KR101786245B1 - 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물, 및 이를 이용한 전자파 차폐 차음재 - Google Patents

전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물, 및 이를 이용한 전자파 차폐 차음재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차음을 위해 황산바륨 및 탈크를 포함하되, 전자파 차폐를 위해 탄소섬유와 구리 나노 파우더를 소정량 혼합함으로써, 자동차에 적용되는 차음재로 이용되기에 적합한 물성을 갖으면서 차폐 성능이 우수한 차음재 조성물 및 차음재에 관한 것이다.
이러한 차음재를 포함하는 전자파 차폐 카페트를 차량에 적용하는 경우, 차량의 부품 등에서 발생하는 전자파로부터 안전한 환경을 구현하며, 고전압 배터리 또는 모터를 통해 유입되는 전자파의 유입을 최소화할 수 있다.

Description

전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물, 및 이를 이용한 전자파 차폐 차음재{sound insulation composition having electro-magnetic interference shielding, and sound insulation material using it}
본 발명은 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물, 및 이를 이용한 전자파 차폐 차음재에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 차음을 위해 황산바륨 및 탈크를 포함하되, 전자파 차폐를 위해 탄소섬유와 구리 나노 파우더를 소정량 혼합함으로써, 자동차에 적용되는 차음재로 이용되기에 적합한 물성을 갖으면서 차폐 성능이 우수한 차음재 조성물 및 차음재이다.
일반적으로 자동차의 기술이 발달하면서, 엔진 및 트랜스 밋션을 비롯하여각종 기기와 부속품의 성능이 크게 향상되었고, 아울러 실내에 장착되는 각종 편의 장치의 개발이 도모되었다.
또한, 현재에는 상기와 같이 발전된 자동차의 성능에는 무엇보다 중요시 되고 있는 것이 자동차의 주행 중에 발생하는 엔진 및 각종 기기의 작동소음 및 진동 소음을 용이하게 제거하고 흡수하는 문제에 관한 것이다. 특히, 자동차의 주행 중에 발생되는 소음의 가장 큰 원인은 엔진에서 비롯되는 바, 이에 엔진에서 발생 되는 소음을 용이하게 제거하고 흡수 하기 위하여 일차적으로 소음이 저감된 엔진의 개발이 이루어져야 하고, 이차적으로는 엔진에서 발생되는 소음을 흡수하는 수단이 필요하게 된다.
나아가, 요즘에는 편의성, 고급화 추구, 하이브리드 자동차 개발로 인하여 자동차에 고성능 전자부품을 다량 도입되면서 자동차가 점차 전자제품 되어가는 추세이다.
그러나 차량의 편의 증대를 위하여 도입 한 각종 전자제어 부품 및 장치로 인해 유해 전자파가 다량 방출되고, 불필요한 전자파 방사로 차량의 오작동 및 급발진 등의 안전사고 발생이 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
따라서 차량 내부 전장부품에서 발생하는 전자파의 차폐 필요성이 점차 증대되고 있는 상황이다. 이에 차량에 적용되는 차음재는 흡차음의 기능뿐만 아니라 전자파 차폐 효능까지 구비되길 요구되고 있는 실정이다.
관련하여 한국 등록특허 제10-1512384호는 소음 차단성이 개선된 고성능 차음재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 소음 차단성을 우수하지만 전자파 차폐의 기능은 부재하다.
따라서 전자파 차폐와 NVH 성능이 우수하되, 인장강도 등의 물성을 만족하는 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재를 제시할 필요성이 있다.
1: 한국 등록특허 제10-1512384호
이에 본 발명자들은 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재를 제조하기 위해, 탄소섬유 및 구리 나노 파우더를 소정량 혼합하는 경우 내장부품 제작 및 품질 유지, 내구성 등에 필요한 기계적인 물성을 만족하며 전자파 차폐 부가되면서도 종래의 차음재와 대비하여 차음 효능이 동등 또는 유사한 기능성 차음재를 제조할 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 내장부품의 중량 규제 및 성형/제조에 필요한 기본적인 특성, 품질 및 내구성 유지에 필요한 기계적 물성 등을 종합적으로 고려하여, 비중이 1.6 이하, 인장강도 60 kgf/cm2 이상, 투과손실 17 dB 이상, 전자파 차폐율60dB 이상인 전자파 차폐 차음재를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 차음재를 포함하는 전자파 차폐 카페트를 제공하는데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 또는 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 차음 주기재 100 중량부에 대해, 차음을 위해 황산바륨 65 ~ 70 중량부; 및 탈크 15 ~ 25 중량부를 포함하되, 전자파 차폐를 위해 탄소섬유 25 ~ 35 중량부; 및 구리 나노 파우더 5 ~ 9 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 비중이 1.6 이하, 인장강도 60 kgf/cm2 이상, 투과손실 17 dB 이상, 전자파 차폐율60dB 이상인 전자파 차폐 차음재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 차음재를 포함하는 전자파 차폐 카페트를 제공한다.
본 발명에 따른 차음재 조성물은 일정 수준의 비중을 갖으면서도, 차음 성능(Noise, Vibration, Harshness)과 전자파 차폐 특성을 모두 보유한 기능성 차음재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 사용하는 탄소섬유를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 구리 나노 파우더의 SEM 전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차음재를 이용하여 전자파 차폐 카페트(원단)을 제조하는 공정이다.
도 4(a)는 실시예 2에서 적용한 카페트의 단면을 나타낸 것으로, 도 4(b)는 비교예 11에서 적용한 카페트(종래의 카페트)의 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 2의 차음 성능 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 광대역, 협대역 전자파 허용기준을 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 실험예 3의 협대역 전자파 방사 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 실험예 4의 유해성 평가 기준을 나타낸 것이다.
이하에서 본 발명을 하나의 구현 예로서 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 또는 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 차음 주기재 100 중량부에 대해, 차음을 위해 황산바륨 65 ~ 70 중량부; 및 탈크 15 ~ 25 중량부를 포함하되, 전자파 차폐를 위해 탄소섬유 25 ~ 35 중량부; 및 구리 나노 파우더 5 ~ 9 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 기능을 갖는 차음재 조성물을 제공한다. 아울러, 상기 조성물은 카본블랙, 탄산칼슘, 산화방지제, 윤활제, 및 상용화제를 추가적으로 더 포함한다. 이러한 조성물은 인장강도/신장율, EMI (전자파 차폐), TL(투과손실)을 모두 만족시키는 전자파 차폐 컴파운드이다. 이하 각 구성의 역할과 사용 함량에 대해서 설명한다.
먼저 차음재에 사용되는 주기재는 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 또는 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물이다. 더욱 바람직하게는 에틸렌바이닐아세테이트(EVA)이다.
다음으로, 차음을 기능을 부여하는 황산바륨은 주기재 100 중량부에 대해 65 ~ 70 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 황산바륨이 65 중량부 미만인 경우 투과손실(TL)이 목표치 이하로 낮아지며, 70 중량부 초과인 경우 투과손실은 좋아지지만 내장부품 제작 및 품질 유지에 필요한 기계적 물성이 나빠지기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
아울러, 상기 탈크(talc) 역시 차음 성능을 부여하기 위해 사용하는 것으로 주기재 100 중량부에 대해 15 ~ 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 탈크가 15 중량부 미만인 경우 투과손실(TL)이 너무 저조하여 차음 성능을 구현하는데 한계가 있고, 20 중량부 초과인 경우 부품 제작을 위한 성형성이 떨어지기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에서는 전자파 차폐를 위해 탄소섬유를 사용하는데, 종래에도 전자파 차폐를 위해 탄소섬유는 사용 되어져 왔다. 그러나 탄소섬유을 다량으로 포함하는 경우 물성 및 전자파 차폐의 효능을 만족시킬 수 있으나, T-DIE COAT’G 작업 시 용융 연신율이 부족하여, 차음층이 찍어지는 문제가 발생하며, 이러한 차음층을 포함하는 카페트가 딱딱해져서 HOLE 가공을 위한 커팅 직업이 어려워지거나, IN-LINE에서 조립 시 카페트가 잘 접히지 않는 한계가 있기에, 전자파 차폐를 위해 탄소섬유을 다량으로 포함시키는데 한계가 있다.
이에 본 발명에서는 전자파 차폐를 위해 탄소섬유(carbon fiber)을 적게 사용하면서도 전자파 차폐 효율을 극대화하고자 하였으며, 그러한 물질로 구리 나노 파우더를 사용한다.
따라서, 본 발명에서는 탄소섬유를 25 ~ 35 중량부로 사용한다. 아울러, 상기 탄소섬유는 평균 길이가 5 ~ 7 mm인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 평균 길이가 5 mm 미만인 경우 차폐 성능을 구현하는데 한계가 있으며, 7 mm 초과인 경우 제품 성형성에 한계가 있기에 상기 범위 내의 탄소섬유를 사용한다. 도 1은 본 발명에서 사용한 탄소섬유를 나타낸 것이다.
상기 언급한 바와 같이, 구리 나노 파우더(Cu nano powder)는 탄소섬유와 함께 전자파 차폐 성능을 부여하는데, 이러한 구리 나노 파우더는 탄소섬유를 단독으로 사용하였을 때와 대비하여 전자파 차폐 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
다시 말해 탄소섬유의 차폐 효과를 구리 나노 파우더가 더욱 상승시키는 역할을 하는 것으로 본 발명에서는 이들의 조합과 사용량은 주요 기술적 특징이 된다.
아울러, 상기 구리 나노 파우더의 평균 입자 크기는 60 ~ 80 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 평균 입자 크기가 60 nm 미만인 경우 차폐성능 부여에 한계가 있으며, 80 nm 초과인 경우 EVA 및 PE 등 BASE RESIN과의 균일한 혼합성의 한계로 얇은 두께의 차음재를 제조하는데 한계가 있기에 상기 범위 내의 구리 나노 파우더를 사용하는 것이 좋다. 도 2는 본 발명에서 사용되는 구리 나노 파우더는 SEM 전자현미경 사진으로서, 초미립자임을 확인할 수 있다.
상기 카본블랙은 블랙 안료로서, 색상 발현을 위해 사용되며 전기전도성 부여 필러로서도 그 역할을 한다. 아울러, 탄산칼슘은 고비중의 필러로서 차음 성능을 부여하며, 산화방지제는 소재를 고온 성형 시 변성을 방지하고자 투여하는 것인데 1차 산화방지제를 사용하며 이에 반드시 제한되지 않다. 아울러, 상기 윤활제는 필러의 분산성을 높이며 T-die 압출 성형 가공 시 마찰열을 최소화하고자 사용하고, 상용화제는 상기 주기재와 필러 간의 계면 접착력을 증대하고 사용한다.
상기 차음재 조성물을 이용하여 제조된 차음재는 인장강도 등의 기계적 물성, 전자파 차폐(EMI), 및 차음성능(TL)을 모두 만족시키는 다기능성 차음재이다.
따라서 본 발명은 비중이 1.6 이하, 인장강도 60 kgf/cm2 이상, 투과손실 17 dB 이상, 전자파 차폐율60dB 이상인 전자파 차폐 차음재를 제공하게 되며, 이는 성형성이 우수하면서도 차량용 차음재로 적용되기에 적합한 물성과 기능을 갖기에 인체에 무해한 환경 구현이 가능하여 전기차 등에 널리 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 전자파 차폐 차음재의 제조
각 성분을 하기 표 1에 나타난 함량으로 혼합하였다. 구체적으로 먼저, 180℃로 가열된 이축 압출기(L/D=40, Φ=27mm)의 1차 원료 투입구에 EVA수지를 투입하고, 수지 100 중량부에 대하여 황산바륨 70 중량부, 탈크(Talc) 20 중량부, 탄산칼슘 5 중량부, 카본블랙(평균입경 20nm) 1.0 중량부, 구리 나노 파우더(Cu Powder) 6 중량부, 산화방지제 0.5 중량부, PE Wax 0.3 중량부, 상용화제 0.5 중량부를 사이드 피더를 통해 이축 압출기 중간에 위치하는 2차 투입구로 투입하고, 수지 100 중량부에 대하여, 탄소섬유(Carbon Fiber) 25 ~ 35 중량부를 사이드피더를 통해 이축 압출기 끝단에 위치하는 3차 투입구로 투입하면서 열용융 혼련 공정을 통하여 복합수지 조성물을 제조하였다. 이를 70℃ 온도에서 12시간 동안 열풍건조기에서 건조하여 펠렛을 제조하였다.
실시예 2 ~ 5: 전자파 차폐 차음재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 차음재의 조성 및사용량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
비교예 1 ~ 10: 전자파 차폐 차음재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 차음재의 조성 및 사용량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
차음재 조성물(단위: 중량부)
성분 실시예 비교예
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
EVA 100 100 100 - 100 100 100 100 100 50 100
PE - - - 100 - - - - - 50 -
탄소섬유 25 45 - 30 30 25 25 30 30 30 35
Cu NanoPowder 6 - - - - 2 10 - - - -
황산바륨 70 - 70 70 100 70 70 60 70 70 70
Talc 20 -
20 20 -
20 20 10 20 20 20
탄산칼슘 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
카본블랙 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
산화방지제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
윤활제 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
상용화제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
1) EVA: 한화케미칼사의 EVA 1628
2) PE: 한화케미칼사의 LDPE 8303) 카본섬유(C/F) : PU로 sizing 된, 길이가 6mm인 chopped Carbon Fiber로 에이스씨엔텍 사의 ACECA-6
4) 카본블랙(C/B): Evonic 사의 HI Black 50L (20nm)
5) Cu Nano Powder: US Research Nanomaterials사의 Cu Nano Powder(Cu 99.9wt%, 70nm)
6) BaSO4: 코츠사의 KCB-01
7) Talc: 코츠사의 SA-400
8) 탄산칼슘: 옴야사의 Omyacarb-10
9) 산화방지제: 산화방지제로 CIBA chemical의 IRGANOX1010
10) 윤활제: PE-Wax를 라이언켐텍 사의 LC-102N
11) 상용화제: 현대EP사의 GE-270
실험예 1: 물성 측정
실시예 1 및 비교예 1 ~ 10에서 제조한 펠렛을 70ton 프레스(press) 이용하여 물성 측정을 위한 시편을 준비하고, 이를 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후, 하기 물성 평가법에 따라 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 비중 측정: 비중계를 이용하여 측정하였다.
(2) 인장강도 측정: ASTM D790에 의해 200 mm/min 조건으로 평가하였으며, 단위는 kgf/cm2이다.
(3) 전자파 차폐 측정: 샘플을 23℃, EMI D257에 준하여 30MHz~1.5GHz에서, 바람직하게는 510 ~ 108MHz 범위이며, 1t 두께의 샘플(6X6)에 대한 전자파 차폐 성능을 측정하였으며, 단위는 dB이다.
(4) 투과손실 측정: ASTM E 2611에 의해 관내법으로 125 ~ 6300Hz 범위에서 측정하였으며, 단위는 dB이다.
물성측정 결과
항목 목표값 실시예 비교예
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
비중 1.6이하 1.5 1.2 1.4 1.5 1.7 1.5 1.6 1.4 1.5 1.5 1.5
인장강도 60kgf/cm2 이상 72 115 98 35 20 78 55 83 76 66 86
전자파 차폐(S.E.) 60dB 이상 64 64 5 58 58 48 68 58 57 58 59
투과손실(TL) 20dB 이상 20.8 5 17.2 21.5 26.1 19.8 21.2 15.4 20.5 21.6 19.6
상기 표 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1은 탄소섬유와 구리 나노 파우더를 포함함으로써, 전자파 차폐 성능이 60 dB 이상이면서, 인장강도는 60 kgf/cm2 이상을 만족하며, 차음 성능인 투과손실이 20dB 이상의 차음재를 획득할 수 있었다. 참고로, 차량에 적용되는 차음재의 인장강도는 내장부품 성형시의 PRESS 압력과 실제 사용시의 다양한 하중조건, 내구성을 견딜 수 있어야 하므로 최소 60 kgf/cm2 이상의 범위를 만족시켜야 한다.
하지만, 탄소섬유를 포함하더라도 구리 나노 파우더를 포함하지 않은 비교예 7 ~ 10의 경우 전자파 차폐 성능이 60 dB을 만족시키지 못하였을 뿐만 아니라 차음 성능도 떨어졌다.
아울러, 비교예 1와 같이 탄소섬유를 다량으로 포함하는 경우 차음 성능을 확연히 떨어짐을 확인할 수 있으며, 비교예 2의 경우 탄소섬유를 전혀 사용하지 않은 경우로서 차음재의 전자파 차폐 성능은 매우 저조하였고, 비교예 3은 폴리에틸렌(PE)를 주기재로 하는 경우로서 인장강도 등의 기계적 물성이 떨어짐을 확인할 수 있다. 또한 비교예 4 및 5의 경우 구리 나노 파우더가 본 발명에서 사용하는 사용량에서 벗어나는 경우 전자파 차폐 및 차음 성능을 만족할 수 없음을 알 수 있다.
다시 말해 본 발명은 전자파 차폐 기능을 부여하기 위해 탄소섬유를 사용하되, 구리 나노 파우더를 더 포함하는 경우, 탄소섬유의 단독 사용하는 경우와 대비하여 전차파 차폐 성능이 더욱 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 차음재 조성물은 일정 수준의 비중을 갖으면서도, 인장강도의 기계적 물성이 적합하고, 차음 성능(Noise, Vibration, Harshness)과 전자파 차폐 특성을 모두 보유한 기능성 차음재를 제공할 수 있다.
실시예 2: 전자파 차폐 카페트
상기 실시예 1을 이용하여 제조한 전자파 차폐 차음재를 포함하는 전자파 차폐 카페트를 도 3의 종래의 공정에 따라 제조하였다. 이러한 공정은 종래에 알려진 것이다. 상기 카페트는 N/P 100 g, 전자파 차폐 차음재 1400 g을 포함하는 것으로 도 4(a)와 같은 구성을 갖는다.
비교예 11: 일반 카페트
실시예 2와 동일하되, 실시예 1을 이용하여 제조한 전자파 차폐 차음재를 포함하지 않으며, 도 4(b)와 같은 구성을 갖는다.
실험예 2: 차음 성능 평가
상기 실험예 1과 동일한 방법으로 투과손실 측정을 측정하여, 그 결과를 도 5에 나타냈다.
도 5를 살펴보면, 전자파 차폐 차음재를 부가한 실시예 2는 그렇지 않은 비교예 11와 대비하여 동등 또는 유사 정도의 차음 성능을 보이고 있었다.
실험예 3: 협대역 전자파 방사 시험
실시예 2 및 비교예 11에서 제조한 전자파 차폐 카페트를 실제 자동차에 적용하여 하기 표 3에 나타낸 IEC CISPR12에서 제정한 평가법로서 국내 전자파 적합성 방법 중 협대역평가법을 이용하여 전자파 차단 성능을 측정하고, 그 결과를 도 7에 나타냈다. 참고로, 도 6은 광대역, 협대역 전자파 허용기준을 그래프로 나타낸 것이다.
구구 분 (Anechoic Chamber: 무반사실) 평가법
IEC
CISPR 12
Figure 112015122486508-pat00001
(1) 전자파 적합성 시험 국제규격:

국제전기기술위원회(IEC) 산하와 민간 전문가들로 구성된 기술위원회(TC, Technical Committee) 77과 국제무선장해특별위원회(CISPR, International Special Committee on Radio Interference)에서 제정

(2) 국내 전자파적합성 시험방법:

   「자동차 안전기준에 관한 규칙 제 111조의 2 및 동법    자동차 안전기준 시행세칙 제41항 전자파 적합성 시험」

- 협대역전자파방사시험 : 시험자동차를 기어 중립, Ignition key On 상태에서 실시, 측정거리는 자동차에 따라 10m, 3m로 나누어지며 안테나 극성을 변경하면서 자동차 중심의 좌측 및 우측에서 측정, 시험주파수는 30 MHz ∼ 1 GHz임.

- 광대역 전자파방사시험: 내연기관일 경우 기어중립 및 1,500 rpm 상태에서, EV/FCEV의 경우는 정속 40 km/h 주행상태에서 실시 각종 전장품을 최대부하 조건으로 실시하는 것을 제외하면 나머지 방법은 협대역 전자파방사시험과 동일함.
Figure 112015122486508-pat00002
도 7은 협대역 전자파 방사시험의 결과로서, 30MHz ~ 1GHz 구간을 살펴보면 실시예 2는 비교예 11과 대비하여 차량에 차폐 성능이 부여된 것을 확인할 수 있다.
실험예 4: 인체의 유해성 평가(자기장 노출 평가)
상기 실시예 2와 비교예 11의 카페트가 장착된 차량에 대하여, 도 8에 나타낸 국제 가이드라인 평가 기준에 따라 EMF는 Electromagnetic Field(s)의 전기자기장 혹은 전자기장이라고 표현하는 전자기파의 Wave가 파동적인 면 즉, 주위로 퍼져 나가는 현상을 의미한다면, Field(s)는 공간에 분포하여 주위에 미치는 어떤 힘을 강조한다. 인체는 EMF 라는 외부의 힘에 대해 다양한 형태의 반응을 일으키게 되는데, 자극 작용, 자기장 노출 평가를 하여 인체의 유해성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
No. 측정조건1 측정조건2 측정조건3 측정값  (%)
H(머리부분) C(힙부분) B(바닥부분)
1 비교예 11 Point1 시동 On 상태 0.19 0.38 0.78
에어컨 On 시작 0.19 0.39 5.39
2 Point2 시동 On 상태 0.19 0.39 0.35
에어컨 On 시작 0.19 0.39 0.85
7 실시예 2 Point1 시동 On 상태 0.19 0.39 1.09
에어컨 On 시작 0.19 0.41 7.75
8 Point2 시동 On 상태 0.19 0.39 0.36
에어컨 On 시작 0.19 0.40 0.83
* Point는 도 8의 사진에 도시된 부위를 의미함.
상기 표 4의 결과를 살펴보면, 비교예 11은 차량 기본 상태로서, 인체의 유해성 평가 측정값에서 0.19 ~ 5.39%의 수치를 나타내었는데, 실시예 2의 경우 전자파 차폐 카페트를 적용한 경우 측정값이 0.19 ~ 7.75%을 나타냈으며, 그 유해성 정도가 동등 또는 유사한 정도를 나타내고 있었다.
다시 말해, 본 발명에 따른 전자파 차폐 차음재를 적용하는 경우 종래의 차음재와 대비하여 동등 또는 유사한 정도의 차음 성능을 갖고, 인체에 유해하지 않으면서 전자파 차폐 효능까지 겸비하여, 고성능 전자부품이 차량에 다량 도입될 수 있다.

Claims (6)

  1. 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 또는 폴리에틸렌(PE) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 차음 주기재 100 중량부;
    차음을 위한 황산바륨 65 ~ 70 중량부 및 탈크 15 ~ 25 중량부;
    전자파 차폐를 위한 평균 길이가 5 ~ 7 mm인 탄소섬유 25 ~ 35 중량부 및 평균 입자 크기가 60 ~ 80 nm인 구리 나노 파우더 5 ~ 9 중량부;를 포함하는 차음재 조성물로 이루어진 하나의 층인 차음재를 포함하고,
    상기 차음재는 비중이 1.6 이하, 인장강도 60 kgf/cm2 이상, 투과손실 20 dB 이상, 전자파 차폐율60dB 이상인 전자파 차폐 카페트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차음재 조성물은 카본블랙, 탄산칼슘, 산화방지제, 윤활제, 및 상용화제를 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 카페트.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 카본블랙의 평균 입자 크기는 15 ~ 20 nm인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 카페트.
  5. 삭제
  6. 삭제
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JP2009283926A (ja) * 2008-04-23 2009-12-03 Two-One:Kk 柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物および成形方法
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