KR100418189B1 - 전자파 차폐용 및 탈취용 탄소 침착 폴리우레탄 폼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수한 전자파 차폐능을 가질 뿐만 아니라 공기청정의 효과를 갖는 다기능성 경량 복합재를 제조하는 방법에 관한 것으로서 통상적으로 사용되어지는 폴리우레탄 폼에 전도성 카본, 활성탄소 또는 숯 등의 전자파 차폐 및 탈취에 효과가 있는 탄소물질을 침착하는 것이다. 이때 기재(urethane foam)에 대한 탄소물을 침착시 바인더와 첨착시약(Phosphoric Acid, Potassium Iodide)을 동시에 첨가하여 침착과 첨착을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하고 있다. 본 발명에 의한 전자파 차폐용 경량 내장재를 이용하면 저렴하고 간단한 방법으로 건축용 복합재 및 전자제품 등에 사용함으로써 인체에 악영향을 미치는 유해 전자파를 용이하게 차폐할 수 있을 뿐만 아니라 탈취의 효과를 얻을 수 있다.

Description

전자파 차폐용 및 탈취용 탄소 침착 폴리우레탄 폼의 제조방법{Method for preparing the light-weight composite for the EMI shielding and deodorizing using the carbon impregnated polyurethane foam}

본 발명은 전자파 차폐용 경량 복합재의 제조에 관한 것으로 최근 산업의 발달과 인구의 증가로 인한 공장폐수, 생활하수 및 자동차 매연 등에 대한 대기오염, 수질오염, 소음·진동 등의 환경오염이 날로 심각해지고 있어 인류의 건강과 생태계의 보존을 위해 이들 환경오염물의 처리가 매우 시급한 실정이다. 게다가 최근에 급증하는 전자제품의 사용으로 인하여 전자파의 유해함이 사회적으로 부각되고 있다.

전자파는 전기와 자기의 주기적인 변화에 의한 진동이 진공 혹은 물질 속을 전파해 나가는 파동 현상 또는 공간을 이동하는 일종의 에너지로서 전자파는 휴대폰, 가전제품, 컴퓨터 모니터 등에서 방출되어 인체에 나쁜 영향을 준다는 것이 자주 보고되고 있으며, 최근에는 빌딩병 증후군, 전자파 과민증, 정신적 스트레스를 야기하여 새로운 문화병으로 취급되고 있다.

일반적으로 전기 전도성이 높은 물질은 전자파를 차폐하는 능력을 지니고 있는 것으로 알려져 있으며, 탄소 재료인 숯은 경량, 단열, 내화, 내산화, 내열충격, 저발열성 외에도 열이나 전기의 전도성이 높아 전자파 차단효과를 나타내는 것으로 알려져 있어 최근 건축 복합재로의 이용에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 일반적으로 전자파 차폐용 복합재의 경우 복합재 제조시 전자파 차폐에 효과가 있는 금속을 소량 첨가하는 방법으로 그 응용성 및 효과에 많은 문제점을 갖고 있는 실정이다.

본 발명은 전자파 차폐와 탈취효과를 동시에 갖는 탄소 침착 폴리우레탄 폼 경량 복합재를 제조하기 위한 것으로서 상용의 폴리우레탄 폼을 일정량의 바인더와 일정크기로 파쇄되어진 전도성 카본, 활성탄소 및 숯을 포함하는 침착액에 함착시킨 후 120℃로 온도를 유지하여 복합재를 제조하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 전도성 카본, 활성 탄소 및 숯을 일정크기로 파쇄하여 동일크기로 파쇄되어진 전도성 카본, 활성 탄소 또는 숯과 일정량의 바인더와 첨착시약(Phosphoric Acid, Potassium Iodide)을 혼합하는 혼합공정, 혼합되어진 바인더액에 폴리우레탄 폼을 함침시키는 함침공정 및 제조한 전자파 차폐용 탄소 첨착 경량 복합재의 성능평가 등으로 이루어진다.

상기와 같은 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정 크기로 파쇄되어진 전도성 카본, 활성 탄소, 숯 등의 탄소물을 110℃에서 12시간 이상 건조하여 수분 및 이물질을 제거한 후 첨착 시약으로써 1%∼5% vol.의 Phosphoric Acid 와 Potassium Iodide를 사용하여 바인더와 혼합하여 제조한 바인더액에 폴리우레탄 폼을 함침한 후 이를 1시간 동안 mixing시켜 폴리우레탄 폼에 전도성 카본, 활성 탄소 또는 숯 등의 탄소물질을 침착시킨 후 100℃에서 12hr 동안 건조시켜 제조하는 탄소 침착 폴리우레탄 전자파 차폐용 경량 복합재의 제조방법을 제공한다. 이하 각 과정에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

(1) 혼합 공정

전자파 차폐에 효과가 우수한 전도성 카본, 활성 탄소 또는 숯을 일정 크기로 파쇄한 후 기재로 사용하는 폴리우레탄 폼에 침착하기 위하여 일정량의 물유리계 바인더에 첨착 시약으로써 바인더에 대하여 1%∼5% vol.의 Phosphoric Acid 와 1%∼5% vol.의 Potassium Iodide를 첨가한 후 약 1시간 정도 Mixing하여 침착액을 제조한다. 이 때 온도는 상온에서 50℃사이에서 수행하는 경우에 효과가 우수하다.

(2) 함침 공정

제조한 바인더액에 폴리우레탄 폼을 일정량 넣은 후 이를 1시간 동안 mixing시켜 폴리우레탄 폼에 전도성 카본, 활성 탄소 또는 숯 등의 탄소물질을 침착시킨 후 100℃에서 12시간동안 건조시켜 제조한다. 이때 사용한 Phosphoric Acid 와 Potassium Iodide에 의하여 침착 뿐만 아니라 첨착 효과까지 기대할 수 있다.

(3) 성능 평가

제조한 탄소 침착 폴리우레탄 폼 경량 복합재의 성능을 평가하기 위하여 수 KHz∼ 수 MHz까지 전자파 차폐효과를 측정하였다.

또한 탈취성능을 평가하기 위하여 담배연기, 암모니아 등의 휘발성 물질에 대한 탈취효과를 측정하였다.

실시예 1

전도성 카본을 일정량 침착시킨 폴리우레탄 폼 경량 복합재를 제조한 후 가정용 PC 모니터(전기장 : 2.7 V/m, 자기장 : 0.28 mG)의 전자기파에 대하여 전자기파 차폐효과를 측정하였다. 이때 방출되어지는 전자기파 차폐효과는 30㎝의 거리에서 측정하였으며 측정결과 전기장의 경우 약 0.134 V/m로 약 95%의 차폐효과를 나타내었으며, 자기장의 약 0.028 mG로 약 90%의 차폐효과를 나타내었다.

실시예 2

전도성 카본을 일정량 침착시킨 폴리우레탄 폼 경량 복합재를 제조한 후 담배연기 및 암모니아에 대한 흡착, 탈취 효과를 측정하였다. 자체 제작한 순환 챔버 안에 제조한 경량 복합재를 장착한 후 암모니아와 담배연기를 주입한 후 일정 시간 후의 농도 변화를 측정, 분석하였다. 담배연기의 경우 10개피의 담배연기에 대하여 5분 내에 95%의 흡착, 탈취 효과를 나타내었으며, 암모니아의 경우 100ppm에 대하여 5분 내에 90%의 흡착, 탈취 효과를 나타내었다.

본 발명에 의한 탄소 침착 폴리우레탄 경량 복합재는 간단한 방법으로 전자파 차폐능을 보일 뿐만 아니라 담배 및 기타 유해 가스에 대해 우수한 흡착능을 나타내어지며 경량이며 물성이 유연하여 전자제품을 비롯하여 필터, 건축용 내장재 등 많은 부분에서 큰 효과를 나타낼 수 있다. 또한 본 발명에 의해 제조된 탄소 침착 폴리우레탄 경량 복합재는 개발 비용이 저렴할 뿐만 아니라 사용 후 발생되어지는 폐기물의 경우 전도성 카본, 활성 탄소 또는 숯 등을 재침착 시킬 경우 폐기물처리 비용의 감소 효과도 유발할 수 있다.

Claims (3)

1. 전자파 차폐용 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에 있어서,

   물유리계 바인더와 탄소물질과 상기 물유리계 바인더 부피의 1%∼5% 범위 내에서 인산과 포타슘요오드를 각각 동일량으로 혼합·교반하여 침착액을 만들고, 상기 침착액에 폴리우레탄 폼을 함침하여 건조시킨 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 및 탈취용 탄소 침착 폴리우레탄 폼의 제조방법.
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