KR100770399B1 - 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성커버기재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 전기 및 전자기기들로부터 발생하는 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 전도성 커버기재에 대한 것으로, 특히 커버기재의 일면에 진공증착을 통한 도금매개층을 형성하는 진공증착단계와; 일면에 도금매개층을 갖는 커버기재에 전도성 도금층을 형성하는 도금단계를; 순차적으로 수행하여 상기 니켈도금이 진공증착된 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 함으로써,

전도성을 갖는 일측 단면 만이 소용되는 전자파 차폐 또는 접지용 가스켓으로 사용되는 쿠션가스켓에 적용되는 커버기재의 경우, 내부 쿠션재를 감싸는 커버기재의 외부면이 전도성을 갖고 있으므로 종래의 쿠션가스켓이 갖는 전자파 차폐 및 접지의 기능을 만족시키면서도, 고가의 금속도금액 사용량이 크게 줄어 원가 절감이 가능하므로 매우 경제적인 것이며, 유틸리티 비용의 절감을 통해 제조 및 생산자의 경제적 이득을 향상시키는 것이며, 도금과정에서 발생하는 폐수량이 크게 줄어 이를 처리하기 위한 비용절감은 물론 환경오염을 줄일 수 있는 특징을 갖는 단면 전도성 커버기재의 제조방법이다.

전자파, 차폐, 쿠션가스켓, 커버기재, 진공증착, 단면, 도금

Description

전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법 {Method for manufacturing sectional conductive material-based cover applied to cushion gasket for shielding of electro magnetic waves}

도 1은 본 발명에 의한 전도성 커버기재가 적용된 쿠션가스켓 확대도

도 2는 본 발명에 따른 전도성 커버기재를 제조하기 위한 단계별 공정도

도 3은 본 발명에 따른 전도성 커버기재를 제조하기 위한 다른 실시예의 단계별 공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 커버기재 11 : 비도금면

12 : 전도성 도금면 13 : 쿠션재

본 발명은 각종 전기 및 전자기기들로부터 발생하는 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 전도성 커버기재에 대한 것으로, 보다 상세하게는 실질적 전자파 차폐막인 쿠션가스켓의 외면에 해당하는 커버기재의 일면에만 전도성 도금층이 형성되게 함으로서, 금속도금액의 사용량이 절반으로 줄어 고가의 도금액 사용량이 크게 줄어 매우 경제적인 것이며, 그와 비례하여 폐수농도 및 발생량이 감소하므로 환경오염을 줄이면서도 그에 따른 폐수처리비용이 감소하므로 원가 절감 및 이익 증대를 실현할 수 있는 단면 전도성 커버기재의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 21세기는 지식정보화 사회가 도래됨에 따라 전파를 이용한 무선정보통신기술의 급격한 발전이 이루어지고 있다. 전자파는 이러한 무선정보통신기술의 핵심요소로서 일상 생활에 없어서는 안 될 필수적인 요소로 부각되어지고 있다.

전자파란 전기의 사용으로 발생하는 에너지의 형태로써 전계(電界)와 자계(磁界)의 합성파로서, 전계는 모든 전도성 물체에 의해서 차폐가 되지만, 자계는 모든 물체를 통과하는 강력한 투과성이 있으며, 특히 자계는 인체에 위해한 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다.

이러한 전자파는 우리 주변에 사용중인 가전제품, 무선통신시스템, 제어시스템, 전력시스템, 고주파기기, 조명기기 등의 전기기기 및 전력선 등으로부터 방출되는데 인체에 장시간 노출되면 체온변화와 생체리듬이 깨져 질병으로 발전될 가능 성이 큰 것으로 나타났으며, 최근 컴퓨터나 팩시밀리 등의 디지털화를 비롯하여 전자기기가 발달함에 따라 전자파방해가 자주 일어나고 있다.

즉, 상기한 전자파는 우리 주변에 사용 중인 전자기계기구로부터 방출되는데 이 중 극저주파와 저주파에 인체가 장시간 노출되면 체온변화와 함께 생체리듬이 깨져 질병으로 발전될 가능성이 큰 것으로 나타났으며, 보다 구체적으로 저주파는 매우 미약한 전파를 갖고 있지만 인체에서 세포막을 이동하는 칼슘, 칼륨, 나트륨, 염소 등의 이온분포에 영향을 주어 호르몬 이상분비를 일으키며, 고주파는 전자레인지의 마이크로파가 음식 내부의 물 분자를 요동시켜 온도를 높이는 것처럼, 신경계의 기능은 체내의 전기 및 화학적 변화에 의하여 영향을 받으므로 아주 강한 고주파는 스트레스를 일으키거나 심장질환, 혈액의 화학적 변화를 유발하며 심한 경우 뇌종양 등을 일으킬 수 있는 등 인체에 대한 전자파의 유해성에 대한 연구결과가 많이 나오고 있다.

또한, 전자파는 기계에도 영향을 미치게 하는데 다른 전자기기의 전자회로에 영향을 끼쳐 오작동을 일으킨다는 문제점을 가진 이유로 핸드폰의 전자파에 의해 병원 전자기기가 오작동을 일으켜 심각한 의료사고가 발생하는 것을 방지하고자 우

리나라에서는 1996년부터 병원에서의 핸드폰 사용을 전면 금지하였다.

이와 같은 전자파의 유해성으로부터 피하는 가장 좋은 방법은 일정거리 이상 떨어져 있는 것이나 핸드폰, 전동차, 전기장판, 전자레인지, 컴퓨터 등은 사용이 일상화되고 친숙해져서 이러한 전자기계 기기들이 방출하는 전자파는 인체에 즉각적인 해로운 증상을 나타내지 않으므로 별다른 의식 없이 사용하고 있다.

그러나 상기한 바와 같이 전자파에 오랫동안 노출되면 각종 건강상의 장애로 V.D.T증후군, 뇌암, 백혈병, 기형아출산, 근육무기력감, 근시안, 안구 건조 등 인체에 유해한 영향을 미치고 있어, 이를 차단하고 차폐해주기 위한 여러 가지 방안이 있는데 대표적으로 전도성 금속판체로써 전자파를 차단해주는 방법으로 이러한 방법은 상기와 같이 인체에 직접 접촉되거나 근접하여 사용하는 핸드폰이나 전기장판 등에는 실효성이 없다.

또한, 현재 모니터 등으로 개발되는 PDP(Plasma Display Panel)에도 대량의 전자파가 발생하는데 이 전자파를 차단해주기 위해서는 동회로를 절연성 투명기재에 적층시킨 복합재료를 사용하고 있으나 이러한 동회로 특유의 광택이 가시광선을

반사하면 화면의 휘도를 저하시키는 문제점이 발생하므로 이 부분을 흑색 칠 등으로 표면 처리하여 사용되고 있으나 이 부분의 표면은 지문이 묻거나 먼지와 같은 잔사가 발생하기 쉬운데 이러한 것들은 화면의 해상도를 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.

또한 전자파 중 자계파는 상술한 바와 같이 자계파와 반대의 극성을 지닌 금속에 의해 차폐가 가능한데 이러한 부분은 매우 고가인 뮤 금속 등과 같은 금속을 사용해야 하므로 실용성이 없고 일반적으로 사용하기에도 어려움이 있으며, 요즘 출시되는 각종 전자제품이나 기계장치 등의 외관은 고급스러움을 요하는 등 전자파 차단 뿐만 아니라 다양한 부가기능도 요구되고 있다.

따라서, 근자에 들어서는 상기한 바와 같은 전자파의 폐해로부터 인체를 보호하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있으며, 일반적으로 합성섬유에 도전성을 부여하는 방법이 사용되고 있는데, 이 중에는 카본블랙을 합성섬유에 혼합하는 방법이나 섬유표면에 금속도금을 실시하는 방법, 금속을 폴리머에 투입하여 혼련하는 방법 등이 제안되고 있다.

이와 같은 방법에 의해 얻어진 전도성 섬유는, 전도성을 지닌 금속(금,은,동,니켈 등)을 커버기재의 표면에 도금하여 전류를 흐르도록 함으로써, 각종 전기 및 전자 부품에서 발생되는 전,자계파를 차폐할 목적으로 사용된다.

또한, 상기와 같은 전도성 섬유를 얻기 위한 제조방법은 특허등록 제655727호에 의해 개시되어 있고, 이와 같은 전도성 섬유를 이용한 가스켓은 1999년 실용신안등록출원 제28831호의 장치에 의해 제조되는 것을 알 수 있다.

이와 같은 방법 및 장치에 의해 얻어진 전자파 차폐용 쿠션가스켓은 각종 전자기기 및 전기기기 등의 하우징 내면이나 케이스의 경계 또는 이들의 형합 단부 및 결합 단부 등에 끼워져 이들의 틈새나 표면을 따라 흐르는 전자파를 유도 흡수하여 기기의 외부로 유출되는 것을 억제하는 역할을 하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 도금 전처리 공정들은 모두 도금액에 완전 침적하여 전처리한 후, 그 커버기재의 양면을 니켈 또는 동도금액에 함침하므로 추가 도금 공정 시 커버기재의 양면 모두가 도금되는 것을 피할 수 없었다.

이는 도전성 기재인 커버의 상,하 통전이 가능하다는 장점은 있으나 도전성 커버기재는 주로 비도전성 쿠션재인 우레탄 폼이나 폴리우레탄 폼의 외면을 감싼 후 그 커버기재의 단부를 부착한 형태의 쿠션 가스켓으로 제작되는 것이며, 이와 같은 탄력의 가스켓은 전자파 차폐 또는 접지용 가스켓에 적용되므로 이런 경우에는 전도성 섬유인 커버기재의 어느 한쪽 면에는 상기한 쿠션재와 접착되기 위한 비도전성 접착제 또는 핫멜트 처리가 되므로 굳이 상,하 통전이 필요 없는 상태가 되는 것이다.

따라서, 양면 도금이 필요없는 상황에서도 종래의 제조방법을 이용할 경우에는 불가피하게 양면 도금이 이루어지므로 그에 따른 경제적 손실이 상당한 것으로서, 상기와 같은 도금 전처리 공정을 거치게 되면 양면 도금을 피할 수 없게 되고, 전도성이 필요 없는 한쪽 면까지 도금이 되므로 이는 고가의 금속도금액을 불필요하게 과다 사용하는 결과를 갖게 되어 결국 전도성 커버기재를 제조하기 위한 원가 상승의 주요한 원인으로 작용하게 된다.

특히, 상기한 바와 같은 전처리 과정을 거쳐 양면 도금을 실시하게 되면 그에 따른 대량의 폐수가 발생하게 되므로 많은 량의 폐수를 처리하기 위한 비용이 막대하게 지출되는 것이며, 결과적으로 환경에도 심각한 악영향을 끼치고 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 커버기재의 일면에 진공증착을 통한 도금매개층을 형성하는 진공증착단계와; 일면에 도금 매개층을 갖는 커버기재에 전도성 도금층을 형성하는 도금단계를; 순차적으로 수행하여 상기 니켈도금이 진공증착된 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 함으로써,

전도성을 갖는 일측 단면 만이 소용되는 전자파 차폐 또는 접지용 가스켓으로 사용되는 쿠션가스켓에 적용되는 커버기재의 경우, 내부 쿠션재를 감싸는 커버기재의 외부면이 전도성을 갖고 있으므로 종래의 쿠션가스켓이 갖는 전자파 차폐 및 접지의 기능을 만족시키면서도, 고가의 금속도금액 사용량이 크게 줄어 원가 절감이 가능하므로 매우 경제적인 것이며, 유틸리티 비용의 절감을 통해 제조 및 생산자의 경제적 이득을 향상시키는 것이며, 도금과정에서 발생하는 폐수량이 크게 줄어 이를 처리하기 위한 비용절감은 물론 환경오염을 줄일 수 있는 특징을 갖는 단면 전도성 커버기재의 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

본 발명에 의한 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법은,

진공도가 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)인 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 니켈을 증착하는 진공증착단계와;

일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염 화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행하여 상기 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 함으로써, 그 커버기재(10)의 일면에는 비도금면(11)을 갖고 타측면에는 전도성 도금면(12)을 갖게 되므로, 상기한 비도금면(11)을 이용하여 쿠션재(13)를 감싸 단부를 접착 형성하면 그 외면 전체가 전도성 도금면(12)을 갖는 쿠션가스켓이 도 1의 도시와 같이 완성되는 것이다.

특히, 상기한 마스킹단계는 도 2의 도시와 같은 제조 공정별 단계에 의해 이루어지는 것이며, 이와 같이 일면에만 전도성 도금층을 갖는 커버기재를 도 3의 도시와 같이 별도의 후처리 도금작업에 의해 금이나 은으로 된 도금층을 무전해 진공증착이나 무전해 치환도금을 통해 추가로 보다 양호한 전기 전도도를 얻을 수 있도록 형성하여도 무방하다.

이때의 커버기재는, 폴리에스테르 섬유 또는 아크릴계 직조섬유, 부직포 원단, 폴리에스테르 필름, 고밀도 발포폼 중 하나의 재질로 된 것을 사용하면 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

진공도가 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)인 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 DC마이크론 이온화 방식으로 니켈을 증착하는 진공증착단계와;

일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행하여 상기 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 한 것이다.

여기서, 상기한 DC마이크론 이온화 방식은 기재에 대한 접착력을 향상시키기 위하여 스퍼터링과 유사한 방법으로 기화된 입자들을 이온화한 다음 전기장 내에서 입자들을 기재상에 가속시켜 필름을 안전하게 형성하는 방법이다.

[실시예 2]

진공도가 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)인 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 스퍼터링(Sputterring) 방식으로 니켈을 증착하는 진공증착단계와;

일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행하여 상기 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 한 것이다.

상기한, 스퍼터링 방식은 기재에 낮은 증기압의 화합물 막을 형성하거나 또는 두께를 정밀하게 제어해야하는 막을 형성하는데 효과적인 방법이다. 그것은 간단한 공정에 의해 취급될 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.

이때 스퍼터링(Sputterring)은, 0.1 내지 10Pa로 유지되는 불활성 분위기(아르곤)에서 양극으로서의 기재와 음극으로서의 타겟 사이에 생성된 글로우 방전에 의해 아르곤 플라즈마를 생성하고, 생성된 아르곤 양이온을 음극으로서의 타겟 상으로 유도하여 기재 상에 침적되는 타겟 성분 입자들을 음극으로부터 뿌리는 막 형성방법이다.

이와 같은 방법은 아르곤 플라즈마를 생성하는 방법에 따라, 전자파(RF) 스퍼터링과, DC플라즈마가 사용될 때의 DC 스퍼터링으로 분류되며, 그 막은 아르곤 플라즈마를 타겟의 뒤쪽에 설치된 자석에 의해 타겟 바로 위에 집중시킴으로써 만들어질 수 있으며, 이 방법은 낮은 가스압에서 조차 높은 이온 충돌 효율을 가질 수 있는 마그네트론 스퍼터링이다.

[실시예 3]

진공도가 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)인 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 니켈을 증착하는 진공증착단계와;

일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행한 후,

도금단계 후에 그 커버기재의 도금 표면에 금이나 은으로 된 무전해 치환도 금단계를 더 수행하여, 금이나 은에 의해 양호한 전기 전도도를 얻을 수 있게 하면서도 심미적 효과와 장기신뢰성 등의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기한 무전해 치환도금은 무전해도금의 한 종류로서, 서로 다른 금속 사이의 전위차를 이용하는 도금으로서 대표적인 예가 알루미늄이나 마그네슘 위에 도금할 때 전처리 과정으로 사용되는 아연치환법이나 침지금도금 등이고, 구리합금 위에 주석도금을 할 때에 전위차가 낮은 아연 등의 금속을 접촉시켜서 주석을 석출하는 방법이기도 하다.

[실시예 4]

진공도가 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)인 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 니켈을 증착하는 진공증착단계와;

일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행한 후,

도금단계 후에 그 커버기재의 도금 표면에 금이나 은으로 된 무전해 진공증착단계를 더 수행하여, 금이나 은에 의해 양호한 전기 전도도를 얻을 수 있게 하면서도 심미적 효과와 장기신뢰성 등의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 진공증착(Vacuum plating)이라 함은 금속이나 비금속의 작은 조각을 진공 속에서 가열하여 그 증기를 물체면에 부착시키는 일을 일컫는 것으로서, 고진공에 놓은 용기 속에 피복될 물체와 그 표면에 부착시키려는 금속 등의 입자를 넣어 둔 다음, 히터에 전류를 흘려서 가열함으로써 그 금속입자를 증발시키면, 차가운 물체 표면에 응축해서 부착되는 것을 이용한 표피 부착방식이다.

이상과 같은 본 발명 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법은, 전도성을 갖는 일측 단면 만이 소용되는 전자파 차폐 또는 접지용 가스켓으로 사용되는 쿠션가스켓에 적용되는 커버기재의 경우, 내부 쿠션재를 감싸는 커버기재의 외부면이 전도성을 갖고 있으므로 종래의 쿠션가스켓이 갖는 전자파 차폐 및 접지의 기능을 만족시키면서도, 고가의 금속도금액 사용량이 크게 줄어 원가 절감이 가능하므로 매우 경제적인 것이며, 유틸리티 비용의 절감을 통해 제조 및 생산자의 경제적 이득을 향상시키는 것이며, 도금과정에서 발생하는 폐수량이 크게 줄어 이를 처리하기 위한 비용절감은 물론 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 진공조의 내부에서 커버기재에 침투되어 있는 공기를 제거하고(Outgazing), 그 커버기재의 일면에만 도금매개를 증착하는 진공증착단계와;

   일면에 도금매개가 증착된 커버기재를 각각 제1무전해 니켈도금과 무전해 염화동도금 및 무전해 황산동도금, 전해 니켈도금, 제2무전해 니켈도금공정으로 된 도금단계;를 순차적으로 수행하여 상기 커버기재의 일측면에만 전도성 도금층이 형성되게 함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   진공증착단계는, DC마이크론 이온화 방식으로 그 커버기재의 일면에 도금매개가 증착되게 함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   진공증착단계는, 스퍼터링(Sputterring) 방식으로 그 커버기재의 일면에 도금매개가 증착되게 함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   진공증착단계에서의, 진공도는 1.0x10^-7~1.0x10^-9 토르(Torr)임을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   도금매개는 니켈임을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   도금단계 후에 그 커버기재의 도금 표면에 금이나 은으로 된 무전해 치환도금단계를 더 수행함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   도금단계 후에 그 커버기재의 도금 표면에 금이나 은으로 된 무전해 진공증착단계를 더 수행함을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,

   커버기재는, 폴리에스테르 섬유 또는 아크릴계 직조섬유, 부직포 원단, 폴리에스테르 필름, 고밀도 발포폼 중 하나의 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 전자파 차폐용 쿠션가스켓에 적용되는 단면 전도성 커버기재의 제조방법.

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