KR100482924B1

KR100482924B1 - 자기차폐시트및그제조방법,및이것을사용하는케이블

Info

Publication number: KR100482924B1
Application number: KR1019970047777A
Authority: KR
Inventors: 사이토아키히코
Original assignee: 다이도 도꾸슈꼬 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2005-08-29
Also published as: JP3900559B2; TW380264B; JPH1093284A; EP0831685A3; EP0831685B1; CN1186311A; US6225556B1; KR19980024779A; EP0831685A2; DE69732071D1; DE69732071T2

Abstract

도전 케이블, 자기기록매체, 또는 차폐실 내부 등의 실내 등에 임의의 형상과 크기로 감거나 또는 기타의 처리에 의해서 자계를 차폐하기 위한 시트가 제공된다. 이 시트는 자기차폐 능력을 갖는 Fe-Ni계 등의 합금으로 제조된, 두께 100㎛ 이하의 유연성이 있는 자기차폐 시트로 구성된다. Fe-Ni계 합금은 30 내지 85wt%의 Ni과, 또한 8wt% 이하의 함유량의 Mo 또는 Cu중 적어도 어느 한 종류를 포함한다. 이외에도, Fe-Cr-Al계 및 Fe-Co-V계의 합금이 포함된다. 자기차폐 시트(1)는 또한 시트의 적어도 한쪽 면에 적층되는, 접착제 층(2), 필름(3), 또는 종이(4)중 적어도 한 종류를 포함한다. 이렇게 만들어진 시트는, 도전 케이블 또는 통신케이블의 표면에 감거나, FD 등을 보관하는 봉투 또는 백을 저장하거나, 또는 차폐실 등 실내에 부착하는 데에 용이하게 사용할 수 있다.

Description

자기차폐 시트 및 그 제조방법, 및 이것을 사용하는 케이블{MAGNETIC SHIELD SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF, AND CABLE USING THE SHEET}

본 발명은 자기차폐 시트와 그 제조방법, 및 도전 케이블과 전자장치 등에 자유롭게 감을 수 있는 시트를 사용함으로써 지기차폐 능력을 갖는 케이블에 관한 것이다.

최근, 정보통신 기술의 현저한 발전과 컴퓨터의 대중화에 따라서, 각각의 컴퓨터를 통신회로와 연결시키는 네트워크 시스템의 구성이 광범위한 산업분야에서 진행되고 있다. 제조분야에서, 컴퓨터를 통한 공장자동화에 따라서, 전자회로를 포함하는 많은 다양한 종류의 제어장치, 계측장치, 및 센서가 사용되고 있다. 그러나, 전원용, 도전용 및 통신용 케이블로부터, 또는 모터, 마그네트론 및 자기구동장치로부터 주위로의 자기의 누설로 인하여, 또는 인접하는 배선기판 사이의 누화(漏話)로 인하여, 컴퓨터와 다양한 장치의 전자회로에서의 오동작이 야기되어 고장, 사고 및 정지를 일으키는 문제점이 발생한다. 이러한 자기의 누설을 방지하거나 또는 자기로부터의 영향을 저지하기 위하여, 소위 자기차폐 재료의 사용이 보편화되었다.

이러한 자기차폐 재료로서, 퍼멀로이로 된 압연판, 또는 단조 및 프레싱에 의한 성형 부재가 사용되고 있다. 이러한 압연판과 성형 부재는 컴퓨터 및 각종 장치의 전자회로가 설치되는 실내 공간을 자기(磁氣)의 영향으로부터 차폐하기 위한 목적으로 판재를 절단, 벤딩(bending) 및 용접하여 가공된다. 또는 특정 크기 및 형상의 전자장치를 차폐하기 위하여, 형상이 유사한 다수의 용기 형성 부재가 단조와 프레싱에 의해서 제작되어서, 조립되어 사용되고 있다.

그러나, 퍼멀로이는 값이 비싸고 또한 상기의 많은 가공 처리를 필요로 하며, 퍼멀로이로 만들어진 차폐 재료도 또한 값이 비싸다. 더욱이, 가공 처리된 부분의 금속 구조가 찌그러지고, 자기차폐 특성이 감소된다. 또한, 무게 및 설치 공간의 증가로 인하여 사용 범위가 한정된다. 또한, 각종 케이블의 표면, 전자장치의 내외측, 또는 컴퓨터실의 실내에 판상(板狀)의 차폐 재료를 감싸거나 또는 붙이는 것은 형상의 융통성이 낮으므로 극히 어려웠다. 특히, 케이블을 설치한 후, 또는 전자장치를 조립한 후, 또는 컴퓨터실 공사를 완료한 후에 차폐하는 것은 거의 불가능하였다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 기술적인 불리한 점을 해결하고, 또한 발생원, 대상물의 형상과 크기, 설치 위치, 상태, 및 주위의 공간 사정에 관계없이, 무게와 공간이 증가되지 않고, 낮은 작업 비용으로, 개별적인 대상물에 자유롭게 또한 용이하게 피복할 수 있는 자기차폐용 자기차폐 시트, 그 제조방법 및 이 시트를 사용한 케이블을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 각종 연구 결과, 퍼멀로이 등, 자기차폐 능력을 갖는 금속을 얇고 유연한 랩 시트(lap sheet)로 가공하는 것을 생각해냄으로써 취득된 것이다.

본 발명의 자기차폐 시트는 자기차폐 능력을 갖는 합금으로 만들어지고, 또한 두께가 100㎛ 이하의 유연성을 가지고 있다. 상기 합금은 베이스(base)로서 Fe, Ni 및 Co 등 연질자성재료, 또는 Fe-Ni계, Fe-Cr-Al계, 및 Fe-Co-V계의 합금을 포함한다.

상기 합금 중에서, 8wt% 이하의 Mo 또는 8wt% 이하의 Cu 중 어느 하나 또는 모두를 갖는 합금을 포함하여, 30wt% 내지 85wt% 범위의 Ni 함유량을 갖는 Fe-Ni계가 사용된다.

상기의 Fe-Ni계 합금은 PB 퍼멀로이(Fe ; 45% Ni), PC 퍼멀로이-1(Fe ; 80% Ni ; 수 퍼센트의 Mo), PC 퍼멀로이-2(Fe ; 78% Ni ; 수 퍼센트의 Mo ; 수 퍼센트의 Cu), 12% Mn ; 9.6% Cu ; 6% Fe ; Ni, 전적으로 낮은 팽창계수를 갖는 인바형 합금(invar alloy)인 PD 퍼멀로이(Fe ; 36% Ni) 등의 퍼멀로이 합금, Fe ; 42% Ni의 합금이나 Fe ; 52% Ni의 합금, 및 이러한 합금들을 베이스로 하는 합금들을 포함한다.

Ni의 함유량을 30wt% 내지 85wt%로 하는 이유는 30wt% 이하에서는 자기차폐 효과가 낮아지기 시작하고, 85wt% 이상에서는 자기차폐 효과가 보이지 않게 되며 비용이 증가하기 때문이다.

8wt% 이하의 Mo 및/또는 Cu를 첨가하는 이유는 투자율(透磁率)을 증가시키고, 자기 이방성(異方性)을 제한하고, 그리고 자왜(磁歪)를 제거하기 위한 것이다. 8wt% 이상에서는 이들 효과가 포화된다.

Fe-Cr-Al계 합금에서, 10wt% 내지 17wt%의 Cr은 내부식성과 고주파 특성을 향상시키기 위해서 첨가되고, 또한 0.01wt% 내지 5.0wt%의 Al은 전기적 저항과 고주파 특성을 향상시키기 위해서 첨가된다. 각각의 상한치를 8wt%로 설정하는 이유는 상기 상한치 이상에서부터는 상기 특성이 포화되기 때문이다.

Fe-Co-V계 합금에서, 40wt% 내지 60wt%의 Co는 포화 자속 밀도를 증가시키기 위해 첨가되고, 또한 0.1wt% 내지 5wt%의 V가 전기적 저항, 고주파 특성의 향상, 및 가공의 용이성을 위해서 첨가된다.

자기차폐 효과는 도전 케이블 등 전기 절연재료의 표면 위에 시트를 둘러싸는 것만으로도 유지될 수 있지만, 자기차폐 시트는 차폐를 보장하기 위하여 표면의 일부 또는 전체에 접착제 층이 도포된 시트를 포함한다. 시트는 또한 자기 기록매체의 이송이나 차폐를 위한 취급 동안에, 차폐되는 또는 차폐 후의 대상물의 보호를 위해서 최소한 표면상에 보강 또는 절연용의 플라스틱 필름 또는 시트, 종이 또는 골판지로 된 적층(積層) 시트를 포함한다.

또한, 통신 케이블 둘레의 전기 절연층 주위에 자기차폐 시트를 감은 피복층을 갖는 케이블도 포함된다.

본 발명은 또한 상기의 자기차폐 시트를 취득하기 위하여 두께가 100㎛ 이하인 유연한 자기차폐 시트의 제조 방법을 포함한다. 이 방법은 자기차폐 능력을 갖는 평평한 합금판에 대하여, 온간(溫間) 압연과 소둔(燒鈍)을 반복하는 공정, 및 자기 소둔(magnetic annealing) 공정으로 구성된다. 온간 압연에 의해서 소정의 두께로 가공된 판 또는 시트는 가공 변형과 잔류 응력(stress)을 내포하고 있다. 이러한 변형과 응력은 소둔으로써 제거한다. 따라서, 온간 압연과 소둔은 판의 두께가 100㎛ 이하로 될 때까지 여러 번 반복된다. 이어서 자기차폐 능력을 부여하기 위해서 소정의 온도 범위에서 자기 소둔을 실시한다. 취득된 자기차폐 시트는 박(箔)과 같이 유연성이 있어서, 예로서, 릴(reel)에 감을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 이하와 같이 설명한다.

도 1은 본 발명의 자기차폐 시트의 단면을 나타내는 것으로서, 도 1(A)는 PC 퍼멀로이-2(예로서, Fe ; _78% Ni ; 3% Mo ; 3% Cu)를 10㎛의 두께를 갖는 박막으로 연장한 차폐 시트(1)의 단면을 나타낸다. 시트(1)는 매우 유연하고, 또한 차폐되는 대상물의 표면에 시트를 감을 때, 부착이 유지된다. 또한, 차폐되는 대상물에 확실하게 밀착시키기 위하여 도 1(B)에 나타내는 바와 같이 표면의 한 면의 전부 또는 일부에 폴리에스테르 접착제 등 유기 접착제 층(2)을 도포한 시트를 사용할 수 있다.

또한, 시트(1)를 보강하기 위해 또는 차폐되는 대상물의 표면과 전기적으로 절연시키기 위하여, 도 1(C)에 도시한 바와 같이 시트의 한 면에 플라스틱 필름(3)을 붙이거나, 또는 도 1(D)에 도시한 바와 같이 시트(1)의 양면에 플라스틱 필름(3, 3)을 붙인 시트(1)를 사용할 수도 있다. 후자의 경우에, 필름(3)의 재료 또는 두께는 차폐되는 대상물에 따라서 변경될 수 있다.

또한, 도 1(E)에 도시한 바와 같이 시트(1)의 한 면에 부착된 필름(3)의 외측면에 접착제 층(2)을 부분적으로 또는 전체적으로 도포한 시트를 사용할 수도 있다.

이어서, 자기차폐 시트(1)의 제조 방법을 설명한다.

도 2(A)는 시트(1)를 제조하기 위한 제조 공정의 개요를 나타내는 것으로서, 도 2(A1)은 PC 퍼멀로이-2를 냉간 압연하여 취득한 두께 0.1mm의 처리 이전의 소판(素板; elementary plate)(10)을 나타낸다. 이 소판(10)을 도 2(A2)에 나타낸 바와 같이 약 700℃ 내지 900℃의 소둔로(annealing furnace)(12)를 통과시켜서, 내부 변형과 응력을 제거하고, 이어서 즉시 롤러(roller)(14)를 통과시켜서 5% 내지 20%의 압연율(draft ratio)로 온간 압연하여 얇은 중간판(intermediate plate)(16)이 된다. 이 중간판(16)을 도 2(A3)에 나타낸 바와 같이 소둔로(12)를 통과시키고, 이어서 즉시 롤러(14)를 통과시켜서 온간 압연한다. 이러한 온간 압연 및 소둔 공정을 수회 반복하여 1 내지 100㎛ 두께의 얇은 시트(18)를 취득한다. 도 2(A4)에 나타낸 바와 같이, 시트를 소둔로(20)내에서 약 800℃ 내지 1000℃의 온도로 60분 동안 자기 소둔 처리하여 안정된 자기 특성을 갖는 자기차폐 시트(1)를 취득한다. 시트(1)의 최소 두께는 약 1㎛ 이하이다.

또한, 상기에 동일한 제조 공정으로써 Fe-Cr-Al계 합금 및 Fe-Co-V계 합금으로부터 자기차폐 시트(1)를 취득한다.

도 2(B)는 시트(1)의 한 면에 접착제 층(2)을 도포하는 공정을 나타낸다. 저장 접착제 용액(22)으로 채워진 탱크(21)의 상부 중앙부분에 회전 가능한 롤러(23)가 접착제 용액에 절반 정도 잠겨서 고정되어 있고, 또한 롤러(23)의 상측의 좌측 및 우측에 1쌍의 억제(hold down) 롤러(25, 25)가 설치되어 있는 접착제 도포장치(24)가 사용된다. 상기 롤러(23)의 최상측 면은 1쌍의 억제 롤러(25) 사이의 최하측 면보다 약간 더 높게 조정되어 있다. 롤러(23)가 시계방향으로 회전하고, 시트(1)가, 도 2(B)에 나타낸 바와 같이, 롤러(23)와 1쌍의 억제 롤러(25)와의 사이를 통과하면, 저장된 접착제 용액(22)은 회전하는 이송 롤러(23)의 표면을 통하여 시트(1)의 하측 면에 균일한 두께로 도포된다. 노출된 접착제 층(2)의 표면은 밀착하지 않는 성질을 가지므로, 접착제 층(2)을 내측으로 하여, 시트(1)를 릴 형상으로 감는다.

도 2(C)는 시트(1)의 한 면에 플라스틱 필름(3)을 적층하는 공정을 나타낸다. 상부 롤러로부터 되감은 시트(1)와 하부 롤러로부터 되감은 필름(3)을 압력을 가하여 1쌍의 롤러(28)를 통과시켜서, 시트와 필름을 서로 적층한다. 서로 근접하는 시트(1)와 필름(3) 중 어느 하나의 내측 면에 노즐(29)에 의해서 접착제가 미리 도포되어 있으므로, 필름(3)이 부착된 시트(1)를 연속적으로 취득할 수 있다. 적층 공정에서 필름(3)은 종이 시트로 대체할 수도 있다.

도 2(C)의 시트(1)의 상측에 되감기는 필름(3)과 노즐(29)을 추가하면, 도 1(D)의 형상과 같이 시트(1)의 양면에 필름(3)을 적층할 수 있게 된다. 또한 도 2(C)에 나타낸 공정으로써 취득한, 필름(3)이 부착된 시트(1)를, 필름(3)을 하측 표면 층으로 하여 도 2(B)의 접착제 도포장치(24)를 통과시키면, 도 1(E)에 나타낸 바와 같이, 접착제 층(2)과 필름(3)이 적층되는 적층 시트(1)를 제조할 수 있다.

본 발명의 자기차폐 시트(1)에 대한 실험을 이하에서 설명한다.

우선, PC 퍼멀로이-2(78% Ni ; 3% Mo ; 3% Cu ; Fe)를 압연하여 10㎛ 및 30㎛의 두께를 갖는 두 종류의 차폐 시트(1)를 준비하였다. 시트(1)를 각각 1 내지 5회 감아서 원통형(직경 50mm 및 길이 150mm)으로 형성하여, 그 내부에 대향하는 헬름홀츠(helmholtz) 코일을 삽입하고 코일 모두에 50Hz의 AC교류를 공급하였다. 이어서, 주변으로부터 1G(gauss)의 자계가 인가되는 자계에 원통형 시트를 놓고, 원통형 시트 내에 삽입된 가우스미터로써 원통형 내부의 자계 감쇠율을 시트의 감은 회수에 따라서 측정하였다. 이 결과는 도 3의 그래프에 도시되어 있다.

도 3의 결과로부터, 두 가지 시트 모두 1회만 감아도 70% 이상의 자기가 차폐될 수 있는 것을 알 수 있다. 10㎛의 두께를 갖는 시트는 감는 회수의 증가에 따라서, 차폐 효과가 70% 레벨에서 90%레벨로 향상되는 것을 나타내지만, 30㎛의 두께의 시트는 감는 회수가 증가되어도 90% 레벨 근처에서 약간의 개선만을 나타낸다. 이것은 10㎛두께의 얇은 시트에서는 원통형 시트 내측을 통과하는 자속이 쉽게 포화되어서 원통형 시트 내부로 자기를 누설하지만, 감는 회수가 증가되면, 자속이 내부를 쉽게 통과할 수 있게 되기 때문인 것으로 생각된다. 반대로, 30㎛의 두께의 두꺼운 시트는 본질적으로 자속을 내부로 쉽게 통과시키므로, 자기의 누설이 적은 것으로 생각된다.

상기 예의 조성에 동일한 조성을 갖는 각종 두께의 시트(1)가 5회 감겨져서 50Hz, 0.1G의 자계 내에 놓여져 있다. 각각의 감겨진 시트에서의 자계의 감쇠율을 상기와 동일한 방식으로 측정하였다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 시트의 두께가 100㎛ 이하일 때, 감기 처리(winding process)의 감쇠율에 대한 영향은 매우 적었고, 특히 5㎛ 이하의 두께의 시트에서는 감기 처리가 감쇠율에 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 각종 두께를 갖는 시트(1)중에서, 더욱 얇은 시트는 투자율이 낮아지지 않고, 감기 처리에 의한 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있다.

상기 PC 퍼멀로이-2로서 30㎛의 두께를 갖는 시트를 상기와 동일한 방법으로 5회 감아서 원통형 시트를 형성하였다. 이것을 50Hz의 AC 자계 내에 놓고, 전류를 조정하여 인가되는 자계의 세기를 변경하면서, 원통형 시트 내의 자계의 감쇠율을 가우스미터로써 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타낸다.

도 5의 결과로부터, 2G 이하의 인가 자계에서 90%이상의 자기차폐가 달성되고, 더 높은 자계에서는 60% 이상의 자기차폐가 달성되는 것을 알 수 있다.

상기의 각각의 결과로부터, 본 발명의 자기차폐 시트(1)는 최소한 약 50Hz의 저주파수 영역을 갖는 AC 자계에서 우수한 자기차폐 능력을 갖는 것을 알 수 있다.

도 6(A)는 고주파수의 전류를 반송하는 통신케이블(30)의 단면을 나타낸다.

이 도면에서 31은 "트위스트 페어(twist pair)"라고 하는 한 쌍의 도체로 구성된 통신선을 나타낸다. 수지 또는 고무로 제조한 절연층(32)으로써 도체를 피복하고, 자기차폐 시트(1)로 된 차폐층이 절연층(32)의 주위를 둘러싼다. 이 차폐층은 도 6(B)에 도시한 바와 같이, 1∼3㎛ 두께의 매우 얇은 시트(1)를 수회 감아서 형성되고, 시트에 10 내지 100㎛두께로 미리 도포된 접착제로써 접착된다. 또한, 도 6(A)에서 34는 전파를 차폐하기 위한 동박층(銅箔層)이고, 절연층(32)이 상기와 동일한 방식으로 그 외측 주위를 또한 둘러싸고 있다.

상기 케이블(30)로서, 3㎛두께의 시트(1)를 3회 감은 것을 준비하였다. 소정의 전류의 방향과 동일한 방향(잡음)을 갖는 전류를 케이블(30) 내의 통신선(31)을 통하여 공급하고, 전류의 주파수를 변경하면서, 케이블(30) 주위에 설치된 가우스미터로써 외부 자계의 감쇠율을 측정하였다. 그 결과를 도 7의 그래프에 나타낸다. 또한, 동일한 방향의 전류(잡음)의 감쇠율을, 케이블(30)의 양단 사이에서 감소하는 전압에 대하여 네트워크 애널라이저로써 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다.

도 7의 결과로부터, 500㎒ 이하에서 약 70%의 자계가 차폐되어서, 통신용으로 사용되는 100㎒ 레벨의 고주파수 영역에서는 충분한 자기차폐가 이루어질 수 있는 것을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 고주파를 이용하는 장거리 통신에서, 외부에 대한 자계의 영향이 감소되고, 또한 외부로부터 자기차폐를 충분히 실행하여 잡음의 영향도 감소시키는 것이 가능하다고 생각된다.

도 8의 결과로부터, 100㎒ 레벨의 동일 방향의 전류에 의한 잡음이 제거되는 것이 판명되었고, 시트는 통신 잡음에 쉽게 영향을 받지 않는 것이 확인되었다.

또한, 본 발명의 자기차폐 시트(1)를 사용하는 또 다른 케이블의 실시예를 설명한다.

도 9는 각종 케이블에 감은 차폐 시트의 형상을 나타낸다. 도 9(A)는 일군(一群)의 도선(41)과, 도선 주위를 피복하는 폴리염화비닐 등의 절연층(42)으로 구성되는 도전 케이블(40)의 표면에 자기차폐 시트(1)를 감은 단면도이고, 도 9(B)는 표면에 자기차폐 시트(1)가 감겨져 있는 도전 케이블(40)의 사시도이다. 인접하는 시트(1, 1)의 가장자리는 서로 중첩된다. 도 9(C)와 도 9(D)는 (C)형의 원형 비닐코드(44)와 (D)형의 평형(flat) 비닐코드(46)의 표면에 자기차폐 시트(1)를 감은 단면도를 각각 나타낸다. 자기차폐 시트(1)로서, 가정용으로는 금속 시트(1)만을 필요한 부분에 감을 수도 있지만, 벗겨지는 것을 방지하기 위해서 접착제 층(2)이 도포된 시트(1), 또는 보강 또는 절연용으로 플라스틱 필름(3)이 적층된 시트(1)를 사용할 수도 있다. 또는 개인용 컴퓨터 등의 주변에만, 시트(1)를 수회 감아서 자계의 누설 방지를 확실하게 할 수 있다.

도 9(E)는 외측 표면에 자기차폐 시트(1)를 감은 고압선(50)의 단면을 나타낸다. 고압선(50)은 인바형 합금(36 Ni-Fe) 등 저팽창 합금이 코어 재료(47)로서 사용되고, 그 주위에 알루미늄 합금 또는 동으로 된 연선(撚線)(48, 48, ...)이 피복되고, 또한 상기 구조를 절연층(49)으로써 둘러싸는 구조를 가지고 있다. 절연층(49)의 표면에는 내측에 접착제 층(2)을 구비한 시트(1)가 감겨져 있다. 두꺼운 시트(1)를 사용하거나 또는 얇은 시트(1)를 여러 번 감아서, 더욱 두껍게 함으로써, 상기 연선(48)을 흐르는 대전류에 의해서 주변에서 발생하는 자계의 누설을 신뢰성있게 방지하거나 또는 감소시킬 수 있다.

도 9(F)는 외측 표면에 자기차폐 시트(1)를 감은 복합 케이블(60)의 단면을 나타낸다. 절연층(54)으로써 피복한 일군의 리드와이어(52)를 포함하는 도전 케이블(56, 56, ...)의 각각의 표면에, 내측에 접착제 층(2)을 구비한 차폐 시트(1)가 감겨져 있다. 또한 전체 케이블(56s) 군을 피복하는 절연 커버(58)의 표면에도, 외측에 플라스틱 필름(3)을 갖는 차폐 시트(1)가 감겨져 있다. 따라서, 각각의 케이블(56)을 시트(1)로써 차폐함으로써 자계에 의한 상호간의 영향이 억제되고, 또한 전체 케이블(56s) 군으로부터 외부로의 자계의 누설이 신뢰성 있게 방지될 수 있게 된다.

광섬유 케이블의 표면에 자기차폐 시트(1)를 감으면(도시되어 있지 않음), 외부 자계의 영향이 저지되고 통신파를 신뢰성있게 전송할 수 있다.

도 10은 전기기기 및 전기제품에 자기차폐 시트(1)를 감은 것을 나타낸다.

도 10(A)는 철심 코어 주위에 대향해서 감긴 1차 및 2차 코일을 갖는 변압기(65)가 설치되는 박스(66)의 내측 면에 부착하는 시트(1)로서, 그 외측에 접착제 층(2)이 도포된 시트(1)의 단면도를 나타낸다. 내면에 붙여진 시트(1)는 변압기(65)로부터 외부로 자계가 누설되는 것을 방지하거나 또는 감소시킨다.

도 10(B)는 각종 계기, 기록계 또는 스위치를 내부에 구비하고, 또한 내측에 시트(1)가 부착되는 배전반 또는 제어판(67)의 박스(68) 또는 자체의 도어(69)의 정면도를 나타낸다. 시트(1)는 계기등에 대한 외부 자계의 영향을 방지하거나 또는 감소시킨다.

도 10(C)는 교류를 직류로 변환시키기 위한 AC 어댑터(70)의 단면도를 나타낸다. 자기차폐 시트(1)는 콘덴서 및 다이오드(71)와 함께 내측에 설치되는 변압용 변압기(72)의 주위에만 감겨져 있다.

도 10(D)와 도 10(E)는 TV 캐비닛(74)의 정면도와 측단면도를 나타낸다. 시트(1)는 TV(73) 내에 설치된 브라운관(75)의 전면을 제외하고, 캐비닛(74)의 내측 면에 부착되어 있다. 캐비닛(74) 내의 시트(1)는 TV(73)로부터 주위로의 자계의 누설을 감소시킨다.

도 10(F)는 마이크로웨이브 오븐(76)의 단면도이다. 상부에 마그네트론(77)을 설치한 조리실(79)에 인접해 있고, 또한 각종 스위치를 구비한 제어실(79)의 내측 면에 시트(1)가 부착되어 있다. 상기 구성으로써, 제어실(79) 내의 스위치, 표시기 등은 동일한 마이크로웨이브 오븐(76) 내의 마그네트론(77)으로부터 유기되는 강력한 자계로부터 보호될 수 있다.

도 10(G)는 내측에 시트(1)가 부착된, 개인용 컴퓨터(80)의 본체(81)의 단면도를 나타낸다. 본체(81) 내의 하드디스크 또는 전자회로 내의 기록소자 등은 상부의 브라운관을 내장한 디스플레이(82)로부터 또는 외부로부터의 자계로부터 보호된다.

도 10(H)는 비디오 테이프 리코더, 레이저 디스크 리코더, 또는 콤팩트 디스크 플레이어(84)용의 캐비닛(85)의 부분 단면도이고, 그 내측 면에 시트(1)가 부착되어서 상기의 각각의 기기의 기록매체를 외부의 자계로부터 보호한다.

각각의 전자제품에 있어서, 캐비닛의 내측 면에 시트(1)를 부착하는 것은 도 10(I)에 나타내는 바와 같이, 벤딩되어서 캐비닛으로 구성되는 금속판(86)의 내측면에, 접착제 층(2)이 한 면에 도포되고 소정의 형상과 크기로 절단된 시트(1)를 미리 부착함으로써 용이하게 실행할 수 있다. 게다가, 내면에 시트(1)를 붙이는 것은 내부 공간의 크기에 거의 영향을 주지 않기 때문에, 내부 부품을 고정시키는 데에 아무런 지장이 없다. 또한, 복잡한 형상을 갖는 플라스틱 전면 패널의 경우에, 전용(專用) 시트(1)가 사용된다.

도 10(J)는 서로 평행하게 배치되는 2개의 IC 배선판(88) 사이에 삽입되어서 두 기판 사이의 누화를 방지하는 시트(1)의 예를 나타낸다.

도 11은 모터 등 구동원에 자기차폐 시트(1)를 부착한 것을 나타낸다.

도 11(A)는 예로서, 유도 교류 모터(90)의 표면 주위에 부착된 시트(1)의 측면도이다. 모터(90)는 고정자(92)가 케이스(91)내에 밀접하게 배치되고 또한 회전축을 갖는 회전자(93)가 적은 공간를 두고 고정자(92)내에 설치되는 도 11(B)의 단면도로서 나타낸 구성을 가지고 있다. 따라서, 시트(1)를 케이스(91) 내측에 부착할 수 없다. 그래서, 도 11(C)에 나타내는 바와 같이, 시트(1)를 케이스(91)와 양측 브래킷(94, 94)의 표면에 접착제 층(2)으로써 부착한다.

이러한 경우에, 브래킷(94)에는 모터(90)의 내부로부터 외부로 연통하는 개구(開口)가 형성되어 있으므로, 이 개구 위에 시트(1)가 부착되지 않거나 또는 시트(1)의 개구를 덮는 위치에 작은 구멍 또는 슬릿이 형성되어서, 기능을 유지하면서 모터(90)로부터의 자계의 누설이 감소될 수 있다.

도 11(D)는 자기(磁氣) 액추에이터(95)의 단면도를 나타낸다. 비자성(非磁性)의 내측 실린더(96)내에는 예로서, 원통형의 영구자석(97)과, 이 자석(97)에 일단(一端)이 고정된 로드(rod)(98)가 슬라이드 및 회전 가능하게 설치되어 있다. 내측 실린더(96)의 외부에는 짧은 링(ring) 형상의 외측 실린더(99)가 슬라이드 및 회전 가능하게 부착되어 있다. 내측에 영구자석(100)을 고정시키는 상기 외측 실린더(99)가 슬라이드하면, 내측 실린더(96)내의 자석(97)은 자석(97)을 끌어당기는 영구자석(100)의 운동을 추종한다. 그래서, 로드(98)는 왕복 운동하거나 또는 회전할 수 있고 또한 로드의 선단(先端)에 부착된 조작수단(도시되지 않음)을 제어할 수 있다. 외측 실린더(99)의 외측 면에 또는 내측 실린더(96)의 양측 면에 자기차폐 시트(1)를 감거나 또는 부착함으로써, 자석(97, 100)으로부터의 자계의 영향을 감소시킬 수 있다. 물론, 외측 실린더(99)의 동작이 방해되지 않도록, 로드(98)를 제외한 액추에이터의 외측 전체를 시트(1)로써 느슨히 피복하면, 자계의 영향을 감소시킨다.

도 12는 자기차폐 시트(1)를 사용하는 자기차폐실(101)에 관한 것이다.

도 12(A)는 각종 정밀측정기기, 컴퓨터 등이 설치되는 차폐실(101)의 종단면도를 나타낸다. 차폐실(101)은 예로서, 바닥패널(102), 벽패널(103), 및 천장패널(104)로 구성되고, 실내의 측면에는 자기차폐 시트(1)가 접착제 층(2)을 사용하여 어떠한 간격도 없이 부착되어 있다. 도 12(B)는 벽패널과 바닥패널의 모서리, 벽패널과 천장패널의 모서리에 부착된 시트(1)의 형상이다. 우선, 바닥패널(102)에 부착되는 시트(1a)의 상단부가 벽패널(103)을 따라서 세워 올려지고, 벽패널(103)에 부착되는 다른 하나의 시트(1b)의 하단부 외측에 위치되어서, 두 시트가 각각의 단부에서 중첩된다. 이어서, 천장패널(104)에 부착되는 또 다른 시트(1c)의 하단부가 시트(1b)의 상단부 내측에 위치되어서 서로 중첩된다. 상기의, 내측에 안벽을 붙이는 방법에 의해서 시트(1)로써 실내를 연속적으로 차폐할 수 있고, 또한 시트(1)의 중첩된 각 부분은 시트(1)의 우연한 벗겨짐을 방지하는 데에 도움이 되며, 이것은 하나의 장점이라고 할 수 있다.

차폐실(101)의 도어(105)에 대해서는 도 12(C)에 나타내는 바와 같이, 출입구(106)를 형성하는 양측 벽패널(103, 103)에 부착된 각각의 시트(1b)와 도어(105)의 내측 면에 부착된 시트(1d)와의 사이를 서로 연속적으로 차폐할 필요가 있다. 이를 위해서, 도 12(D)에 나타내는 바와 같이, 시트(1)를 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 통상(筒狀)으로 감은 시트 벨트(1e)를, 도어(105)의 내측 면에 부착된 시트(1d)의 주위 전체에 수직으로 끼워 맞추어서, 길이 방향을 따라서 시트 벨트(1e)의 양측 단부를, 도 12(C)에 나타내는 바와 같이, 벽패널(103)의 각각의 시트(1b)에 접촉시킨다. 마찬가지로, 시트 벨트(1e)의 상단 및 하단의 양 선단부를, 바닥패널(102)과 천장패널(104)에 부착된 시트(1a 및 1c)의 단부에 접촉되도록 조절함으로써, 차폐실(100)의 실내를 시트(1)로써 피복할 수 있고, 또한 외부 자계로부터 차폐할 수 있다.

이어서, 본 발명의 자기차폐 시트(1)를 사용하는 포장체(包裝體)를 설명한다.

도 13(A)는 플로피 디스크(FD) 등을 포장하기 위한 봉투 또는 백(bag)(5)을 나타낸다. 봉투(5)의 본체를 형성하는 복합 시트의 단면은 도 13(B)에 나타내는 바와 같이 자기차폐 시트(1)의 외측 표면에 종이(4)가 접착된 시트(1), 도 13(C)에 나타내는 바와 같이 시트(1)의 양면에 플라스틱 필름(3)이 접착된 시트(1), 또는 도 13 (D)에 나타내는 바와 같이 시트(1)의 외측 표면에 종이(4)가 접착되고 또한 종이가 접착된 시트의 양면에 추가로 필름(3, 3)이 접착된 시트(1)이다. 따라서, 복합 시트는 통상 시트(1)를 기재(基材)로 하여 종이(4) 또는 필름(3)을 적층한 시트(1)로 구성된다.

FD, CD(콤팩트 디스크), 또는 MD(미니디스크) 등 자기기록매체를 봉투(5) 등에 넣어 운반하거나 또는 보관함으로써, 외부 자계의 영향을 방지할 수 있다. 더욱이, 시트(1)는 얇고, 유연성이 있으므로, 봉투 또는 백 등의 포장재로서 제작하여 사용할 수 있고, 이것이 또한 본 발명의 한 장점이다. 또한 종이(4)를 골판지 또는 플라스틱판으로 대체함으로써, 입방체 또는 직육면체상의 포장 박스 또는 포장 용기 등 또 다른 포장재료로 변경할 수 있다.

도 13(E)는 FD, CD, MD 및 전자사진 등 자기기록매체를 보관하기 위한 캐비닛(6)을 나타내고, 박스(6a)와 도어 패널(6b)의 내측 면에는 자기차폐 시트(1)가 부착되어 있다. 플로피 디스크(6d)등을 서랍(6c)에 넣고, 서랍(6c)을 닫으면, 플로피 디스크는 시트(1)에 의해 둘러싸여서, 외부 자계의 영향으로부터 보호된다.

도 13(F)는 FD 등을 보관하기 위한, 복합 시트로 구성된 파일(8)을 나타내고, 이 파일은 전면 커버(8a)와 박스형 본체(8b)의 내측 면에 자기차폐 시트(1)가 부착되어 있다. 파일에는 다수의 FD 등(8d)을 보관하기 위한 홀더(8c)가 수용된다. 또한 전면 커버(8a)를 닫으면, 외부 자계가 차단된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.

자기차폐 시트(1)는 Fe-Ni계, Fe-Cr-Al계 또는 Fe-Co-V계의 합금으로 된 얇은 시트뿐만 아니라, 자계의 종류에 따라서 복수의 상이한 Ni-Fe 합금으로 된 얇은 시트로 구성되는 피복 재료도 포함한다. 또한, 필름 또는 종이에 각종 색채, 패턴 또는 마크를 형성함으로써 차폐 대상물을 사용하기 쉽게 하거나 내부 환경을 안정시킬 수 있다.

또한, 상기 필름으로서 자외선을 제거하는 차광(遮光) 기능을 갖는 필름을 사용하는 경우에, 이러한 필름을 옥외 케이블에 감는 데에 사용하면, 내광성(耐光性)을 향상시킬 수 있다.

자기차폐 시트는 공업용 전기로, 아크로, 전기 저항로의 도전 케이블; 용접기의 전원 유닛; 차량의 엔진룸, 특히 스파크 발생 위치 부근; 전차의 리액터; 또는 NC 선반의 제어 유닛 등, 대전류가 통과하거나 또는 방전되는 부분, 장소 또는 그 근처에 감거나 부착하는 데에 사용될 수 있다.

자기차폐 시트는 가정용 냉장고, 세탁기, 청소기, 선풍기, 공기조화기용 모터의 표면; 전열기 등의 서모스탯 주변; 셀룰러 전화기의 내측 또는 표면에 사용될 수 있다.

이외에도, 자기차폐 시트를 컴퓨터실 또는 클린룸의 내면 또는 창 유리에 접착제 층을 사용하여 부착할 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이, 자기차폐능력, 유연성 및 100㎛이하의 두께를 갖는 합금으로 제조한 자기차폐 시트로 구성되어서, 시트를 차폐 대상물의 표면에 따라서 용이하게 감고, 부착하고 그리고 고정시킬 수 있다. 또한, 자계의 세기 또는 자계의 주파수에 따라서, 자기차폐 시트는 두께를 변경시키거나 또는 다층으로 변경시킴으로써 조절될 수 있다. 더욱이, 접착제 층, 필름 또는 종이를 시트와 함께 사용하는 경우에도, 차폐 대상물의 무게 또는 표면적은 거의 증가되지 않으므로, 대상물의 기본 기능에 손상을 주지 않는다. 자기차폐 시트를 준비하기 위한 본 발명의 제조방법은 압연 공정과 소둔 공정만으로 구성되고, 접착제 층, 필름 또는 종이의 적층은 연속적으로 실행할 수 있으므로, 자기차폐 시트를 대량 생산을 통하여 저비용으로 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 케이블을 사용함으로써, 단면과 무게를 거의 증가시키지 않고 외부로의 자계의 누설 또는 외부로부터의 자기의 침투를 확실히 방지할 수 있으며, 이 것은 환경의 관점에서 바람직하다.

도 1(A) 내지 도 1(E)는 본 발명의 자기차폐 시트(들)의 각각의 단면도.

도 2(A)는 본 발명의 자기차폐 시트의 제조 공정을 나타내는 개략도.

도 2(B)는 접착제 층의 구성 공정을 나타내는 개략도.

도 2(C)는 필름(film)을 함께 접착하는 공정을 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명의 시트의 감은 회수와 자계의 감쇠율과의 사이의 관계를 나타내는 그래프도.

도 4는 본 발명의 시트의 두께와 자계의 감쇠율과의 사이의 관계를 나타내는 그래프도.

도 5는 본 발명의 자기차폐 시트를 사용한 경우의, 인가된 자계와 자계의 감쇠율과의 사이의 관계를 나타내는 그래프도.

도 6(A)는 본 발명의 자기차폐 능력을 갖는 케이블의 단면도.

도 6(B)는 도 6(A)에 사용된 시트의 형태를 나타내는 개략도.

도 7은 본 발명의 케이블을 사용하는 경우의, 주파수와 자계의 감쇠율과의 사이의 관계를 나타내는 그래프도.

도 8은 본 발명의 케이블에 동일한 방향의 전류가 인가될 때, 전류의 감쇠율과 주파수의 감쇠율과의 사이의 관계를 나타내는 그래프도.

도 9(A) 내지 도 9(F)는 본 발명의 자기차폐 시트를 감은 도전 케이블의 단면도와 사시도.

도 10(A) 내지 도 10(H)는 본 발명의 자기차폐 시트를 각종 전기장치 및 전기제품에 설치한 형상을 나타내는 개략도.

도 10(I)는 자기차폐 시트가 부착된, 박스용 금속판의 전개도.

도 10(J)는 자기차폐 시트가 회로기판 사이에 배치되어 있는 것을 나타내는 단면도.

도 11(A) 내지 도 11(C)는 모터 주위에 감은 본 발명의 자기차폐 시트의 측면도, 단면도, 및 분해 사시도.

도 11(D)는 자기 액추에이터의 단면도.

도 12(A) 내지 도 12(C)는 본 발명의 자기차폐 시트를 내부에 부착한 차폐실의 수평 단면도 및 부분 단면도.

도 12(D)는 시트의 사용법을 나타내는 개략도.

도 13(A)는 본 발명의 자기차폐 시트를 사용한 봉투의 사시도.

도 13(B) 내지 도 13(D)는 봉투에 사용하는 자기차폐 시트의 단면도.

도 13(E)는 캐비닛의 사시도.

도 13(F)는 파일의 사시도.

* 발명의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 자기차폐용 시트 2 : 접착제 층

3 : 필름(film) 4 : 종이

30, 40, 50, 60 : 케이블 32, 42, 49, 54 : 절연층

Claims

자기차폐 특성을 갖는, Fe 및 30 내지 85wt%의 Ni를 함유하는 Fe-Ni계 합금; Fe와, 10 내지 17wt%의 Cr과, 0.01 내지 5.0wt%의 Al을 함유하는 Fe-Cr-Al계 합금; 또는 Fe와, 40 내지 60wt%의 Co와, 0.1 내지 5wt%의 V를 함유하는 Fe-Co-V계 합금으로 되어 있고, 두께가 100㎛ 이하이며 유연성을 갖는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
제1항에 있어서, 상기 Fe-Ni계 합금은 8wt% 이하의 Mo 및 8wt% 이하의 구리 중의 어느 하나 또는 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
제1항에 있어서, 상기 시트는 Fe ; 78% Ni ; 3% Mo ; 3% Cu의 합금으로 제조되고 또한 두께가 10㎛인 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
제1항에 있어서, 상기 시트의 최소한 한 면에는, 접착제 층, 플라스틱 필름, 플라스틱 시트, 종이 또는 골판지 중의 최소한 어느 하나가 적층되는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
제4항에 있어서, 상기 접착제 층은 상기 시트의 한 면을 롤러로써 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
제4항에 있어서, 상기 접착제 층은 상기 시트, 또는 상기 시트와 적층되는 부재 중의 어느 하나의 대향면에 노즐로써 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트.
두께 100㎛ 이하의 유연성을 가진 자기차폐 시트의 제조 방법으로서, 자기차폐 특성을 갖는, Fe 및 30 내지 85wt%의 Ni를 함유하는 Fe-Ni계 합금; Fe와, 10 내지 17wt%의 Cr과, 0.01 내지 5.0wt%의 Al을 함유하는 Fe-Cr-Al계 합금; 또는 Fe와, 40 내지 60wt%의 Co와, 0.1 내지 5wt%의 V를 함유하는 Fe-Co-V계 합금으로 된 소판(素板)에 대하여, 온간 압연과 소둔 처리를 소정의 회수 반복해서 실시하는 공정과, 자기(磁氣) 소둔 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 처리 이전의 소판을 700℃ 내지 900℃의 소둔 온도에서, 5% 내지 20%의 압연율로 처리하여 중간판을 취득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 온간 압연과 소둔을 소정의 회수만큼 반복하는 것은, 시트의 두께가 1 내지 100㎛이 될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 자기차폐시트의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 자기 소둔을 800 내지 1000℃의 소둔 온도에서 60분간 실행하는 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서, 제조되는 상기 시트의 더욱 얇은 두께는 1㎛인 것을 특징으로 하는 자기차폐 시트의 제조 방법.
도체 주위에 형성된 절연층의 주위에, 자기를 차폐하는 특성을 갖는, Fe 및 30 내지 85wt%의 Ni를 함유하는 Fe-Ni계 합금; Fe와, 10 내지 17wt%의 Cr과, 0.01 내지 5.0wt%의 Al을 함유하는 Fe-Cr-Al계 합금; 또는 Fe와, 40 내지 60wt%의 Co와, 0.1 내지 5wt%의 V를 함유하는 Fe-Co-V계 합금으로 되어 있고, 두께 100㎛ 이하의 유연성을 가진 자기차폐 시트를 감은 것을 특징으로 하는 케이블.