, but is not limited thereto.

다음으로, b) 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발을 열가소성수지 함침조에 통과시켜, 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 제조하는 단계를 수행할 수 있다.Next, step b) manufacturing metal-coated carbon fibers impregnated with a thermoplastic resin may be performed by passing the bundle of the metal-coated carbon fibers through a thermoplastic resin impregnation tank.

본 발명의 b)단계에서 금속코팅 탄소섬유는 다발 형태인 것을 특징으로 한다. 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발은 모노필라멘트가 100 내지 50,000 가닥 포함되는 것으로, 바람직하게는 1K(모노필라멘트 1,000 가닥), 3K(모노필라멘트 3,000 가닥), 6K(모노필라멘트 6,000 가닥), 12K(모노필라멘트 12,000 가닥), 48K(모노필라멘트 48,000 가닥)인 금속코팅 탄소섬유의 다발을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 8K(모노필라멘트 8,000 가닥) 내지 16K(모노필라멘트 16,000 가닥)인 금속코팅 탄소섬유의 다발을 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예와 같이 12K의 금속코팅 탄소섬유 다발을 사용할 수 있다.In step b) of the present invention, the metal-coated carbon fiber is characterized in that it is in the form of a bundle. The bundle of metal-coated carbon fibers includes 100 to 50,000 monofilament strands, preferably 1K (1,000 monofilament strands), 3K (3,000 monofilament strands), 6K (6,000 monofilament strands), 12K (monofilament strands) 12,000 strands) or 48K (48,000 monofilament strands) bundles of metal-coated carbon fibers can be used, more preferably 8K (8,000 monofilament strands) to 16K (16,000 monofilament strands) metal-coated carbon fiber bundles. It can be used, and 12K metal-coated carbon fiber bundles can be used as in the embodiment of the present invention.

상기 금속코팅 탄소섬유는 보빈에 감긴 형태로 제공될 수 있고, 섬유 가이드롤러를 통해 수지함침조로 이송된다. 상기 섬유 가이드롤러는 금속코팅층의 박리를 줄이기 위해 마찰력을 최소화한 것으로 사용하며, 상기 가이드롤러는 도 2에 나타낸 것과 같이 수지함침조 및 열가소성수지의 경화가 이루어지는 냉각부의 사이에 더 구비될 수 있다. The metal-coated carbon fiber may be provided in a form wound on a bobbin, and transferred to a resin impregnation tank through a fiber guide roller. The fiber guide roller is used to minimize frictional force to reduce peeling of the metal coating layer, and the guide roller may be further provided between the resin impregnation tank and the cooling unit where the thermoplastic resin is cured, as shown in FIG.

본 발명의 상기 b)단계는, 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발에 열가소성수지를 함침시키는 단계이다. 상기 함침은 0.5 내지 10 ㎏/㎤의 압력으로 열가소성수지가 압출되는 수지함침조에서 수행되는 것일 수 있다.Step b) of the present invention is a step of impregnating the bundle of metal-coated carbon fibers with a thermoplastic resin. The impregnation may be performed in a resin impregnation tank in which a thermoplastic resin is extruded at a pressure of 0.5 to 10 kg/cm 3 .

본 단예에서, 금속코팅 탄소섬유와 함침되는 열경화성수지의 함량을 조절하여 최종 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 성분 조성을 조절할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 1 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 99 중량%를 포함할 수 있으며, 이와 같은 범위에서 전자파 차폐 성능이 30 dB 이상, 인장강도가 40 ㎫ 이상, 굽힘강도가 80 ㎫ 이상 및 아이죠드 충격강도가 30 J/m 이상인 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 제조할 수 있다. 보다 좋게는 금속코팅 탄소섬유 10 내지 45 중량% 및 열가소성수지 55 내지 90 중량%, 더욱 좋게는 금속코팅 탄소섬유 15 내지 35 중량% 및 열가소성수지 65 내지 85 중량%를 포함할 수 있으며, 이와 같은 범위에서 전자파 차폐 성능이 50 내지 150 dB, 인장강도가 90 내지 200 ㎫, 굽힘강도가 90 내지 200 ㎫ 및 아이죠드 충격강도가 60 내지 200 J/m인 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 제조할 수 있다.In this example, the component composition of the final composite material pellets for electromagnetic wave shielding can be adjusted by adjusting the content of the thermosetting resin impregnated with the metal-coated carbon fiber. As a specific example, the long fiber-reinforced thermoplastic may include 1 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 99% by weight of thermoplastic resin in the total weight, and in this range, the electromagnetic wave shielding performance is 30 dB or more, A composite material pellet for shielding electromagnetic waves having a tensile strength of 40 MPa or more, a flexural strength of 80 MPa or more, and an Izod impact strength of 30 J/m or more can be manufactured. More preferably, 10 to 45% by weight of metal-coated carbon fiber and 55 to 90% by weight of thermoplastic resin may be included, and more preferably 15 to 35% by weight of metal-coated carbon fiber and 65 to 85% by weight of thermoplastic resin may be included. In the EMI shielding performance of 50 to 150 dB, tensile strength of 90 to 200 MPa, flexural strength of 90 to 200 MPa, and Izod impact strength of 60 to 200 J / m, composite material pellets for electromagnetic wave shielding can be manufactured.

상기 수지함침량은 섬유의 단면적을 감안하여 조절되는 것으로, 수지압출기의 직경 크기를 조절하여 압력을 조절할 수 있다. 상기 압력은 1 내지 3 kg/㎠인 것이, 사용되는 탄소섬유의 다발의 단면적에 있어 보다 바람직하다. 함침 시, 상기 열가소성수지는 녹는점을 고려하여 100 내지 500℃ 범위 내에서 가열하여 용융된 것이 수지압출기를 통해 수지함침조에 압출될 수 있다.The resin impregnated amount is adjusted in consideration of the cross-sectional area of the fiber, and the pressure can be adjusted by adjusting the size of the diameter of the resin extruder. The pressure is more preferably 1 to 3 kg/cm 2 in terms of the cross-sectional area of the bundle of carbon fibers used. At the time of impregnation, the thermoplastic resin may be heated and melted in the range of 100 to 500 ° C. in consideration of the melting point and extruded into the resin impregnation tank through a resin extruder.

한편, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 열가소성수지는 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌(PS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(SAN), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지(ASA), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 폴리아마이드 수지일 수 있다.Meanwhile, in one example of the present invention, the thermoplastic resin is polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride ( PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile-styrene copolymer resin (SAN ), any one selected from the group consisting of acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer resin (ASA), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether ether ketone (PEEK) or two or more, preferably a polyamide resin.

보다 구체적으로, 폴리아마이드 수지는 폴리아마이드 6(나일론 6), 폴리아마이드 66(나일론 66), 폴리아마이드 46(나일론 46), 폴리아마이드 610(나일론 610), 폴리아마이드 612(나일론 612), 폴리아마이드 11(나일론 11) 및 폴리아마이드 12(나일론 12) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 특히 바람직하게는 폴리아마이드 6을 사용하는 것이 기계적 강도가 뛰어난 복합소재를 확보함에 있어 좋다.More specifically, the polyamide resin is polyamide 6 (nylon 6), polyamide 66 (nylon 66), polyamide 46 (nylon 46), polyamide 610 (nylon 610), polyamide 612 (nylon 612), polyamide It may be any one or two or more selected from the group consisting of 11 (nylon 11) and polyamide 12 (nylon 12), etc., and particularly preferably, the use of polyamide 6 is good in securing a composite material with excellent mechanical strength. .

상기 폴리아마이드는 밀도 1 내지 1.2 g/㎤, 융점 220 내지 255℃, 인장강도 83 내지 85 ㎫, Izod 충격강도 7.0 내지 7.5 Kgf·㎝/㎝, 열변형온도 65 내지 85℃인 것을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The polyamide may have a density of 1 to 1.2 g/cm 3 , a melting point of 220 to 255° C., a tensile strength of 83 to 85 MPa, an Izod impact strength of 7.0 to 7.5 Kgf cm/cm, and a heat deflection temperature of 65 to 85° C. It is not limited.

다음으로, c) 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 경화시켜 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조하는 단계를 수행할 수 있으며, 경화는 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 냉각시켜 이루어질 수 있다. 냉각 방법은 특별히 한정하진 않으나 일정한 온도를 유지하는 수냉식 조에 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 통과시켜 이루어질 수 있다.Next, c) hardening the thermoplastic resin of the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin to produce a long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) may be performed, and curing may be performed on the metal-coated carbon impregnated with the thermoplastic resin. It can be achieved by cooling the thermoplastic resin of the fiber. The cooling method is not particularly limited, but may be achieved by passing the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin through a water-cooled bath maintaining a constant temperature.

한편, d)단계 수행 전, 건조 공정이 더 수행될 수 있다. 상기 건조는 1 내지 10 kg/㎠의 압력으로 가해지는 공기압 건조 또는 100 내지 150℃의 열풍 건조를 통해 수행될 수 있으나, 사용된 수지의 종류 및 공정이 수행되는 환경 등에 따라 자유롭게 선택하여 수행될 수 있다.Meanwhile, before step d), a drying process may be further performed. The drying may be performed by air pressure drying applied at a pressure of 1 to 10 kg / cm 2 or hot air drying at 100 to 150 ° C., but may be freely selected and performed depending on the type of resin used and the environment in which the process is performed. there is.

상기 열가소성수지의 건조가 완료되면 수지함침된 금속코팅 탄소섬유는 인발장치를 통해 펠렛타이저로 이송될 수 있다. 상기 인발장치는 섬유와 함침수지가 결합된 소재를 당겨주는 역할의 롤러형태의 장치로서, 마찰력이 높은 우레탄이나 고무롤러를 사용할 수 있다.When the drying of the thermoplastic resin is completed, the resin-impregnated metal-coated carbon fiber may be transferred to a pelletizer through a drawing device. The drawing device is a roller type device that serves to pull the material in which the fiber and the impregnated resin are combined, and a urethane or rubber roller having high frictional force may be used.

다음으로, d) 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 일정한 길이로 절단하여 펠렛화는 단계를 수행할 수 있다.Next, d) cutting the long fiber-reinforced thermoplastic into a predetermined length and pelletizing may be performed.

상기 d)단계의 펠렛화는 수지함침된 금속코팅 탄소섬유를 1 내지 15 ㎜의 길이로 절단하여 수행될 수 있다. 보다 바람직하게는 4 내지 8 ㎜의 길이로 절단될 수 있으며, 이와 같은 범위에서 사출 성형 시 금형에 투입되는 것이 용이할 뿐만 아니라 분산성이 좋아 전자파 차폐 효율이 증가할 수 있다. Pelletization in step d) may be performed by cutting the resin-impregnated metal-coated carbon fiber to a length of 1 to 15 mm. More preferably, it can be cut to a length of 4 to 8 mm, and in this range, it is easy to put into a mold during injection molding, and electromagnetic wave shielding efficiency can be increased due to good dispersibility.

나아가, 본 발명의 일 예에 따른 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 제조하고자 하는 전자파 차폐 제품의 특징에 맞추어 금속, 탄소나노튜브 및 그래핀 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 소재를 더 포함할 수 있으며, 상기 금속의 종류에는 제한이 없다.Furthermore, the long fiber-reinforced thermoplastics according to an embodiment of the present invention may further include any one or two or more materials selected from the group consisting of metal, carbon nanotube, graphene, etc. according to the characteristics of the electromagnetic wave shielding product to be manufactured. There is no limitation on the type of metal.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 제조방법에 의해 제조된 전자파 차폐용 복합소재 펠렛으로, 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 1 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐용 복합소재 펠렛에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention is a composite material pellet for electromagnetic wave shielding manufactured by the above-described manufacturing method, in which the long fiber-reinforced thermoplastic plastic contains 1 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 99% by weight of thermoplastic resin in the total weight It relates to a composite material pellet for shielding electromagnetic waves, characterized in that it contains %.

본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 수지와 전도성 재료를 단순 혼합하는 방식이 아닌 금속코팅 탄소섬유 다발에 열가소성수지를 함침 및 경화시켜 금속코팅 탄소섬유 다발의 모노필라멘트 하나하나가 열가소성수지로 코팅된 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)으로 제조됨에 따라 우수한 전자파 차폐 성능 및 기계적 강도를 가질 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 전자파 차폐 성능이 30 dB 이상, 인장강도가 40 ㎫ 이상, 굽힘강도가 80 ㎫ 이상 및 아이죠드 충격강도가 30 J/m 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 10 내지 45 중량% 및 열가소성수지 55 내지 90 중량%를 포함함으로써 전자파 차폐 성능이 50 내지 150 dB, 인장강도가 90 내지 200 ㎫, 굽힘강도가 90 내지 200 ㎫ 및 아이죠드 충격강도가 60 내지 200 J/m의 물성을 가질 수 있다.In the composite material pellet for electromagnetic wave shielding according to the present invention, each monofilament of the metal-coated carbon fiber bundle is coated with the thermoplastic resin by impregnating and curing the thermoplastic resin in the metal-coated carbon fiber bundle, rather than simply mixing the resin and the conductive material. As it is made of long fiber-reinforced thermoplastic (LFT), it can have excellent electromagnetic wave shielding performance and mechanical strength. As a specific example, the composite material pellets for electromagnetic shielding may have electromagnetic shielding performance of 30 dB or more, tensile strength of 40 MPa or more, flexural strength of 80 MPa or more, and Izod impact strength of 30 J / m or more, and more The long fiber-reinforced thermoplastic includes 10 to 45% by weight of metal-coated carbon fiber and 55 to 90% by weight of thermoplastic resin, so that the electromagnetic wave shielding performance is 50 to 150 dB, the tensile strength is 90 to 200 MPa, and the bending strength is It may have physical properties of 90 to 200 MPa and Izod impact strength of 60 to 200 J/m.

또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 전술한 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 사출하여 제조된 성형체를 포함하는 전자파 차폐 제품에 관한 것이다.In addition, another aspect of the present invention relates to an electromagnetic wave shielding product including a molded article manufactured by injecting the aforementioned composite material pellets for electromagnetic wave shielding.

상기 펠렛화된 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 용융시킨 후 금형에 주입하여 원하는 형태로 사출 성형하여 전자파 차폐 성형체를 제작할 수 있다. 상기 전자파 차폐 성형체는 제품의 색상, 액상의 흐름성, 섬유의 분산성을 제어하기 위해 다른 종류의 펠렛을 혼합하여 투입할 수 있다.After the pelletized composite material pellets for electromagnetic wave shielding are melted, they are injected into a mold and injection-molded into a desired shape to manufacture an electromagnetic wave shielding molded body. Different types of pellets may be mixed and introduced into the electromagnetic wave shielding molded body to control the color of the product, the flowability of the liquid phase, and the dispersibility of fibers.

이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 전자파 차폐용 복합소재 펠렛과 이의 제조방법, 및 이로부터 제조된 전자파 차폐 제품에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, through examples, a composite material pellet for shielding electromagnetic waves according to the present invention, a manufacturing method thereof, and electromagnetic shielding products manufactured therefrom will be described in more detail. However, the following examples are only one reference for explaining the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description herein is merely to effectively describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. In addition, the unit of additives not specifically described in the specification may be % by weight.

[실시예 1][Example 1]

12,000(12K) 가닥의 탄소섬유를 이용해, 등록특허 제10-1427309호에 따른 금속도금 탄소섬유 제조방법으로 니켈코팅 탄소섬유(MCF1, 니켈코팅층 두께 100 ㎚)를 제조하였다.Using 12,000 (12K) strands of carbon fiber, nickel-coated carbon fiber (MCF1, nickel coating layer thickness: 100 nm) was manufactured by the metal-plated carbon fiber manufacturing method according to Patent Registration No. 10-1427309.

다음으로, 도 2에 나타낸 제조 장치를 이용하여 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 제조하였다. 상세하게, 상기에서 제조된 12K 니켈코팅 탄소섬유 5 중량%와 폴리아마이드 6(PA6) 수지(밀도 1.14 g/㎤, 융점 220℃, 인장강도 83 ㎫, Izod 충격강도 7.5 Kgf·㎝/㎝, 열변형온도 65℃) 95 중량%를 수지압출기를 통해 균일하게 함침한 후, 수냉식 조를 통과시켜 폴리아마이드 6 수지를 경화시켰다. 이를 통해 제조된 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 6 ㎜ 길이로 절단하여 복합소재 펠렛을 제조하였다.Next, composite material pellets for electromagnetic wave shielding were manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 . In detail, 5% by weight of the 12K nickel-coated carbon fiber prepared above and polyamide 6 (PA6) resin (density 1.14 g / cm 3, melting point 220 ° C, tensile strength 83 MPa, Izod impact strength 7.5 Kgf cm / cm, heat After uniformly impregnating 95% by weight (deformation temperature of 65° C.) through a resin extruder, the polyamide 6 resin was cured by passing through a water-cooled bath. The long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) prepared through this was cut to a length of 6 mm to prepare a composite material pellet.

상기 펠렛은 도 3에 나타낸 것과 같이, 섬유 다발 사이에 수지가 함침된 형태를 갖는다.As shown in FIG. 3, the pellets have a form in which a resin is impregnated between fiber bundles.

[실시예 2 내지 5][Examples 2 to 5]

수지 함침 시 PA6 및 MCF1의 중량%가 하기 표 1에 기재된 것을 만족하도록 조절한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.During resin impregnation, all processes were performed in the same manner as in Example 1 except that the weight % of PA6 and MCF1 was adjusted to satisfy those described in Table 1 below.

[실시예 6 내지 13][Examples 6 to 13]

12K 니켈코팅 탄소섬유로 니켈코팅층 두께가 360 ㎚인 니켈코팅 탄소섬유(MCF4)를 사용하였으며, 수지 함침 시 PA6 및 MCF4의 중량%가 하기 표 1에 기재된 것을 만족하도록 조절한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.Nickel-coated carbon fibers (MCF4) with a nickel-coated layer thickness of 360 nm were used as 12K nickel-coated carbon fibers, and all processes were performed except that the weight% of PA6 and MCF4 was adjusted to satisfy those listed in Table 1 below during resin impregnation. The same procedure as in Example 1 was performed.

[실시예 14][Example 14]

12,000(12K) 가닥의 탄소섬유를 이용해, 등록특허 제10-1427309호에 따른 금속도금 탄소섬유 제조방법으로 구리니켈코팅 탄소섬유(1차 구리코팅 두께 200 ㎚/2차 니켈코팅 두께 160 ㎚)를 제조하여 사용하였으며, 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 12 ㎜ 길이로 컷팅한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.Using 12,000 (12K) strands of carbon fiber, copper-nickel-coated carbon fiber (primary copper coating thickness: 200 nm/secondary nickel coating thickness: 160 nm) is produced by the metal-plated carbon fiber manufacturing method according to Patent Registration No. 10-1427309. It was manufactured and used, and all processes were performed in the same manner as in Example 1 except that long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) was cut to a length of 12 mm.

[비교예 1][Comparative Example 1]

금속코팅 탄소섬유를 사용하지 않고 PA6를 그대로 사용하였다.PA6 was used as it was without using metal-coated carbon fiber.

[비교예 2][Comparative Example 2]

금속코팅 탄소섬유 대신 금속코팅 되지 않은 12,000(12K) 가닥의 탄소섬유를 PA6와 함침한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.All processes were performed in the same manner as in Example 1 except that 12,000 (12K) strands of carbon fiber not coated with metal were impregnated with PA6 instead of the metal-coated carbon fiber.

[비교예 3][Comparative Example 3]

금속코팅 탄소섬유 대신 니켈 입자(평균 입경 1 ㎛) 10 중량%와 PA6 90 중량%를 혼합하여 압출한 후 6 ㎜ 길이로 컷팅하여 복합소재 펠렛을 제조하였다.Instead of metal-coated carbon fibers, 10% by weight of nickel particles (average particle diameter of 1 μm) and 90% by weight of PA6 were mixed and extruded, and then cut into 6 mm lengths to prepare composite material pellets.

[비교예 4][Comparative Example 4]

12K 니켈코팅 탄소섬유로 니켈코팅층 두께가 100 ㎚인 니켈코팅 탄소섬유(MCF1)를 사용하였으며, 수지 함침 시 PA6 및 MCF1의 중량%가 하기 표 1에 기재된 것을 만족하도록 조절한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.Nickel-coated carbon fiber (MCF1) with a nickel-coated layer thickness of 100 nm was used as the 12K nickel-coated carbon fiber, and all processes were performed except that the weight% of PA6 and MCF1 were adjusted to satisfy those listed in Table 1 below during resin impregnation. The same procedure as in Example 1 was performed.

그 결과 MCF1와 PA6 수지가 제대로 함침되지 않고 불량이 발생하여 복합소재 펠렛의 제작이 불가하였다.As a result, the MCF1 and PA6 resins were not impregnated properly and defects occurred, making it impossible to manufacture composite material pellets.

[비교예 5][Comparative Example 5]

12K 니켈코팅 탄소섬유로 니켈코팅층 두께가 136 ㎚인 니켈코팅 탄소섬유(MCF4)를 사용하였으며, 수지 함침 시 PA6 및 MCF4의 중량%가 하기 표 1에 기재된 것을 만족하도록 조절한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.As the 12K nickel-coated carbon fiber, nickel-coated carbon fiber (MCF4) with a nickel-coated layer thickness of 136 nm was used, and all processes were performed except that the weight% of PA6 and MCF4 was adjusted to satisfy those listed in Table 1 below during resin impregnation. The same procedure as in Example 1 was performed.

그 결과, 비교예 4와 동일하게, MCF4와 PA6 수지가 제대로 함침되지 않고 불량이 발생하여 복합소재 펠렛의 제작이 불가하였다.As a result, as in Comparative Example 4, the MCF4 and PA6 resins were not properly impregnated and defects occurred, making it impossible to manufacture composite material pellets.

약칭abbreviation MCF 금속층MCF metal layer
두께 (㎚)thickness (nm) 함량 (중량%)Content (% by weight) 펠렛 길이pellet length
(㎜)(mm) PA6PA6 MCFMCF 실시예 1Example 1 5%M1-65% M1-6 Ni 100Ni 100 9595 55 66 실시예 2Example 2 10%M1-610% M1-6 9090 1010 실시예 3Example 3 20%M1-620%M1-6 8080 2020 실시예 4Example 4 27%M1-627% M1-6 7373 2727 실시예 5Example 5 40%M1-640% M1-6 6060 4040 실시예 6Example 6 5%M4-65%M4-6 Ni 360Ni 360 9595 55 66 실시예 7Example 7 10%M4-610%M4-6 9090 1010 실시예 8Example 8 15%M4-615% M4-6 8585 1515 실시예 9Example 9 20%M4-620%M4-6 8080 2020 실시예 10Example 10 25%M4-625%M4-6 7575 2525 실시예 11Example 11 30%M4-630%M4-6 7070 3030 실시예 12Example 12 35%M4-635%M4-6 6565 3535 실시예 13Example 13 40%M4-640%M4-6 6060 4040 실시예 14Example 14 10%CuNi-1210% CuNi-12 Cu 200/Ni 160Cu 200/Ni 160 9090 1010 1212 비교예 1Comparative Example 1 PA6PA6 -- 100100 -- -- 비교예 2Comparative Example 2 10%CF-610% CF-6 -- 9090 1010 66 비교예 3Comparative Example 3 10%MP-610%MP-6 -- 9090 1010 66 비교예 4Comparative Example 4 45%M1-645% M1-6 100100 5555 4545 제작 불가능impossible to craft 비교예 5Comparative Example 5 45%M5-645%M5-6 360360 5555 4545

[특성 평가][Attribute evaluation]

하기 기재된 방법으로 복합소재 펠렛의 특성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The properties of the composite material pellets were evaluated by the method described below, and the results are shown in Table 2 below.

1) 전자파 차폐: ASTM D4935에 의거 전자파 차폐 성능을 측정하였으며, 주파수 범위는 30~1,500 ㎒ 범위에서 측정하였다.1) Electromagnetic wave shielding: Electromagnetic wave shielding performance was measured according to ASTM D4935, and the frequency range was measured in the range of 30 to 1,500 MHz.

2) 강도: 인장강도 ASTM D638, 굽힘강도 ASTM D790, 아이죠드 충격강도 ASTM D256에 의거하여 각각의 강도를 측정하였다.2) Strength: Each strength was measured according to tensile strength ASTM D638, flexural strength ASTM D790, and Izod impact strength ASTM D256.

약칭abbreviation 전자파차폐 (dB)Electromagnetic shielding (dB) 인장강도 (㎫)Tensile strength (MPa) 굽힘강도 (㎫)Bending strength (MPa) 충격강도 (J/m)Impact strength (J/m) 실시예 1Example 1 5%M1-65% M1-6 3131 6666 9494 3434 실시예 2Example 2 10%M1-610% M1-6 7070 9999 9898 7171 실시예 3Example 3 20%M1-620%M1-6 9494 9898 103103 9999 실시예 4Example 4 27%M1-627%M1-6 100100 9898 111111 120120 실시예 5Example 5 40%M1-640% M1-6 102102 8181 9595 6464 실시예 6Example 6 5%M4-65%M4-6 3030 6363 8989 3636 실시예 7Example 7 10%M4-610%M4-6 6060 104104 116116 100100 실시예 8Example 8 15%M4-615% M4-6 6969 9999 120120 6666 실시예 9Example 9 20%M4-620%M4-6 8585 129129 145145 105105 실시예 10Example 10 25%M4-625%M4-6 9797 135135 150150 110110 실시예 11Example 11 30%M4-630%M4-6 100100 140140 165165 120120 실시예 12Example 12 35%M4-635%M4-6 101101 133133 160160 135135 실시예 13Example 13 40%M4-640%M4-6 101101 128128 155155 120120 실시예 14Example 14 10%CuNi-1210% CuNi-12 3636 111111 111111 6868 비교예 1Comparative Example 1 PA6PA6 00 6666 5959 6060 비교예 2Comparative Example 2 10%CF-610% CF-6 2525 151151 154154 136136 비교예 3Comparative Example 3 10%MP-610%MP-6 3838 8484 7272 6565

상기 표 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따라 금속코팅 탄소섬유와 수지를 함침시켜 제조된 장섬유 강화 열가소성플라스틱으로 제조된 전자파 차폐용 복합소재 펠렛의 경우, 비교예 1 대비 전자파 차폐 성능이 크게 증가할 뿐만 아니라 인장강도, 굽힘강도 및 충격강도 역시 우수한 것을 확인할 수 있었다.Referring to Tables 1 and 2, in the case of composite material pellets for electromagnetic wave shielding made of long fiber-reinforced thermoplastics prepared by impregnating metal-coated carbon fibers and resins according to the present invention, the electromagnetic wave shielding performance compared to Comparative Example 1 was significantly In addition to the increase, it was confirmed that the tensile strength, bending strength and impact strength were also excellent.

특히 금속코팅 탄소섬유를 10 내지 40 중량%로 함침시킨 경우 전자파 차폐 성능이 50 dB 이상이면서도, 인장강도 90 ㎫ 이상, 굽힘강도 90 ㎫ 이상 및 아이죠드 충격강도 60 J/m 이상인 뛰어난 기계적 강도를 확보할 수 있었다.In particular, when 10 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber is impregnated, electromagnetic wave shielding performance is 50 dB or more, tensile strength of 90 MPa or more, flexural strength of 90 MPa or more, and Izod impact strength of 60 J/m or more. Could.

반면, 금속코팅 탄소섬유를 5 중량%로 함침시킨 경우 전자파 차폐 성능이 31 dB 이하로 낮았으며, 금속코팅 탄소섬유를 45 중량%로 함침시킨 경우 니켈코팅 탄소섬유와 PA6 수지가 제대로 함침되지 않고 불량이 발생하여 복합소재 펠렛의 제작이 불가능한 문제가 있었다.On the other hand, when the metal-coated carbon fiber was impregnated at 5% by weight, the electromagnetic wave shielding performance was as low as 31 dB or less, and when the metal-coated carbon fiber was impregnated at 45% by weight, the nickel-coated carbon fiber and the PA6 resin were not properly impregnated, resulting in poor performance. This has caused a problem in which it is impossible to manufacture composite material pellets.

한편, 금속코팅 되지 않은 탄소섬유를 수지와 함침한 비교예 2의 경우 강도 특성은 크게 향상되나 전자파 자폐 성능은 그 절반에도 미치지 못 하였다.On the other hand, in the case of Comparative Example 2 in which carbon fibers not coated with metal were impregnated with resin, the strength characteristics were greatly improved, but the electromagnetic autism performance was less than half of that.

또한, 금속코팅 탄소섬유 대신 니켈입자를 수지와 혼합하여 복합소재 펠렛을 제조한 비교예 3의 경우 전자파 차폐 성능 및 기계적 강도가 모두 본 발명에 따른 복합소재에 미치지 못 하였다.In addition, in Comparative Example 3 in which composite material pellets were prepared by mixing nickel particles with a resin instead of metal-coated carbon fibers, both electromagnetic wave shielding performance and mechanical strength were inferior to those of the composite material according to the present invention.

이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been described through specific details and limited examples as described above, this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above examples, and the present invention belongs Various modifications and variations from these descriptions are possible to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .

100: 금속코팅 탄소섬유(MCF)
210, 220: 가이드롤러
310: 수지함침조 320: 수지압출기
400: 냉각조 500: 건조장치
600: 인발 장치 700: 펠렛타이저100: metal coated carbon fiber (MCF)
210, 220: guide roller
310: resin impregnation tank 320: resin extruder
400: cooling tank 500: drying device
600: drawing device 700: pelletizer

Claims (11)

a) 금속코팅 탄소섬유(MCF)를 제조하는 단계;
b) 상기 금속코팅 탄소섬유의 다발을 열가소성수지 함침조에 통과시켜, 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유를 제조하는 단계;
c) 상기 열가소성수지가 함침된 금속코팅 탄소섬유의 열가소성수지를 경화시켜 장섬유 강화 열가소성플라스틱(LFT)을 제조하는 단계; 및
d) 상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 일정한 길이로 절단하고 펠렛화하여 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 제조하는 단계; 및
e) 상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛을 용융시킨 후 금형에 주입하여 원하는 형태로 사출 성형하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 a)단계는, a-1) 탄소섬유를 제1금속으로 무전해도금하는 단계; 및 a-2) 상기 무전해도금된 탄소섬유를 제2금속으로 전해도금하는 단계;를 포함하고,
상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 20 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 80 중량%를 포함하며,
상기 열가소성수지는 밀도 1 내지 1.2 g/㎤, 융점 220 내지 255℃, 인장강도 83 내지 85 ㎫, Izod 충격강도 7.0 내지 7.5 Kgf·㎝/㎝, 열변형온도 65 내지 85℃인 폴리아마이드 수지이며,
상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 금속, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 소재를 더 포함하는 것이고,
상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 전자파 차폐 성능이 85 dB 이상인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 제품의 제조방법.
a) preparing a metal-coated carbon fiber (MCF);
b) passing the bundle of metal-coated carbon fibers through a thermoplastic resin impregnation tank to prepare metal-coated carbon fibers impregnated with a thermoplastic resin;
c) preparing a long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) by curing the thermoplastic resin of the metal-coated carbon fiber impregnated with the thermoplastic resin; and
d) preparing composite material pellets for electromagnetic wave shielding by cutting the long fiber-reinforced thermoplastic to a predetermined length and pelletizing; and
e) manufacturing a molded body by melting the composite material pellets for electromagnetic wave shielding and then injecting them into a mold and injection-molding them into a desired shape;
Step a) may include: a-1) electroless plating carbon fibers with a first metal; and a-2) electroplating the electroless plated carbon fibers with a second metal,
The long fiber-reinforced thermoplastic includes 20 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 80% by weight of thermoplastic resin,
The thermoplastic resin is a polyamide resin having a density of 1 to 1.2 g / cm 3, a melting point of 220 to 255 ° C, a tensile strength of 83 to 85 MPa, an Izod impact strength of 7.0 to 7.5 Kgf cm / cm, and a heat distortion temperature of 65 to 85 ° C,
The long fiber-reinforced thermoplastic further comprises one or two or more materials selected from the group consisting of metal, carbon nanotube, and graphene,
The method of manufacturing an electromagnetic wave shielding product, characterized in that the electromagnetic wave shielding composite material pellet has an electromagnetic wave shielding performance of 85 dB or more.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 금속코팅 탄소섬유의 다발은 모노필라멘트가 100 내지 50,000 가닥 포함되는 것인, 전자파 차폐 제품의 제조방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing an electromagnetic wave shielding product, wherein the bundle of metal-coated carbon fibers includes 100 to 50,000 monofilaments.
 제 1항에 있어서,
상기 b)단계의 함침은 0.5 내지 10 ㎏/㎤의 압력으로 열가소성수지가 압출되는 수지함침조에서 수행되는 것인, 전자파 차폐 제품의 제조방법.
According to claim 1,
The impregnation of step b) is performed in a resin impregnation tank in which a thermoplastic resin is extruded at a pressure of 0.5 to 10 kg/cm 3 , a method for manufacturing an electromagnetic wave shielding product.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 d)단계의 펠렛화는 장섬유 강화 열가소성플라스틱을 1 내지 15 ㎜의 길이로 절단하는 것인, 전자파 차폐 제품의 제조방법.
According to claim 1,
The pelletization in step d) is to cut the long fiber-reinforced thermoplastic to a length of 1 to 15 mm, a method for manufacturing an electromagnetic wave shielding product.
 삭제delete 제 1항, 4항, 5항 및 7항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 전자파 차폐 제품으로,
상기 전자파 차폐 제품은 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 총 중량 중 금속코팅 탄소섬유 20 내지 40 중량% 및 열가소성수지 60 내지 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 열가소성수지는 밀도 1 내지 1.2 g/㎤, 융점 220 내지 255℃, 인장강도 83 내지 85 ㎫, Izod 충격강도 7.0 내지 7.5 Kgf·㎝/㎝, 열변형온도 65 내지 85℃인 폴리아마이드 수지이며,
상기 장섬유 강화 열가소성플라스틱은 금속, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 소재를 더 포함하는 것이고,
상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 전자파 차폐 성능이 85 dB 이상인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 제품.
An electromagnetic wave shielding product manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1, 4, 5, and 7,
The electromagnetic wave shielding product is characterized in that the long fiber-reinforced thermoplastic includes 20 to 40% by weight of metal-coated carbon fiber and 60 to 80% by weight of thermoplastic resin out of the total weight,
The thermoplastic resin is a polyamide resin having a density of 1 to 1.2 g / cm 3, a melting point of 220 to 255 ° C, a tensile strength of 83 to 85 MPa, an Izod impact strength of 7.0 to 7.5 Kgf cm / cm, and a heat distortion temperature of 65 to 85 ° C,
The long fiber-reinforced thermoplastic further includes one or two or more materials selected from the group consisting of metal, carbon nanotube, and graphene,
The electromagnetic wave shielding product, characterized in that the electromagnetic wave shielding performance of the composite material pellet is 85 dB or more.
 제 9항에 있어서,
상기 전자파 차폐용 복합소재 펠렛은 인장강도가 40 ㎫ 이상, 굽힘강도가 80 ㎫ 이상 및 아이죠드 충격강도가 30 J/m 이상인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐 제품.According to claim 9,
The electromagnetic wave shielding product, characterized in that the composite material pellets for electromagnetic wave shielding have a tensile strength of 40 MPa or more, a bending strength of 80 MPa or more, and an Izod impact strength of 30 J/m or more. 삭제delete
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