KR100219149B1 - 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자파차단용 성형품에 관한 것으로, 특히 전도성파이버를 일반 플라스틱수지 또는 폴리에스테르와 같은 폴리머에 균일하게 분포시킨 후 이를 성형하여, 전자파를 차단하기 위한 전자파차단용 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품은 전도성파이버다발을 코팅시킨 후 펠릿모양으로 만들어 이용함으로써, 성형시의 마찰이나 압력에 의한 전도성파이버의 절단을 최소화하고, 이러한 전도성파이버들이 성형시 뭉쳐지는 것을 방지한다. 따라서, 이러한 전도성파이버들이 완성된 성형품 내에서 균일하게 분포하고 상호 잘 연결되어 인가되는 전자파를 전도시킴으로써, 전자파를 효과적으로 차단시키는 효과가 있다.

Description

균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품

본 발명은 전자파차단용 성형품에 관한 것으로, 특히 전도성파이버를 일반 플라스틱수지 또는 폴리에스테르와 같은 폴리머에 균일하게 분포시켜 성형함으로써 전자파를 차단하기 위한, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자기기의 부품 등에 전기가 흐를 경우, 이에 따른 전자파가 형성되는 데, 이러한 전자파는 인체에 유해할 뿐만 아니라 주변의 다른 전자제품에도 관여하여 오동작 등의 문제를 야기시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 전자제품의 케비넷 등과 같은 외피에 전도성파이버를 구비되도록 하여 성형하고 구비된 전도성파이버를 통해 인가되는 전자파를 전도시킴으로써, 전자파가 케비넷 내부로 인가되는 것을 차단시키게 된다.

아울러, 전자파차단용 성형품의 내부에 내재되어 있는 전도성파이버의 분포상태는 전자파차단 효과를 결정하는 아주 중요한 사항이다.

종래에는 전도성파이버가 섞인 일반플라스틱이나 폴리에스테르와 같은 폴리머를 사출성형하여 전자파차단용 성형품을 제작하였다. 일례로, 전도성파이버로는 대개 스테인레스파이버가 사용되고, 폴리머로는 일반플라스틱이 사용된다. 그러나, 이러한 전도성파이버는 약 4마이크론미터 정도의 굵기로 매우 가늘기 때문에 취급하기가 어렵다. 따라서, 전도성파이버는 그의 외피를 폴리머로 피복하여 소정 길이로 절단시킨 펠릿(pellet)형태로 취급되며, 이렇게 함으로써 전도성파이버의 취급이 아주 용이할 뿐만 아니라 그 양의 측정도 쉬워지게 된다.

제1도는 이러한 종래의 스테인레스 파이버다발이 일반플라스틱에 피복되어 소정 길이로 절단된 펠릿을 보여주는 사시도이다. 본 도에 도시된 바와 같이, 스테인레스 파이버다발(18)의 외주면이 일반플라스틱(20)으로 피복되어 있다. 이러한 상태에서 펠릿형태로 절단된 스테인레스 파이버 즉, 전도성파이버다발이 일반플라스틱과 함께 섞여진 후 사출성형됨으로써 전자파 차단용 성형품이 만들어진다.

하지만, 위와 같이 종래의 발명에 의해 제작된 전자파차단용 성형품은, 사출성형시 스테인레스파이버 가닥들이 일반플라스틱과 다발로 뭉쳐져서 섞여지게 되므로 서로 엉킨 상태로 사출성형되고, 이에 따라 스테인레스파이버 가닥들이 성형품내에서 균일하게 분포되지 않는, 즉 불균일하게 분포되는 문제점이 발생된다. 이로 인해, 스테인레스파이버 가닥들이 서로 잘 연결되지 않게 되고, 결국 완성된 전자파차단용 성형품은 인가된 전자파를 충분히 분산시키지 못하게 되어 전자파 차단 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 성형품의 내부에 전도성파이버를 균일하게 분포시킨 상태로 성형품을 제작함으로써 전자파차단극을 극대화시킨, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품을 제공하는데 있다.

제1도는 종래의 스테인레스파이버다발이 일반플라스틱에 피복되어 소정 길이로 절단되어진 펠릿을 보여주는 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 코팅체를 보여주는 사시도.

제2b도는 본 발명에 따른 코팅체가 일반플라스틱으로 피복되어 소정길이로 절단된 제1멜릿을 보여주는 사시도.

제2c도는 본 발명에 따른 제1펠릿이 일반플라스틱으로 사출성형되어 소정 길이로 절단된 제2펠릿을 보여주는 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품의 내부단면을 확대한 도면.

제4a도는 종래 전자파차단용 성형품에 인가되는 전자파의 주파수 증가에 따른 전자파차단 정도의 실험결과에 대한 그래프.

제4b도는 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품에 인가되는 전자파의 주파수 증가에 따른 전자파차단 정도의 실험결과에 대한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 일반플라스틱 18,32 : 스테인레스파이버다발

30 : 코팅용액 34 : 코팅체

36 : 제1일반플라스틱 38 : 제1펠릿

40 : 제2일반플라스틱 42 : 제2펠릿

44 : 스테인레스파이버가닥

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품은, 상기 성형품이 소정 형태로 형성되도록 소정의 부피를 갖는 폴리머 ; 및, 상기 폴리머에 소정량이 첨가되어 균일하게 분포되며, 상호 연결되는 전도성파이버들을 포함한다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 제2a도는 폴리에스테르-트리클로로에틸렌의 코팅용액(30)이 스테인레스파이버 다발(32)에 코팅된 모습을 보여주는 사시도이다. 제2b도는 이 코팅된 스테인레스파이버 다발(34)(이하에서는 코팅체라 한다)을 제1일반플라스틱 수지(36)로 피복하고 이것을 제1펠릿모양으로 절단된 모습을 보여주는 사시도이다. 폴리머로는 폴리에스테르, 일반플라스틱 등이 있는데 본 실시예에서는 폴리머로 일반플라스틱을 사용하고, 코팅용액(30)으로는 저분자량폴리머와 트리클로로에틸렌용액을 섞여서 만드는 경우를 설명한다.

코팅용액(30)은 트리클로로에틸렌 무게의 약 20％에 해당하는 폴리에스테르를 트리클로로에틸렌에 섞어 만들고, 제2a도에 도시한 바와 같이 이 코팅용액(30)으로 스테인레스파이버 다발(32)을 코팅시킨다. 이러한 비율을 유지하는 이유는, 스테인레스파이버 다발(32)이 일반플라스틱에 섞인 후 사출성형될 때 마찰력에 의해 스테인레스파이버 가닥이 절단되는 것을 최소화하기 위한 것이다. 뿐만아니라, 성형품 내에서 균일한 분포를 가지는 스테인레스파이버 가닥들이, 사출성형시 서로 잘 연결되도록 하여 전자파차단효과를 극대화시키기 위한 것이다.

스테인레스파이버다발(32)은 코팅될 때 각각의 가닥들에까지 코팅용액에 코팅되므로 스테인레스파이버다발(32)의 전체 부피가 증가하게 되는데, 이렇게 과다하게 코팅된 용액(30)은 제거시켜 주어야 하므로, 이를 위해 코팅제(34)를 약 2㎜이하의 조그만 오리피스(orifice)에 통과시켜 주며 이에 따라 과다한 코팅용액(30)이 적당히 제거된다. 이 때, 최종적으로 완성될 전도성파이버들을 폴리머에 포함시킬 것을 고려하여, 코팅용액(30)은 많지도 적지도 않도록 스테인레스다발(32) 무게의 약 6％이하가 되게 하는 것이 바람직하다.

코팅된 스테인레스파이버다발(32)은 다시 제1일반플라스틱수지(36)에 의해 피복된다. 이 후 피복된 스테인레스파이버다발(32)은 펠릿모양으로 절단됨으로써, 제1펠릿(38)형태로 완성된다. 이때 제1펠릿(38)의 길이는 약 2㎝정도가 되도록 잘라서 사출성형시에 직경 약 0.002㎜이하인 스테인레스 파이버가닥들이 펠릿 내부적으로 평행을 이루게 한다. 이상의 과정까지 제작된 상태에서 스테인레스파이버 다발(30) 자체의 체적은 제1펠릿전체(38) 체적의 약 80％이하가 된다.

제2c도는 제1펠릿(38)이 제2일반플라스틱수지(40)와 사출성형되어 만들어진 제2펠릿(42)을 보여주는 사시도이다.

사출성형시 성형재료로는 저분자량폴리머가 주로 사용되는데, 저분자량폴리머로는 폴리에스테르와 일반플라스틱 등이 있다. 본 실시예는 일반플라스틱을 사용하는 경우를 나타내고 있다. 코팅된 스테인레스파이버다발의 제1펠릿(38)은 다시 제2일반플라스틱수지(40)에 코팅되어 사출성형됨으로써, 각각의 스테인레스 파이버가닥(44)들은 제2펠릿의 내부에서 서로 평행을 이루며 배열되고, 이후 약 2㎝이하 길이의 원통형 제2펠릿(42)모양으로 절단된다. 제2펠릿(42)모양으로 사출성형시 스테인레스 파이버가닥(44)은 가능하면 절단되지 않게 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1펠릿(38)이 제2일반플라스틱(40)밖으로 물려나 오지 않도록 성형한다.

제2펠릿(42)은 다시 폴리머와 같이 섞여 성형된다. 일반플라스틱과 폴리에스테르 등의 폴리머 종류들 중 본 실시예에서는 무게비가 제2펠릿(42)와 동일하도록 일반플라스틱수지를 폴리머에 섞은 후 성형한다. 이렇게 성형된 전자파차단용 성형품에서 성형품 내부의 순수한 스테인레스파이버 다발체적은 성형품 전체의 약 0.5％이하로 줄어들게 되며, 또한 각 스테인레스파이버들의 직경은 길이에 비하여 그 비가 0.0085이하가 되게 된다. 결과적으로 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품은 스테인레스파이버가 펠릿모양으로 절단되는 두 번의 과정을 거치고, 제 3일반플라스틱수지와 섞여 사출성형되어 지는 것이다.

이 결과, 분포된 순수파이버는 본 발명품에 따른 성형품 전체 체적비의 약 2％이하가 되어 진다. 아울러, 이상 설명한 과정들에 의해 완성된 전자파차단용 성형품은 스테인레스파이버가 뭉쳐지는 것을 방지할 수 있게 되고 균일한 파이버분포와 개선된 단면구조를 얻을 수 있게 되는 것이다.

그러면, 이와 같이 본 발명의 균일한 스테인레스 파이버 분포를 갖도록 제작된 전자파차단용 성형품에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품의 내부단면을 확대한 도면이다.

본 발명에 따른 전자파차단용 성형품은 본 도에 도시된 바와 같이, 스테인레스 파이버가닥들이 성형품 내에서 뭉쳐지지 않고 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 전자파차단용 성형품은 보다 개선된 스테인레스파이버의 분포 조직을 갖게 되어 전자파차단에 큰 효과를 나타낼 수 있다.

전자파차단의 효과는 제4a도 및 제4b도를 통해 쉽게 인지할 수 있다. 제4a도는 종래의, 제4b도는 본 발명의 전자파차단용 성형품에 인가되는 전자파의 주파수 증가에 따른 전자파차단 정도의 실험결과에 대한 일례를 나타내는 그래프이다. 본 그래프들에서는 약 200MHz∼10GHz 범위의 전자파를 성형품에 노출시켰을 때, 성형품 내부로 전달되는 전자파정도를 보여주고 있다. 본 도면의 그래프에서 보는 바와 같이, 중앙 좌측에서 우측으로 단순하게 그어진 선은 현재 미국연방통신위원회(FCC)의 전자파 허용한계치를 보여주는 것이며, 복잡하게 그어진 선은 종래의 기술 (제4a도)과 본 발명(제4b도)의 성형품이 나타내는 전자파차단의 효과를 보인 것이다. 두 그래프를 비교해 보면 본 발명과 종래의 전자파차단용 성형품의 전자파차단 효과 정도를 쉽게 비교할 수 있다.

본 발명에 의해 완성된 전자파차단용 성형품은 스테인레스파이버들이 성형품의 표면 밖으로 노출되는 경우가 빈번하다. 이것을 보완하기 위하여 성형품의 외부 표면을 텍스처링(texturing)한다. 텍스처링은 표면처리방법의 하나로서, 성형품의 표면을 긁는 등의 방법으로 표면에 불규칙한 요철형상을 만드는 것이다. 이렇게 하면 성형품의 외부로 노출된 스테인레스파이버를 어느 정도 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 시각적으로 이용함으로써 제품의 외양을 개선할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자파차단용 성형품은 스테인레스파이버 다발을 코팅시킨 후 펠릿모양으로 만들어 이용함으로써, 성형시의 마찰이나 압력에 의해 생기는 파이버의 절단을 최소화하고, 완성된 전자파차단용 성형품내에서 스테인레스파이버들이 덩어리로 뭉쳐지는 것을 방지하여 균일한 분포를 형성함으로써, 전자파를 효율적으로 차단하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명품에 의한 전자파차단용 성형품은 전자파차단을 목적으로 하는 거의 모든 분야, 주로 컴퓨터와 같은 전자분야에 경제적이고 용이하게 적용되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 전자파를 차단하기 위한 성형품에 있어서, 상기 성형품이 소정 형태로 형성되도록 소정의 부피를 갖는 폴리머; 및 상기 폴리머에 소정량이 첨가되어 균일하게 분포되며, 상호 연결되는 전도성파이버들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품.
2. 제1항에 있어서, 상기 전도성파이버는 상기 폴리머 체적의 0.5％이하가 되는 것을 특징으로 하는, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품.
3. 제1항에 있어서, 상기 전도성파이버는 상기 폴리머의 표면으로 노출되는 것이 방지되도록, 텍스처링(texturing) 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파 차단용 성형품.
4. 제1항에 있어서, 상기 전도성파이버는 펠릿(pellet)형태로 제작되어 상기 성형품에 포함되는 것을 특징으로 하는, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품.
5. 제 4항에 있어서, 상기 펠릿(pellet)형태로 제작된 전도성파이버는 각 전도성파이버의 가닥의 직경이 상기 펠릿형태로 절단된 전도성파이버 길이의 약 0.0085정도 되도록 제작되는 것을 특징으로 하는, 균일한 전도성파이버 분포를 갖는 전자파차단용 성형품.