KR102146181B1 - 절곡 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재는 1) 성형품으로 되는 기재; 2) 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%가 혼합되어 이루어지는 부직포; 3) 상기 기재와 부직포 사이에 배치되고, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막;을 포함하되, 상기 절곡 금속박막은 대각선으로 배열하여 기재의 가장자리와 바인더로서 접착되며, 상기 부직포의 가장자리와 절곡 금속박막은 열접착으로 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법은 1) 성형품으로 되는 기재, 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합된 부직포, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막을 각각 준비하는 제 1단계; 2) 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막을 대각선으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열접착시키는 제 2단계; 3) 상기 제 2단계에서 부직포의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막에 상기 제 1단계에서 준비된 기재의 가장자리를 바인더로써 접착시켜 차폐재를 제조하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 의하면, 절곡 금속박막의 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열 융착시킨 후에 성형품으로 된 기재(Base)의 가장자리에 바인더로 부착시켜 성형함으로써 외부 충격 등을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 저주파대역에서 경량, 고효율, 고강도, 저비용으로 제조할 수 있는 등의 여러 장점이 있다.
또한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법은 1) 성형품으로 되는 기재, 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합된 부직포, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막을 각각 준비하는 제 1단계; 2) 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막을 대각선으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열접착시키는 제 2단계; 3) 상기 제 2단계에서 부직포의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막에 상기 제 1단계에서 준비된 기재의 가장자리를 바인더로써 접착시켜 차폐재를 제조하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 의하면, 절곡 금속박막의 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열 융착시킨 후에 성형품으로 된 기재(Base)의 가장자리에 바인더로 부착시켜 성형함으로써 외부 충격 등을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 저주파대역에서 경량, 고효율, 고강도, 저비용으로 제조할 수 있는 등의 여러 장점이 있다.
Description
본 발명은 절곡(折曲) 금속박막(薄膜)과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 절곡된 금속박막이 기재(Base)의 수축 팽창시 금속박막의 찢김을 방지하기 위해 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열 융착시킨 후에 성형품으로 된 기재 가장자리에 바인더(Binder)로 부착시켜 성형함으로써 외부 충격 등을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 저주파대역에서 경량, 고효율, 고강도, 저비용으로 제조할 수 있는 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 항공기, 자동차, 선박에 설치되는 각종 전자기기는 편의성, 고급화, 경량화, 슬림화, 하이브리드화 등과 같은 특성에 따른 개발로 인해 다량의 전장(電裝)부품이 채용되고 있다. 그러나 이들 기기로부터 유해 전자파가 다량 방출되고, 이로 인해 각종 전자기기의 오작동 및 안전사고 발생 등이 사회문제로 대두되고 있는 실정이다. 이러한 전자파 차폐를 목적으로 경량화된 고분자 복합소재에 탄소, 금속, 세라믹 등의 소재를 첨가하여 전자파를 차폐하는 새로운 기능성을 갖는 복합소재들이 연구되고 있다.
이와 관련한 종래기술로서, 하기 특허문헌 01은 “0.6-6.0㎛의 평균 직경을 가진 PET 파이버를 용매에 분산시킨 후 건조시키고 열프레스하여, 평균 포어사이즈가 1.0-10㎛ 이고 두께가 6-35㎛인 PET 부직포 기재를 제조하는 단계; 및 상기 PET 부직포 기재의 일면 또는 양면에 도전성 금속층을 형성하는 단계;를 포함하는 전자파 차폐막의 제조방법”이 개시되어 있다. 그러나 상기 발명은 PET 파이버의 분산을 위한 용매의 사용 및 도전성 금속층 코팅에 따른 환경오염, 공정 복잡 및 제조비가 고가인 문제점이 있고, 저주파대역에서 차폐율도 매우 낮다.
하기 특허문헌 02에는 “310℃에서의 용융점도가 20 Pa·s 이하인 용융 액정 형성성 전체 방향족 폴리에스테르를 사용하여 형성되고,
(A) 평균 섬유직경이 0.1∼5㎛인 것, (B) 부직포 중에 존재하는 필름상물이 2 개 이하/1㎟인 것, (C) 세로 방향의 열단길이가 10km 이상 또한, 가로 방향의 열단길이가 6km 이상인 것, (D) 겉보기 중량이 1.0∼15g/㎡인 것, (E) 두께가 5∼50㎛인 것, (F) 통기도가 300cc/㎠/초 이하인 것을 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 멜트블로우 부직포 상에 형성된 금속 피막을 구비하는 도전성 부직포”가 개시되어 있다. 그러나 상기 발명은 금속 피막 사용에 따른 환경오염, 공정 복잡 및 제조비가 고가인 문제점이 있고, 저주파대역에서 차폐율도 매우 낮다.
하기 특허문헌 03에는 “합금박, 금속박, 고분자 필름, 직포 또는 부직포 등의 소재로 된 기재; 및 이원 합금 또는 삼원 합금으로 이루어져 있으며 표면에 미세 돌기가 형성되어 있는 초박막 흡수체층을 포함하는 전자파 흡수·차폐재”가 개시되어 있으나, 상기 발명은 10MHz∼1GHz의 고주파수 대역에서의 전자파 차폐 효율이 유용할 뿐이고, 차폐재의 구조가 복잡하여 제조비용이 고가인 단점이 있다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 전자파 차폐재는 모두 외부 충격에 약하여 금속층 또는 금속박이 쉽게 찢어질 뿐만 아니라, 초박막형의 경량으로 제조하기 어려우며, 특히, 저주파 대역에서 전자파 흡수 및 차폐 효율도 기대에 미치지 못하기 때문에 경박단소(輕薄短小) 및 집적화(集積化)되는 각종 전자 및 통신 기기에 폭넓게 활용되기에는 한계가 있다는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 저주파대역에서 전자파 차폐재의 제조를 위한 기술개발의 필요성이 절실한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 상술한 문제점 및 어려움을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 절곡(折曲)된 금속박막이 기재(Base)의 수축 팽창시 금속박막의 찢김을 방지하기 위해 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열 융착시킨 후에 성형품으로 된 기재(Base)의 가장자리에 바인더로 부착시켜 성형함으로써 외부 충격 등을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 저주파대역에서 경량, 고효율, 고강도, 저비용으로 제조할 수 있는 전자파 차폐재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 성형품으로 되는 기재; 2) 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%가 혼합되어 이루어지는 부직포; 3) 상기 기재와 부직포 사이에 배치되고, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막;을 포함하되, 상기 절곡 금속박막은 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 기재의 가장자리에 바인더로서 접착되며, 상기 부직포의 가장자리와 절곡 금속박막은 열접착으로 부착되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 전자파 차폐재를 제조하기 위한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법을 제공한다.
한편, 본 발명에 의한 그 밖의 구체적인 과제의 해결수단은 발명의 상세한 설명에 기재되어 있다.
본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 의하면, 절곡 금속박막의 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열 융착시킨 후에 성형품으로 된 기재(Base)의 가장자리에 바인더(Binder)로 부착시켜 성형함으로써 외부 충격 등을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 저주파대역에서 경량, 고효율, 고강도, 저비용으로 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 금속박막, 부직포 및 고분자 필름을 갖는 전자파 차폐재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 중 절곡된 금속박막의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 중 절곡된 금속박막이 대각선 방향으로 배열된 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 금속박막, 부직포 및 고분자 필름을 갖는 전자파 차폐재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 중 절곡된 금속박막의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 중 절곡된 금속박막이 대각선 방향으로 배열된 것을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 해당 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 및 세부적인 구성은 설명을 위해 단순화되었다. 그리고 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들임을 참고하여야 한다.
아래에서는 전자파 차폐재에 사용될 수 있는 것으로써 본 실시예의 전자파를 차폐시킬 수 있는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재와 관련하여 그 제조방법 및 그 구조와 함께 세부적인 특징을 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 이외에도 전자파 차폐를 필요로 하는 다양한 장치 및 기기에 제한 없이 이용될 수 있음은 물론이다.
첨부된 도 1 내지 도 4에는 본 발명에 의한 금속박막과 부직포를 갖는 전차파 차폐재 및 그 제조방법을 설명하기 위한 차폐재의 개략적인 도면 및 확대 단면도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법은 1) 성형품으로 되는 기재, 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합된 부직포, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막을 각각 준비하는 제 1단계; 2) 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막의 절곡된 선을 대각선 방향으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열접착시키는 제 2단계; 3) 상기 제 2단계에서 부직포의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막에 상기 제 1단계에서 준비된 기재의 가장자리를 바인더로써 접착시켜 차폐재를 제조하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 제 1단계는 본 발명에 의한 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법을 위한 준비단계로서, 성형품으로 되는 기재(10), 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합된 부직포(30), 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막(20)을 각각 준비하는 단계이다.
더욱 상세히 설명하면, 제조하고자 하는 여러 가지 형태의 차폐재에 따라, 기재(10)로서 사용될 수 있는 성형품을 제조할 수 있는 물질이면 모두 가능하다. 그 중에서 섬유강화플라스틱(FRP), 시트몰딩컴파운드(SMC), 벌크몰딩컴파운드(BMC), 열가소성수지 중에서 선택되는 어느 하나로 성형되는 것이 바람직하다.
또한 외부 충격으로부터 차폐재의 내부 구조물을 안전하게 보호하기 위한 수단으로서, 융점이 110~180℃인 저융점의 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고융점의 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합하여 부직포(30)를 준비한다. 특히, 상기 저융점의 고분자섬유(b-1) 40~60중량%, 고융점의 고분자섬유(b-2) 40~60중량%의 비율로 혼합하는 경우가 제일 바람직한 효과를 얻을 수 있다. 이때 저융점의 고분자섬유(b-1) 함량이 30중량% 미만이면 열성형성이 저하되고, 80중량%를 초과하면 열성형성은 우수하나 열안정성이 낮아지는 단점이 있다. 이와 반대로 고융점의 고분자섬유(b-2) 함량이 20중량% 미만이면 유연성이 증가하여 강도가 약해지고, 70중량%를 초과하면 강도는 향상되나 유연성이 부족하여 전반적으로 가공성이 취약한 단점이 있다.
그리고 상기 부직포(30)의 중량은 200~1,200g/㎡의 범위가 바람직한데, 그 중량이 200g/㎡ 미만이면 강도가 저하되고, 1,200g/㎡을 초과하면 중량이 증가하여 가공성이 취약해진다.
나아가 저융점의 고분자섬유(b-1)와 고융점의 고분자섬유(b-2)의 섬유경은 2d~25dtx의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 섬유경이 2d 미만이면, 제조원가가 상승하게 될 뿐만 아니라 강도가 약해지고, 25dtx을 초과하면 유연성이 부족하여 가공성이 나빠지는 문제가 발생한다.
한편, 상기 절곡 금속박막(20)으로서는 여러 가지 종류의 것이 열거될 수 있으나, 그 중에서 절곡된 구리(Cu), 니겔(Ni), 알루미늄(Al) 박막 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 절곡 금속박막(20)의 높이(A)는 0.7~1.2㎝가 바람직한데, 그 높이가 0.7㎝ 미만이면 절곡 공정이 복잡하고, 1.2㎝를 초과하면 절곡되어 겹친 부분이 넓어져 접착도가 떨어지고, 차폐재의 부피가 증가하게 된다.
제 2단계는 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막(20)을 대각선으로 배열하여 부직포(30)의 가장자리에 열접착시키는 단계이다. 상기 부직포(30)의 가장자리에 열을 가하면 부직포가 녹아 절곡 금속박막(20)에 쉽게 접착시킬 수 있게 된다. 이렇게 하여 도 3에서 나타난 것처럼 부직포(30)의 가장자리(진하게 표시된 부분)만이 절곡 금속박막(20)과 접착될 뿐이고, 나머지 중간 부분은 서로 접착되지 않은 채로 되어 있다. 나아가 도 4에서처럼 절곡 금속박막(20)이 직선이 아닌 대각선으로 배열되어 있으므로 이를 통하여 기재의 수축, 팽창, 외부 충격 등에 의해 금속박막의 찢김을 방지하여 차폐기능을 유지할 수 있게 된다. 이때 상기 절곡 금속박막(20)의 두께는 0.01~0.3㎜의 것이 바람직한데, 그 두께가 0.01㎜미만일 경우에는 강도가 저하되는 문제가 발생하고, 0.3㎜를 초과할 경우에는 중량이 증가하여 가공성이 저하된다. 또한 상기 부직포(30) 가장자리의 접합부분(진하게 표시된 부분)의 폭(B)은 0.7~1.2㎝가 바람직한데, 그 폭이 0.7㎝ 미만이면 공정이 복잡해지고, 1.2㎝를 초과하면 절곡 금속박막(20)의 접착면적이 커져 차폐재의 전체적인 부피가 증가하게 된다.
제 3단계는 상기 제 2단계에서 부직포(30)의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막(20)에 상기 제 1단계에서 준비된 기재(10)의 가장자리를 바인더(40)로써 접착시켜 전자파 차폐재를 제조하는 단계이다. 더 상세히 설명하면, 상기 절곡 금속박막(20)과 기재(10)를 견고하게 결합시키기 위하여 바인더(Binder)를 사용하거나 초음파 또는 고주파 융착시킬 수 있는데, 그 중에서 접착력이 우수한 에폭시수지를 바인더(40)로서 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 도 3에서 나타난 것처럼 기재(10)의 상부 가장자리(진하게 표시된 부분)만이 절곡 금속박막(20)과 접착될 뿐이고, 나머지 중간 부분은 서로 접착되지 않은 채로 되어 있으므로 이를 통하여 기재의 수축, 팽창, 외부 충격등에 의해 내부 구조물을 안전하게 보호할 수 있게 된다. 또한 상기 기재(10) 가장자리의 접합부분(진하게 표시된 부분)의 폭(B)은 0.7~1.2㎝가 바람직한데, 그 폭이 0.7㎝ 미만이면 공정이 복잡해지고, 1.2㎝를 초과하면 절곡 금속박막(20)의 접착면적이 커져 차폐재의 전체적인 부피가 증가하게 된다.
위와 같이 제 1단계 내지 제 3단계를 차례대로 수행한 후에 성형된 차폐재에 그 가장자리나 구석 등의 돌출된 미세한 부분을 칼 등 제거수단을 이용하여 트리밍(trimming)함으로써 완성품인 차폐재를 제조할 수 있게 된다.
나아가 전자파 차폐재는 사용 또는 보관 중에 외부로부터 수분, 유분 및 반응성 화합물 등의 유입에 의하여 절곡 금속박막(20)의 부식이 발생하여 품질이 저하되는 문제가 생길 수도 있는데, 이를 방지하기 위하여 [도 2]와 같이 상기 부직포(30) 위에 내화학성의 고분자 필름(50)을 형성시켜 적용할 수 있다. 이때 상기 고분자 필름(50)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 각 단계의 공정을 계속하여 수행함으로써 전자파 차폐재는 각 구성층 간의 결합에 의하여 비교적 견고하게 결합됨으로써 외부 충격을 흡수하여 내부 구조물을 안전하게 보호할 뿐만 아니라 경량이면서 강도 등 기계적 특성이 우수한 제품을 간간한 방법으로 저렴하게 제조할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기의 제조방법에 의하여 [도 1]과 같이, 1) 성형품으로 되는 기재(1); 2) 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%가 혼합되어 이루어지는 부직포(30); 3) 상기 기재와 부직포 사이에 배치되고, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막(20);을 포함하되, 상기 절곡 금속박막은 대각선으로 배열하여 기재와 바인더로서 접착되며, 상기 부직포의 가장자리와 절곡 금속박막은 열접착으로 부착되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재를 제조할 수 있게 된다.
나아가 전자파 차폐재는 사용 또는 보관 중에 외부로부터 수분, 유분 및 반응성 화합물 등의 유입에 의하여 절곡 금속박막(20)의 부식이 발생하여 품질이 저하되는 문제가 일어날 수도 있는데, 이를 방지하기 위하여 [도 2]와 같이 상기 부직포(30) 위에 내화학성의 고분자 필름(50)을 형성시켜 적용할 수 있다. 이때 상기 고분자 필름(50)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예 및 도면을 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
<실시예 1>
본 발명에 의한 전자파 차폐재를 다음과 같은 공정에 따라 제조할 수 있었다.
0.03㎜ 두께, 1.0㎝ 높이의 절곡 Al박막을 대각선으로 배열하여 중량 400g/㎡, 0.3㎜ 두께의 부직포{배합비 : 융점이 160℃이며 섬유경이 6D(데니어)인 저융점 PET 섬유(b-1)가 55w% 적용되고, 융점이 230℃이며 섬유경이 10D인 고융점 PET 섬유(b-2)가 45w% 적용}의 가장자리에 1.0㎝ 폭으로 열접착한 후에 이를 두께 3.0㎜의 SMC의 가장자리에 1.0㎝ 폭으로 에폭시 바인더를 이용하여 접합시켜 3.34㎜의 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 비교하여 저융점 PET 섬유(b-1)가 55w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 45w% 적용하는 대신에 저융점 PET 섬유(b-1)가 30w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 70w% 적용하는 점만 다를 뿐 나머지는 동일하게 하여 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1과 비교하여 저융점 PET 섬유(b-1)가 55w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 45w% 적용하는 대신에 저융점 PET 섬유(b-1)가 15w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 85w% 적용하는 점만 다를 뿐 나머지는 동일하게 하여 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실시예 4>
실시예 1과 비교하여 저융점 PET 섬유(b-1)가 55w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 45w% 적용하는 대신에 저융점 PET 섬유(b-1)가 85w%, 고융점 PET 섬유(b-2)가 15w% 적용하는 점만 다를 뿐 나머지는 동일하게 하여 전자파 차폐재를 제조하였다.
<비교예 1>
냉간압연강판(SPCC)을 사용하여 두께 0.75㎜의 전자파 차폐재를 제조하였다.
<비교예 2>
수지필름, 금속섬유얀, 박막알루미늄, 금속섬유얀, 수지필름이 차례대로 적층시킨 후 수지필름을 용융시킨 후 프레스 금형의 펀치로 압착시켜 용융수지를 경화시킨 다음 성형하여 박막알루미늄을 이용한 두께 3.0㎜의 전자파 차폐재를 제조하였다.
<비교예 3>
1) 유리섬유를 차폐재의 크기 및 형상에 맞게 적절한 크기로 절단하여 제1 유리섬유층 및 제2 유리섬유층으로 하였다.
2) 알루미늄막박에 접착제가 도포된 알루미늄 테이프(폭 10㎝)를 구입하여 일정 크기로 절단된 유리섬유 ?h매트(Glass Chopped Mat, 450g/㎡)에 상,하로 서로 일치하지 않고 엇갈리게 부착시켜 폭 2㎝의 중첩부(A)가 형성된 복합재층을 형성하였다.
3) 80℃로 가열된 금형 위에 상기 제1 유리섬유층, 복합재층, 제2 유리섬유층을 차례로 셋팅한 후에 불포화폴리에스테르수지 70중량부와 이형제인 스테아린산아연 2중량부, 착색제 4중량부, 경화제인 BPO(함량 50%) 2중량부가 혼합된 컴파운드를 투입하여 70㎏f/㎠의 압력으로 5분간 경화시켜 성형한 후 몰드에서 탈형하고 트리밍하여 두께 3㎜의 전자파 차폐재를 제조하였다.
<실험예 1> 전자파 차폐율
실시예 1 ~ 4 및 비교예 1, 2, 3에서 제조된 전자파 차폐재를 기준시편(29.7㎜×21.0㎜)으로 만들어 차폐율을 국제적으로 가장 많이 사용되는 표준측정방법인 IEEE-Std-299에 따라 측정하고, 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
| 단위 | 600kHz | 700kHz | 900kHz | 1100kHz | 1300kHz | 1400kHz | |
| 실시예 1 | dB | 26.4 | 27.3 | 28.1 | 29.3 | 30.2 | 31.1 |
| 실시예 2 | dB | 26.3 | 27.2 | 28.0 | 29.2 | 30.0 | 30.9 |
| 실시예 3 | dB | 26.5 | 27.2 | 27.5 | 29.1 | 29.9 | 30.7 |
| 실시예 4 | dB | 26.2 | 27.2 | 27.3 | 29.0 | 29.7 | 30.6 |
| 비교예 1 | dB | 27.7 | 28.2 | 29.4 | 30.6 | 31.2 | 31.9 |
| 비교예 2 | dB | 24.8 | 25.3 | 26.5 | 27.5 | 28.2 | 28.8 |
| 비교예 3 | dB | 26.3 | 26.9 | 27.8 | 29.1 | 29.7 | 30.4 |
<실험예 2> 기계적 물성
실시예 1~4 및 비교예 2, 3에서 제조된 전자파 차폐재를 KSM 3015(열경화성 플라스틱의 일반시험방법)에 의한 굴곡강도 등 기계적 물성을 측정하고, 또한 바콜경도(Barcol Hardness) 및 중량을 측정하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
| 굴곡강도 (MPa) |
인장강도 (MPa) |
바콜경도 (-) |
중량 (g/㎡) |
|
| 실시예 1 | 107.4 | 78.5 | 40.4 | 2,100 |
| 실시예 2 | 109.5 | 79.5 | 40.1 | 2,103 |
| 실시예 3 | 110.2 | 79.0 | 40.1 | 2,102 |
| 실시예 4 | 105.3 | 74.8 | 39.0 | 2,104 |
| 비교예 1 | - | - | - | 6,096 |
| 비교예 2 | 75.6 | 57.1 | 25.1 | 4,465 |
| 비교예 3 | 91.8 | 66.3 | 35.7 | 3,508 |
※ 바콜경도는 바콜경도계 GYZJ 934-1에 의하여 측정한 것임.
<실험결과 분석>
실시예 1~4 및 비교예 1~3의 실험결과인 [표 1], [표 2]로부터 본 발명의 실시예 1, 2에 의한 전자파 차폐재는 비교예 2, 3의 전자파 차폐재와 비교하여, 차폐재의 적층 구조 간단하여 경량임을 알 수 있다. 또한 비교예 2의 전자파 차폐재와 비교하여 굴곡강도 등 기계적 특성이 성형상 기능에 알맞은 수치를 나타내었고, 차폐율에서도 매우 뛰어난 장점이 있음을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1에 의한 전자파 차폐재는 주파수 700~1400kHz의 저주파대역에서 차폐율이 비교예 1의 냉간압연강판(SPCC)을 사용하여 제조한 차폐재보다도 훨씬 경량(輕量)이면서도 차폐율이 거의 비슷한 수준이었다. 나아가 기재(10) 및 부직포(30)의 가장자리만이 절곡 금속박막(20)과 각각 부착되어 있고, 절곡 금속박막(20)이 직선이 아닌 대각선 방향으로 배열되어 있으므로 기재의 수축, 팽창, 외부 충격 등에 의해 금속박막의 찢김을 방지하여 우수한 차폐기능을 유지할 수 있었다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것에 해당되며, 당해기술이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해지는 것임은 자명하다 할 것이다.
100 : 차폐재 10 : 기재
20 : 절곡 금속박막 30 : 부직포
40 : 바인더 50 : 고분자 필름
A : 절곡 금속박막의 높이 B : 접합부분
20 : 절곡 금속박막 30 : 부직포
40 : 바인더 50 : 고분자 필름
A : 절곡 금속박막의 높이 B : 접합부분
Claims (10)
1) 성형품으로 되는 기재;
2) 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%가 혼합되어 이루어지는 부직포;
3) 상기 기재와 부직포 사이에 배치되고, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막;을 포함하되,
상기 절곡 금속박막은 대각선으로 배열하여 기재의 가장자리와 바인더로서 접착되며,
상기 부직포의 가장자리와 절곡 금속박막은 열접착으로 부착되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
2) 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%가 혼합되어 이루어지는 부직포;
3) 상기 기재와 부직포 사이에 배치되고, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막;을 포함하되,
상기 절곡 금속박막은 대각선으로 배열하여 기재의 가장자리와 바인더로서 접착되며,
상기 부직포의 가장자리와 절곡 금속박막은 열접착으로 부착되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
제 1항에 있어서,
상기 기재는 섬유강화플라스틱(FRP), 시트몰딩컴파운드(SMC), 벌크몰딩컴파운드(BMC) 중에서 선택되는 어느 하나로 성형되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
상기 기재는 섬유강화플라스틱(FRP), 시트몰딩컴파운드(SMC), 벌크몰딩컴파운드(BMC) 중에서 선택되는 어느 하나로 성형되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
제 2항에 있어서,
상기 고분자 섬유(b-1)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 고분자 섬유(b-2)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 상기 고분자 섬유(b-1)와 고분자 섬유(b-2)의 섬유경은 2D~25Dtx이며,
상기 부직포는 중량 200~1200g/㎡, 두께 0.2~3.0㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
상기 고분자 섬유(b-1)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 고분자 섬유(b-2)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 상기 고분자 섬유(b-1)와 고분자 섬유(b-2)의 섬유경은 2D~25Dtx이며,
상기 부직포는 중량 200~1200g/㎡, 두께 0.2~3.0㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
제 3항에 있어서,
상기 절곡 금속박막은 두께가 0.01~0.3㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
상기 절곡 금속박막은 두께가 0.01~0.3㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 부직포의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 고분자 필름이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
상기 부직포의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 고분자 필름이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재.
1) 성형품으로 되는 기재, 융점이 110~180℃인 고분자섬유(b-1) 30~80중량%, 융점이 200~240℃인 고분자섬유(b-2) 20~70중량%를 혼합된 부직포, 구리, 니켈, 알루미늄 박막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 절곡 금속박막을 각각 준비하는 제 1단계;
2) 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막을 대각선으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열접착시키는 제 2단계;
3) 상기 제 2단계에서 부직포의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막에 상기 제 1단계에서 준비된 기재의 가장자리를 바인더로써 접착시켜 차폐재를 제조하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
2) 상기 제 1단계에서 준비된 절곡 금속박막을 대각선으로 배열하여 부직포의 가장자리에 열접착시키는 제 2단계;
3) 상기 제 2단계에서 부직포의 가장자리가 열접착된 절곡 금속박막에 상기 제 1단계에서 준비된 기재의 가장자리를 바인더로써 접착시켜 차폐재를 제조하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 제 1단계의 기재는 섬유강화플라스틱(FRP), 시트몰딩컴파운드(SMC), 벌크몰딩컴파운드(BMC) 중에서 선택되는 어느 하나로 성형되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
상기 제 1단계의 기재는 섬유강화플라스틱(FRP), 시트몰딩컴파운드(SMC), 벌크몰딩컴파운드(BMC) 중에서 선택되는 어느 하나로 성형되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 제 1단계의 고분자 섬유(b-1)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 고분자 섬유(b-2)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 상기 고분자 섬유(b-1)와 고분자 섬유(b-2)의 섬유경은 2D~25Dtx이며, 상기 부직포는 중량 200~1200g/㎡, 두께 0.2~3.0㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
상기 제 1단계의 고분자 섬유(b-1)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중에서 선택된 어느 하나이며, 상기 고분자 섬유(b-2)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 상기 고분자 섬유(b-1)와 고분자 섬유(b-2)의 섬유경은 2D~25Dtx이며, 상기 부직포는 중량 200~1200g/㎡, 두께 0.2~3.0㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
제 8항에 있어서,
상기 절곡 금속박막은 두께가 0.01~0.3㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
상기 절곡 금속박막은 두께가 0.01~0.3㎜인 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
제 6항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 부직포의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 고분자 필름이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
상기 부직포의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 고분자 필름이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 금속박막과 부직포를 갖는 전자파 차폐재의 제조방법.
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