KR100989412B1 - 전자파 흡수체 및 그 제조 방법 - Google Patents

전자파 흡수체 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전자파 흡수체 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 메탈 알로이를 분쇄하여 메탈 플레이크를 생성하고, 메탈 플레이크와 수지를 혼합하여 컴파운드(compound)를 생성하여, 생성된 컴파운드를 분쇄하고, 분쇄된 컴파운드를 결합하여 전자파 흡수제를 생성하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수제의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 금속 혼합물을 이용하여 전자파 흡수체를 제조하는 경우에도 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 가능하면서도 우수한 전자파 흡수 성능을 가지는 장점이 있다
전자파, 알에프, 시트, 필름, 흡수, 플레이크, 메탈알로이

Description

전자파 흡수체 및 그 제조 방법{Electromagnetic wave absorber and method for producing the same}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법이 이루어지는 순서를 도시한 순서도.
도 2는 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 3은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 6은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전 자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 7은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가한 경우 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가하지 않은 경우 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가한 경우 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수제의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과 정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가하지 않은 경우 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수제의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 단면 형상을 확대한 도면.
본 발명은 전자파 흡수체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 우수한 전자파 흡수 성능을 가지는 전자파 흡수제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기/전자 기술의 발달로 다양한 종류의 전기/전자 장치가 생활에 널리 이용되고 있다.
이러한 전기/전자 장치는 기술의 발달로 우리가 생활하는 공간에는 전기/전자 장치들에서 발생되는 수많은 전자파가 존재하게 되었으며, 이러한 전자파는 인체에 영향을 줄 뿐만 아니라 다른 전기/전자 장치에도 영향을 미치게 된다.
이러한 수많은 전자파들이 전기/전자 장치들의 기능에 영향을 미치지 않게 하고 전기/전자 장치가 본래의 기능을 수행할 수 있도록 하며, 또한 인체에도 전자파의 영향을 적게 미칠 수 있는 전자파의 흡수 또는 차단에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다.
이러한 전자파 흡수를 위한 전자파 흡수체는 전자파 차단제, 전자파 차폐 시트, 전자파 흡수 시트 등의 다양한 명칭으로 불리우나, 이하에서는 전자파 흡수체로 통칭하기로 한다.
이러한 전자파 흡수체는 전기/전자 장치에 포함되어 전자파를 흡수하여 전기/전자 장치가 다른 전자파의 영향을 받지 않도록 하거나 전기/전자 장치가 외부로 전자파를 방출하지 못하도록 하는 등의 역할을 수행하도록 한다.
또한, 특정 주파수 대역의 전자파만을 흡수하도록 전자파 흡수체를 구성하여 무선 주파수를 이용하는 통신 기기의 성능 향상에도 이용되는 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있으며, 점차 그 이용 범위가 확대되고 있다.
한편, 이러한 전자파 흡수체는 다양한 재료와 제조 방법을 이용하여 제조가 가능하나, 금속 혼합물을 이용하여 제조하는 방법의 경우 금속 자체의 전자파 차단 효과는 우수하지만 금속의 고유한 특성으로 인하여 얇은 시트 형상이나 전자파 흡수체가 부착되는 전기/전자 장치 또는 전기/전자의 부품의 형상 등에 따른 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 어려운 문제점이 있다.
특히, 전자파 흡수체를 시트와 같은 박막의 형태로 제조하는 경우 시트 내부에 적층되는 금속 성분의 층이 작아 충분한 전자파 흡수 성능을 기대할 수 없거나, 충분한 전자파 흡수 성능을 위해서는 시트의 두께가 두꺼워져 전기/전자 장치나 그 부품에 결합하여 사용하기 힘든 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 금속 가루의 혼합물을 이용하여 전자파 흡수체를 제조하는 경우에도 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 가능한 전자파 흡수체 및 그 제조 방법을 제안하는 것이다.
또한, 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 가능하면서도 우수한 전자파 흡수 성능을 가진 전자파 흡수체 및 그 제조 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 전자파 흡수체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 메탈 알로이(metal alloy)를 분쇄하여 메탈 플레이크(metal flake)를 생성하는 단계(a); 상기 메탈 플레이크와 수지를 혼합하여 컴파운드(compound)를 생성하는 단계(b); 상기 컴파운드를 분쇄하는 단계(c); 및 상기 분쇄된 컴파운드를 결합하여 전자파 흡수제를 생성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수제의 제조 방법이 제공된다.
상기 단계(a)에서 상기 메탈 알로이는 샌더스트(SDST alloy) 계열, 퍼멀로이(Permalloy) 계열, 비정질 계열의 메탈 알로이 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 단계(a)에서 상기 메탈 알로이의 분쇄는 마멸 분쇄기(attrition mill)에 의해 수행되며, 상기 마멸 분쇄기는 순환 방식으로 상기 메탈 알로이를 분쇄할 수 있으며, 상기 마멸 분쇄기에 투입되는 볼은 지르코니아(zirconia) 볼일 수 있다.
또한, 상기 마멸 분쇄기가 50L 마멸 분쇄기인 경우, 상기 지르코니아 볼의 지름은 5φ 또는 10φ 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 마멸 분쇄기에 투입되는 메탈 알로이, 5φ 볼 및 10φ 볼의 비율은 1 : 2.1~3.2 : 2.1~3.2일 수 있다.
상기 단계(a)에서 메탈 알로이를 분쇄하는 것은 용제를 이용하여 수행되고, 상기 단계(b)는 상기 용제를 건조하는 단계를 수행한 후, 수행될 수 있으며, 상기 용제는 알코올이고, 상기 용제를 건조하는 단계는 60~80℃에서 12~18 시간 동안 수행될 수 있다.
상기 단계(b)에서 상기 수지는 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated PolyEthylene), 폴리프로필렌(PP : PolyPropylene), 에틸렌프로필렌고무(EPDM : Ethylene Propylene rubber), 천연고무(NR : Natural Rubber), 아크릴로닐릴-부타디엔(NBR : Nitrile Butadiene Rubber), 폴리염화비닐(PVC : PolyVinyl Chloride), 폴리이미드(polyimide) 계열 및 폴리에스테르(polyester) 계열의 수지 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 단계(b)는 80~150℃의 온도에서 30~60분 동안 믹싱롤(mixing roll)에서 수행될 수 있다.
상기 단계(c)에서 상기 컴파운드의 분쇄는 분쇄기에 의해 수행되며, 상기 컴파운드는 펠렛(pillet)으로 분쇄될 수 있으며, 상기 펠렛의 크기는 상기 분쇄기에 설치되는 메시(mesh) 망의 크기에 의해 조절될 수 있다.
상기 분쇄기의 작업 온도는 80~90℃이고, 분쇄기의 속도는 230~270RPM일 수 있다.
상기 단계(d)는 상기 분쇄된 컴파운드를 이용하여 상기 전자파 흡수체를 시트화하는 공정일 수 있으며, 상기 전자파 흡수체를 시트화하는 공정은 캘린더 롤(calendar roll)을 이용하여 수행되고, 상기 캘린더 롤의 자체의 온도는 50~120℃일 수 있다.
또한, 상기 시트화된 상기 전자파 흡수체는 다수의 냉각 롤(roll)을 통과하여 냉각되고, 권취기(捲取機)를 이용해 롤(roll)의 형태로 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전자파 흡수체가 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 메탈 알로이(metal alloy)를 분쇄하여 생성된 메탈 플레이크(metal flake)와 수지가 일정한 비율로 배합되어 생성되는 전자파 흡수체 있어서, 상기 메탈 플레이크는 순환 방식의 지르코니아(zirconia) 볼을 이용하여 마멸 분쇄기(attrition mill)에 의해 분쇄되어 생성되고, 상기 메탈 플레이크와 상기 수지의 배합물인 컴파운드는 분쇄된 후 상기 전자파 흡수체의 생성을 위해 결합되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체가 제공된다.
상기 메탈 플레이크와 상기 수지의 배합 비율(중량%)은 82~95 : 5~18일 수 있다.
상기 메탈 알로이는 샌더스트(SDST alloy) 계열, 퍼멀로이(Permalloy) 계열, 비정질 계열의 메탈 알로이 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 수지는 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene), 폴리프로 필렌(PP : PolyPropylene), 에틸렌프로필렌고무(EPDM : Ethylene Propylene rubber), 천연고무(NR : Natural Rubber), 아크릴로닐릴-부타디엔(NBR : Nitrile Butadiene Rubber), 폴리염화비닐(PVC : PolyVinyl Chloride), 폴리이미드(polyimide) 계열 및 폴리에스테르(polyester) 계열의 수지 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법에 대해 살펴 보기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법이 이루어지는 순서를 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법은 플레이크(flake) 공정(S100), 건조 공정(S102), 컴파운딩(compounding) 공정(S104), 분쇄 공정(S106) 및 시트(sheet)화 공정(S108)을 포함할 수 있다.
먼저 단계 100의 플레이크 공정은 마멸 분쇄기(attrition mill)을 이용하여 전자파 흡수체의 원재료가 되는 메탈 알로이(metal alloy)를 분쇄 또는 압쇄하여 판상의 메탈 플레이크(metal flake)를 생성하는 공정이다.
본 발명에 이용되는 메탈 알로이(metal alloy)는 분말 형태의 메탈 파우 더(metal powder) 또는 메탈 알로이 파우더(metal alloy powder) 형태로 제공되기도 하나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 금속괴의 형태의 메탈 알로이를 분쇄하여 메탈 파우더를 생성한 후 메탈 플레이크를 생성할 수도 있다.
한편, 이러한 플레이크 공정은 메탈 알로이는 구형으로 생성된 것을 판상의 메탈 플레이크로 형성하는 것이 일반적이나, 본 명세서에서는 이에 한정되는 것은 아니다.
메탈 알로이는 일반적으로 철, 니켈, 알루미늄, 실리콘, 코발트, 아연 등을 성분으로 할 수 있으며, 널리 이용되는 샌더스트(SDST alloy) 계열, 퍼멀로이(Permalloy) 계열, 비정질 계열 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조를 위한 플레이크 공정에 이용되는 마멸 분쇄기는 순환 타입의 마멸 분쇄기를 이용할 수 있다.
또한, 플레이크 공정에서는 메탈 알로이와 지르코니아 볼(zirconia ball)이 마멸 분쇄기에 같이 주입되어 플레이크 공정이 수행될 수 있으며, 지르코니아 볼의 지름은 5φ와 10φ 볼이 사용될 수 있다.
그리고, 마멸 분쇄기에 투입되는 메탈 알로이와 지르코니아 볼의 비율은 바람직하게는 메탈 알로이: 5φ 볼 : 10φ 볼 = 1 : 2.1~3.2 : 2.1~3.2일 수 있다.
종래의 플레이크 공정은 마멸 분쇄기에 서스 볼(SUS Ball)을 사용하였으며, 또한 한번에 모든 메탈 알로이를 분배하는 방식의 배치(Batch) 타입의 마멸 분쇄기 를 이용하여 플레이크 공정을 수행하였다.
그러나, 종래의 서스 볼을 이용한 플레이크 공정의 경우 서스 볼의 마모로 인하여 플레이크 공정의 횟수에 따른 성능의 편차가 나타나며, 그 편차는 횟수가 증가할수록 증가되는 경향을 나타낸다.
또한, 마모된 서스 볼의 파편들이 메탈 알로이가 분쇄된 메탈 플레이크에 포함되어 최종적으로 생성된 전자파 흡수체의 불순물로 작용하여 전자파 흡수체 자체의 성능을 낮추는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 마모도가 현저히 낮은 지르코니아(zirconia) 볼을 사용해 플레이크 공정을 수행하도록 한다.
그리고, 종래의 배치(Batch) 타입의 마멸 분쇄기를 사용하는 경우에는 한번에 메탈 알로이를 분쇄하는 공정으로 인해 플레이크 공정에서 마멸 분쇄기에 많은 부하가 걸리게 되었으며, 이런 부하를 저하시키고자 마멸 분쇄기에 메탈 알로이와 함께 계면활성제를 첨가제로 사용하였다.
그러나, 본 발명에서 사용한 메탈 알로이를 순차적으로 분쇄하고 분쇄된 메탈 알로이를 다시 분쇄하는 방식의 순환 타입의 마멸 분쇄기의 경우 별다른 부하가 걸리지 않아 첨가제의 사용 없이도 메탈 플레이크를 생성할 수 있다.
또한, 마멸 분쇄기의 부하가 줄어들어 오히려 실제 플레이크 공정을 수행하는 시간도 단축시키게 된다.
단계 102의 건조 공정은 플레이크 공정 중 사용된 용제를 제거하기 위한 공 정이다.
플레이크 공정에 사용되는 용제는 일반적으로 알코올이 널리 사용되나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 건조 공정은 세라믹 히터가 장착된 건조기를 사용할 수 있으며, 메탈 플레이크의 열적 특성 변화가 발생되지 않도록 60~80℃에서 12~18 시간 동안 건조할 수 있다.
단계 104의 컴파운딩(compounding) 공정은 건조된 메탈 플레이크를 수지와 1차로 배합하여 메탈 플레이크와 수지가 배합된 컴파운드(compound)를 생성하는 공정이다.
메탈 플레이크와 배합되는 수지는 바람직하게는 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene), 폴리프로필렌(PP : PolyPropylene), 에틸렌프로필렌고무(EPDM : Ethylene Propylene rubber), 천연고무(NR : Natural Rubber), 아크릴로닐릴-부타디엔(NBR : Nitrile Butadiene Rubber), 폴리염화비닐(PVC : PolyVinyl Chloride), 폴리이미드(polyimide) 계열 및 폴리에스테르(polyester) 계열의 수지가 가능하며, 2 이상의 수지를 함께 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 메탈 플레이크는 앞서 살펴본 바와 같이 샌더스트(SDST)계열, 퍼멀로이(Permalloy)계열, 비정질 계열의 금속 메탈 알로이를 분쇄하여 생성된 메탈 플레이크를 사용하되, 전자파 흡수체의 기능과 용도에 따라 2 이상의 메탈 플레이크를 혼합하는 것도 가능하다.
한편, 이러한 메탈 플레이크와 수지를 믹싱롤(mixing roll)에 넣고 바람직하게는 80~150℃에서 30~60min 동안 혼합하는 컴파운딩 공정을 수행할 수 있다.
단계 106의 분쇄 공정은 단계 104의 컴파운드 공정으로 제조된 컴파운드를 다양한 형태의 전자파 흡수체로 생성할 수 있게 하기 위해 일정한 크기의 펠렛(pellet) 형태로 분쇄하는 공정이다.
이러한 필렛의 형태로 분쇄하는 것은 전파 흡수 능력이 구형인 경우보다 필렛의 형태인 경우 전자파 흡수 능력이 향상되므로 바람직하게는 필렛의 형태로 분쇄하는 과정을 수행하는 것이다.
펠렛의 크기는 생성하고자 하는 전자파 흡수체의 형상과 성능에 따라 달라질 수 있으며, 전자파 흡수체의 형상, 특히 두께가 얇을수록 펠렛의 크기가 작아지도록 한다.
이러한 분쇄 공정은 분쇄기를 이용하여 수행될 수 있으며, 분쇄기에 이용되는 메시(mesh) 망의 종류에 따라 펠렛의 크기는 자유롭게 조절할 수 있다.
한편 이러한 분쇄 공정의 도입으로 1차로 컴파운딩된 재료를 다시 분쇄함으로서 분산이 더욱 균일하게 이루어지며, 생성된 전자파 흡수체의 외관상의 무늬 발생도 현격히 줄어들게 된다.
그리고 전자파 흡수체를 시트의 형태로 생성하는 경우 일반적으로 널리 이용되는 캘린더 롤(callender roll)에서 0.2mm 이하의 얇은 두께는 생산이 불가능하였 으나 분쇄 공정의 도입으로 0.2mm 이하의 박막 시트도 제조가 가능하게 된다.
이러한 분쇄 공정의 작업 조건은 바람직하게는 작업 온도는 80 ~ 90℃이고, 분쇄기의 속도는 230 ~ 270RPM일 수 있다.
[표 1]은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수제를 시트의 형태로 구현하는 경우 시트의 두께별 펠렛의 적정 크기와 두께 편차를 나타내는 평활도를 측정한 표이다.
[표 1]
시트 두께 펠렛의 적정 크기 (mm) 평활도 (두께편차) (mm)
0.1T 1.0mm ↓ 0.1T ±0.02mm
0.3T 1.0 ~1.5mm 0.3T ±0.02mm
0.5T 1.5 ~ 2.0mm 0.5T ±0.03mm
1.0T 1.5 ~ 2.5mm 1.0T ±0.05mm
분쇄 공정을 통해 [표 1]에 도시된 바와 같이 시트의 두께에 따라 적정한 펠렛의 크기를 형성함에 따라 두께 편차가 작은 시트 형태의 전자파 흡수제를 생성할 수 있음을 알 수 있다.
단계 108의 시트화 공정은 분쇄된 펠렛을 시트 형태의 전자파 흡수체를 제조하고 하는 경우 필요한 공정이다.
시트화 공정은 캘린더 롤(calendar roll)을 통해 이루어질 수 있으며, 전자파 흡수체의 두께에 따라 분쇄 공정에서 생성되는 펠렛의 크기를 달리하고, 캘린더 롤의 온도도 달리 할 수 있다.
본 발명에 의한 전자파 흡수제의 제조 방법의 시트화 공정에 이용되는 캘린더 롤의 자체의 온도는 바람직하게는 50~120℃일 수 있으며, 제조하고자 하는 전자파 흡수체의 두께 등의 형상에 따라 캘린터 롤의 속도와 압착되는 두께를 조절할 수 있다.
이러한 시트화 공정에 의해 제조되는 전자파 흡수제의 메탈 알로이의 성분과 수지에 따른 조성과 그 함량 비율을 예를 들어 살펴 보면 [표 2]와 같다.
[표 2]
구　　 분 조　　 성 함　　 량 (Wt%) 최적 함량 (Wt%)
Alloy metal SDST 계열 Fe-Si-Al 82~95 87~92
Permalloy 계열 Fe-Ni 82~95 87~92
비정질 계열 Fe-Si-Al-Cu-Nb 82~95 87~92
수　　 지 CPE - 5~18 8~13
[표 2]에서 조성과 함량 비율은 예시에 불과하며, 조성은 각 메탈 알로이의 종류에 따른 조성이며, 함량은 시트화된 전자파 흡수제의 무게비 함량이고, 사용된 수지는 CPE(Chlorinated Polyethylene, 염소화 폴리에틸렌)이다.
한편, [표 2]와 같이 각각의 메탈 알로이를 함량별로 시트화할 수 있으며, 경우에 따라서 2종 이상의 메탈 알로이를 일정한 비율로 혼합한 후 사용하는 것도 가능하다.
또한, 시트화 공정시 작업의 효율성을 위해 조제(또는 활제)를 첨가해서 할 수도 있으나, 실제 첨가되는 조제의 양은 극히 극소량이며, 전자파 흡수제의 성분에 영향을 미치지 않으므로 이에 대한 함량 비율은 생략하기로 한다.
한편, 이러한 전자파 흡수체를 실제 제품화하는 공정이 완료되면, 제조된 전자파 흡수체를 냉각하고 권취(捲取)하는 공정을 더 수행할 수 있다.
냉각 및 권취 공정은 캘린더를 통해 나온 시트를 다수의 냉각 롤을 통과시켜 냉각하고, 권취기(捲取機)를 이용해 롤의 형태로 감는 공정이다.
이러한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법에 의하면 먼저 메탈 알로이를 플레이크로 생성하는 과정에서 플레이크 공정에서 불순물이 유입되지 않고, 또한 순환 타입의 분쇄 과정을 통해 마멸 분쇄기의 부하를 줄일 수 있게 된다.
그리고 컴파운딩 공정 후 추가적으로 분쇄 공정을 거쳐 필렛을 형성함으로써 전자파 흡수체의 형상과 성능에 맞는 다양한 형상과 성능을 가진 전자체 흡수체를 형성할 수 있게 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 9를 참조하여 종래의 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 제조된 전자파 흡수체와 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 제조된 전자파 흡수체를 비교하여 살펴보기로 한다.
한편, 종래의 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 제조된 전자파 흡수체와 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 제조된 전자파 흡수체를 비교를 위해 실시한 시험의 조건은 아래 [표 3]과 같다.
[표 3]
구분 사용 장비 Metal powder 사용 Ball 알콜 첨가제 시간 & RPM
종래 50L Batch Attrition mill SDST 계열 SUS 301
5φ : 80㎏
10φ : 80㎏		 11㎏ Oleic acid : 240g
TEA : 17.9g		 12hr & 250RPM
본 발명 50L 순환 Attrition mill SDST 계열 지르코니아
5φ : 80㎏		 30㎏ - 6hr & 300RPM
상기한 [표 3]에서 배치 방식의 마멸 분쇄기를 이용한 것이 종래의 전자파 흡수체를 제조하기 위한 메탈 플레이크의 생성 방법이고, 순환 방식의 마멸 분쇄기를 이용한 것이 본 발명에 의한 전자파 흡수체를 제조하기 위한 메탈 플레이크의 생성 방법이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에서는 순환 방식의 마멸 분쇄기를 사용함으로써 별도의 첨가제를 사용하지 않았으며, 마멸 분쇄기에 이용되는 볼은 종래의 서스 볼이 아닌 지르코니아 볼을 사용하였다.
먼저 도 2 내지 도 5를 참조하여 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정에서 생성되는 메탈 플레이크의 형상과 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 과정에서 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 비교하여 살펴본다.
먼저 도 2와 도 3은 종래의 전자파 흡수체의 제조 방법 중 플레이크 공정의 분쇄 과정에서 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이다.
도 2는 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이고, 도 3은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이다.
반면, 도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법의 플레이크 공정의 분쇄 과정에서 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이다.
도 2와 도 4 그리고 도 3과 도 5를 각각 비교하여 살펴보면, 도 2와 도 3의 종래의 배치 타입의 마멸 분쇄기를 이용하여 생성된 플레이크보다 도 4와 도 5의 본 발명에 의한 순환 타입의 마멸 분쇄기를 이용하여 생성된 플레이크의 형상과 밀도가 높은 것을 알 수 있다.
특히, 전자파 흡수체의 원료가 되는 메탈 알로이의 형상이 구상에 가까우면 투자율이 저하되고, 흡수할 수 있는 전자파의 주파수 대역이 좁아지는 단점이 있다.
또한, 생성된 메탈 플레이크의 밀도가 낮아지면 시트와 같은 막의 형태로 전자파 흡수체를 구현한 경우 기대한 전자파 흡수 성능이 발휘되지 못하는 단점이 있다.
그러나 종래의 전자파 흡수체의 제조 방법에 의한 메탈 플레이크와 비교하여 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의한 메탈 플레이크는 생성된 형상이 비구형의 필렛 형태로 생성될 뿐만 아니라 메탈 플레이크의 크기가 균일해지고 또한, 높은 밀도를 가지게 되므로 보다 종래의 전자파 흡수체에 비해 우수한 전자파 흡수 능력을 가질 수 있게 되는 것이다.
이러한 종래의 전자파 흡수체의 제조 방법과 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 각각 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 능력의 차이를 도 6 내지 도 9를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 6내지 도 9의 전자파 흡수 능력을 나타내는 그래프는 0.5nm의 전자파를 기준으로 실제 시험을 수행하여 측정한 그래프를 도시한 것이다.
먼저 도 6은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면이고, 도 7은 종래의 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면이다.
반면, 도 8과 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법에 의해 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 1회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법 중 플레이크 공정의 분쇄 과정을 20회 실시하여 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수체의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 도시한 도면이다.
동일한 횟수의 플레이크 공정의 메탈 알로이의 분쇄 과정인 플레이크 공정을 수행한 도 6과 도 8 그리고 도 7과 도 9를 각각 비교하면, 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 전자파 흡수 능력이 향상된 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의한 전자파 흡수제에서 도 보다 많은 횟수의 분쇄 공정을 수행한 메탈 플레이크를 이용한 전자파 흡수체의 전자파 흡수 능력이 향상되는 것을 알 수 있다.
그리고, 이러한 플레이크 공정에서의 마멸 분쇄기를 이용한 분쇄 공정의 횟수에 따라 전자파 흡수 능력이 달라지는 점을 이용하여 플레이크 공정에서의 마멸 분쇄기를 이용한 분쇄 공정의 횟수를 조정하여 서로 다른 주파수의 전자파를 선택적으로 흡수하는 전자파 흡수체를 생성할 수도 있게 된다.
한편, 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의하면 플레이크 공정의 마멸 분쇄기를 이용한 메탈 알로이의 분쇄 과정에서 별도의 첨가제를 이용하지 않고도 메탈 알로이의 분쇄 과정을 수행할 수 있다.
특히 종래의 메탈 알로이 분쇄 과정에 분쇄 과정을 용이하게 하기 위해 계면 활성제와 같은 첨가제가 첨가되는 경우 이로 인하여 전자파 흡수체의 생산 비용의 증가 뿐만 아니라 최종적으로 제조된 전자파 흡수체의 성능을 저하시키는 단점이 있었다.
그러나 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의하면 별도의 첨가제가 필요하지 않을 뿐만 아니라 메탈 알로이의 분쇄를 용이하게 하기 위하여 첨가제를 첨가하는 경우에도 성능이 크게 저하되지 않게 된다.
도 10 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 전자파 흡수체의 제조 과정의 플레이크 공정에서 첨가제를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우 생성된 메탈 플레이크의 형상과 전자파 흡수 성능을 비교하여 살펴본다.
[표 4]는 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 전자파 흡수체의 제조 과정의 플레이크 공정에서 첨가제를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우를 비교하기 위하여 실제로 제조된 전자파 흡수제의 제조 조건을 표로 나타낸 것이다.
[표 4]
구분 사용 장비 사용 Metal powder 사용 Ball 알콜 첨가제 시간 & RPM
1 50L 순환 Attrition mill SDST 계열 지르코니아
5φ : 80㎏		 30㎏ Oleic acid : 240g
TEA : 17.9g		 6hr & 300RPM
2 50L 순환 Attrition mill SDST 계열 지르코니아
5φ : 80㎏		 30㎏ - 6hr & 300RPM
이러한 [표 4]의 전자파 흡수체의 제조 조건을 참조하여 먼저 도 10과 도 11의 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우 생성된 메탈 플레이크의 형상을 비교한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가한 경우 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가하지 않은 경우 생성되는 메탈 플레이크의 형상을 확대한 도면이다.
도 10과 도 11을 비교하면 도 10의 첨가제를 첨가한 경우와 도 11의 첨가제를 첨가하지 않고 플레이크 공정에서 분쇄 과정을 수행한 경우 생성된 메탈 플레이크의 균일도와 밀도에서 큰 차이점이 나타나지 않는다.
또한, 도 12와 도 13의 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체 를 제조하는 과정 중 플레이크 공정에 첨가제를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우 각각 생성되는 메탈 플레이크를 이용하여 제조된 전자파 흡수제의 전자파 흡수 성능을 측정한 그래프를 비교하면, 도 12의 첨가제를 첨가한 경우 전자파 흡수 능력이 좀더 우수하게 나타나지만, 도 13의 첨가제를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 큰 차이를 나타내지 않음을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 전자파 흡수체의 제조 방법에 의하면 첨가제를 첨가한 경우에도 전자파 흡수 능력에 큰 변화를 주지 않으므로 첨가제를 첨가하지 않고도 메탈 플레이크를 생성할 수 있는 것이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 단면 형상을 확대한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 시트 형태로 구현한 경우 박막의 시트임에도 불구하고 단면상에 위치하는 메탈 플레이크의 밀도가 높을 뿐만 아니라 메탈 플레이크가 모두 비구형의 필렛 형태를 하고 있임을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 전자파 흡수제 및 그 제조 방법에 의하면 금속 성분을 이용하여 전자파 흡수제를 제조하는 경우에도 그 재료가 되는 메탈 플레이크의 형상이 균일하고 밀도도 높게 형성할 수 있어 전자파 흡수 능력이 더욱 향상되게 되는 것이다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자파 흡수체 및 그 제조 방법에 의하면, 금속 혼합물을 이용하여 전자파 흡수체를 제조하는 경우에도 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 가능한 장점이 있다.
또한, 다양한 형태의 전자파 흡수체의 제조가 가능하면서도 우수한 전자파 흡수 성능을 가지는 장점이 있다.

Claims (20)

  1. 메탈 알로이(metal alloy)를 분쇄하여 메탈 플레이크(metal flake)를 생성하는 단계(a);
    상기 메탈 플레이크와 수지를 혼합하여 컴파운드(compound)를 생성하는 단계(b);
    상기 컴파운드를 분쇄하는 단계(c); 및
    상기 분쇄된 컴파운드를 결합하여 전자파 흡수제를 생성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수제의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    상기 메탈 알로이는 샌더스트(SDST alloy) 계열, 퍼멀로이(Permalloy) 계열, 비정질 계열의 메탈 알로이 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    상기 메탈 알로이의 분쇄는 마멸 분쇄기(attrition mill)에 의해 수행되며, 상기 마멸 분쇄기는 순환 방식으로 상기 메탈 알로이를 분쇄하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단계(a)에서,
    상기 마멸 분쇄기에 투입되는 볼은 지르코니아(zirconia) 볼인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마멸 분쇄기가 50L 마멸 분쇄기인 경우, 상기 지르코니아 볼의 지름은 5φ 또는 10φ 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마멸 분쇄기에 투입되는 메탈 알로이, 5φ 볼 및 10φ 볼의 비율은 1 : 2.1~3.2 : 2.1~3.2인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계(a)에서 메탈 알로이를 분쇄하는 것은 용제를 이용하여 수행되고,
    상기 단계(b)는 상기 용제를 건조하는 단계를 수행한 후, 수행되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 용제는 알코올이고, 상기 용제를 건조하는 단계는 60~80℃에서 12~18 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계(b)에서,
    상기 수지는 염소화 폴리에틸렌(CPE : Chlorinated Polyethylene), 폴리프로필렌(PP : PolyPropylene), 에틸렌프로필렌고무(EPDM : Ethylene Propylene rubber), 천연고무(NR : Natural Rubber), 아크릴로닐릴-부타디엔(NBR : Nitrile Butadiene Rubber), 폴리염화비닐(PVC : PolyVinyl Chloride), 폴리이미드(polyimide) 계열 및 폴리에스테르(polyester) 계열의 수지 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    80~150℃의 온도에서 30~60분 동안 믹싱롤(mixing roll)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c)에서,
    상기 컴파운드의 분쇄는 분쇄기에 의해 수행되며, 상기 컴파운드는 펠렛(pillet)으로 분쇄되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펠렛의 크기는 상기 분쇄기에 설치되는 메시(mesh) 망의 크기에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 분쇄기의 작업 온도는 80~90℃이고, 분쇄기의 속도는 230~270RPM인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 단계(d)는,
    상기 분쇄된 컴파운드를 이용하여 상기 전자파 흡수체를 시트화하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전자파 흡수체를 시트화하는 공정은 캘린더 롤(calendar roll)을 이용하여 수행되고, 상기 캘린더 롤의 자체의 온도는 50~120℃인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 시트화된 상기 전자파 흡수체는 다수의 냉각 롤(roll)을 통과하여 냉각되고, 권취기(捲取機)를 이용해 롤(roll)의 형태로 생성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
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