KR102207956B1 - 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특정의 금속 조성에 의한 케이블을 통하여 전계 및 자계의 차폐 성능을 크게 향상시키며, 특정 절연 조성의 절연체를 통해 외부 노이즈의 유입 방지를 현저히 향상시킬 수 있어 뛰어난 음질과 음색을 제공할 수 있는 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 중심 도체인 코어와, 절연층, 및 편조선을 포함하는 오디오케이블의 제작 방법에 있어서, 중심 도체인 코어를 마련하는 코어 마련 단계; 상기 마련된 코어 외측에 세라믹 성분 함유의 수지 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 및 상기 절연층 형성 단계에서 형성된 절연층의 외측에 편조선을 형성하는 편조선 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오케이블 제작 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정의 금속 조성에 의한 케이블을 통하여 전계 및 자계의 차폐 성능을 크게 향상시키며, 특정 절연 조성의 절연체를 통해 외부 노이즈의 유입 방지를 현저히 향상시킬 수 있어 뛰어난 음질과 음색을 제공할 수 있는 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 관한 것이다.
일반적으로 오디오 케이블은 보통 보호 피복(절연체)이나 외장 안에 하나 이상의 전선이나 광섬유의 묶음이 절연된 상태로 내장되어 있으며, 전선은 높은 전도도와 전기저항이 적고, 견인강도가 요구되므로 1 ~ 5㎜ 정도의 구리선을 몇 줄 내지 몇십 줄을 한데 꼬은 동연선(銅撚線)이나, 중심부에 강철선을 꼬아 넣고 둘레에는 알루미늄선을 사용한 강심(鋼心) 알루미늄선을 사용하고 있으며, 275만V의 초고압 송전선에서는 이 같은 도체를 다시 몇 가닥 다발로 만든 복도체 방식(複導體方式)이 주류를 이루고 있다.
이러한 케이블은 용도에 따라 전력용 케이블과 정보 통신분야의 제어용 케이블 등으로 사용되고 있으며, 제어용 케이블의 경우에는 외부로부터 발생되는 전자기파 및 정전기에 의해 케이블 내의 전기 신호 등에 노이즈(noise)가 발생되는 것을 방지하기 위해 전자기파를 차폐하여야 한다.
전자기파 차폐기술로는 동 테이프나 알루미늄 테이프를 피복하는 방식으로 전자기파 차폐가 적용되는 케이블에 적용되고 있으나, 동이나 알루미늄, 철 등 일반적인 금속소재로는 차폐가 되지만, 자기파는 일반적인 금속으로는 차폐가 어렵고 비철이 아닌 철을 사용했을 경우에는 단심케이블의 경우, 전자기 유도에 의한 열이 발생되어 케이블의 수명 단축이나 노후화가 빠르게 진행되는 문제점이 있고, 내식성이 약해 추가로 도금 공정이 필요하였다.
또한, 다른 대안으로 동테이프를 감고 다시 연철테이프를 감거나 연철테이프를 감고 동선으로 감는 방식을 사용하고 있으나, 열이 발생되거나 이중작업으로 인한 케이블 생산비용의 증가, 철의 부식을 방지하기 위한 도금 비용의 증가에 따른 문제점 및 차폐효과도 30㏈ 이하의 수준으로서 40㏈ 이상의 차폐 수준을 요구하는 제어용 케이블이나 10미크론 정도의 극압연박을 사용하는 차폐재로는 생산이 불가했던 문제점이 있었다.
상기한 전자기파 차폐 기술과 관련하여 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 특1990-0002983호에 주석 1-4중량%, 안티몬 2-7중량% 등으로 이루어진 '연합금 박엽체 및 이를 사용한 케이블 피복용 연 라미네이트 테이프를 개시하고 있으나, 연합금은 내식성은 뛰어나나, 도전성이 떨어져 전자기파 차폐효과가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 국내 등록특허공보 제10-567739호에는 알루미늄 포일층과; 상기 알루미늄 포일층의 일면에 접착제층을 매개로 하여 접착되어 적층되는 필름층과; 상기 필름층의 외면에 우레탄 계열의 수지 용액을 입혀 건조시켜서 히트실링 처리되어 형성되는 우레탄수지 접착층과; 펠릿을 용융시킨 상태에서 상기 우레탄수지 접착층의 외면에 분출하여 코팅 형성되어 적층되는 본딩층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 마일라 테이프를 개시하고 있으나, 필름층을 갖으며, 접착제 등으로 양 층을 적층하는 등 제조공정이 복잡하여 생산성이 저하되며, 층과 층 사이가 벌어지는 문제점이 있을 뿐 아니라 동이나 알루미늄, 철등의 소재에서는 01㎒ 에서 100㎒에 이르는 저주파 영역에서는 전자기파 차폐 효과가 거의 없는 문제점이 있다.
한편, 종래 케이블에서 도체를 감싸는 절연체로는 폴리에틸렌, 실크 또는 종이로 구성되었으나, 이보다 절연성이 더욱 뛰어난 절연성을 통해 외부 노이즈의 유입을 보다 확실하게 방지할 수 있는 절연체가 필요하다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블로 구성함으로써 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 특정 절연 조성의 절연체를 통해 외부 노이즈의 유입 방지를 현저히 향상시킬 수 있어 뛰어난 음질과 음색을 제공할 수 있는 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 중심 도체인 코어와, 절연층, 및 편조선을 포함하는 오디오케이블의 제작 방법에 있어서, 중심 도체인 코어를 마련하는 코어 마련 단계; 상기 마련된 코어 외측에 세라믹 성분 함유의 수지 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 및 상기 절연층 형성 단계에서 형성된 절연층의 외측에 편조선을 형성하는 편조선 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오케이블 제작 방법이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 절연성 형성 단계에서 형성되는 절연층은 수지에 세라믹 파우더를 혼입한 수지-세라믹 혼합물에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 수지-세라믹 혼합물의 배합비율은 수지 60~80중량%, 세라믹 파우더 20~40중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 절연층의 수지로는, 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머(Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머(Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머(Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머(Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 코어 마련 단계에서 마련되는 코어, 및 상기 편조선 형성 단계에서 형성되는 편조선은, 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 코어 및 편조선일 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 편조선 형성 단계에서 형성되는 편조선은 400 내지 2,000denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함하는 편조선인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 구리(Cu)는 상기 코어 및 편조선 전체 100 중량부에 대해서, 90중량% 내지 99중량%으로 포함하고, 상기 철은 0.91 중량% 내지 9중량% 범위로 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나는 0.09 중량% 내지 1중량%로 포함되며, 상기 코어 마련 단계에서 마련되는 코어는 표면에 은(Ag) 도금된 적어도 하나의 구리선이 연선(stranding)되어 형성된 코어로 마련될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 절연층 형성 단계 이후, 상기 절연층의 외면에 차폐테이프를 형성하는 차폐테이프 형성 단계; 및 상기 편조선 형성 단계 이후, 상기 편조선의 외면에 피복층을 감싸는 피복층 형성 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 차폐테이프 형성 단계의 차폐테이프는 은 및 동으로 도금된 테이프 형태인 알루미늄 호일로 이루어지며, 상기 피복층 형성 단계의 피복층은 ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), FEP(Fluoroethylenepropylene), PFA(Per Fluoro Alcoxide resine), THV(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 일 관점에 따른 오디오케이블 제작 방법으로 제작된 오디오 케이블이 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 오디오 케이블에 있어서, 중심 도체인 코어; 상기 코어의 외측에 형성되는 세라믹 성분 함유의 수지 절연층; 및 상기 절연층의 외측에 형성되는 편조선;을 포함하며, 상기 절연층은 수지에 세라믹 파우더를 혼입한 수지-세라믹 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오디오 케이블이 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 상기 수지-세라믹 혼합물은 수지 60~80중량%, 세라믹 파우더 20~40중량%의 배합비율로 이루어지고, 상기 코어 및 편조선은 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 코어 및 편조선인 것으로 이루어지며, 상기 편조선은 400 내지 2,000denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함하는 편조선일 수 있다.
본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 제공할 수 있어 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 오디오 케이블의 코어 및 편조선을 제조하기 위한 동철합금 주물을 수평연속 주조 방식으로 제조하므로 최종 제품의 물성을 저하시키지 않으면서 전계 및 자계에 대한 차폐성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 특정 절연 조성의 절연체를 통해 외부 노이즈의 유입 방지를 현저히 향상시킴으로써 뛰어난 음질과 음색을 제공할 수 있어 고품질의 오디오케이블을 제공할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 케이블의 수명 증대 및 노후화 방지를 도모할 수 있으며, 고내식성을 가져 추가 도금 공정을 필요로 하지 않는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 과정을 나타내는 플로차트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 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.
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 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법에 대하여 도 1을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 과정을 나타내는 플로차트이다.
본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법은, 중심 도체인 코어와 절연층 및 편조선을 포함하는 오디오케이블의 제작 방법에 있어서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 중심 도체인 코어를 마련하는 코어 마련 단계(S100); 상기 코어 마련 단계(S100)에서 마련된 코어 외측에 세라믹 성분 함유의 수지 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계(S200); 및 상기 절연층 형성 단계(S200)에서 형성된 절연층의 외측에 편조선을 형성하는 편조선 형성 단계(S300);를 포함한다.
상기 코어 마련 단계(S100)에서 마련되는 중심 도체인 코어는 오디오 케이블의 중심선으로서, 도전성 있는 금속 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 코어는 복수의 금속선이 꼬여서 이루어진 것을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 코어가 두 개 이상의 금속선을 포함하는 경우, 상기 금속선들은 소정의 피치로 꼬여서 코어를 형성하게 된다. 상기 피치가 약 0.5 mm 미만인 경우 코어의 외경이 불필요하게 커지며 굴곡 특성이 나빠지게 되고, 약 3 mm를 초과할 경우 금속선으로 이루어진 내부 도체가 조밀하게 연결되지 않고 빈틈이 생겨 커넥터 연결 시 접점 불량을 유발하는 문제가 있다.
따라서 상기 피치는 약 0.5 mm 내지 약 3.0 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기에서, 상기 금속선의 직경은 주파수 특성(RadioFrequency; RF)을 고려하여 마련될 수 있다.
본 발명에서, 상기 코어 마련 단계(S100)의 코어는 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 것이 이용된다.
구체적으로, 상기 코어는 수평연속 주조공정을 통해 제조되는데, 먼저 철(Fe) 및 구리(Cu)와, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 용탕에 70% 정도 채운 상태에서 위험요소 등을 제거하기 위하여 대략 20 시간에 걸쳐 안전하게 용융시키고, 합금 계획표에 따른 철동 모재와 전기동을 계량해 준비하며, 탈산재로 알루미늄(Al)을 1회 투입량을 정밀하게 계량하여 준비한다. 여기서, 상기 철동 모재는 주조단괴 형태로 습기에 취약하므로 바로 용탕에 장입하면 수증기 폭발이 일어날 수 있으므로 150 내지 200℃ 정도로 예열하여 습기를 완전 제거한 후에 장입하게 된다.
장입 순서는 전기동, 철동모재 및 탈산재 순으로 장입시킨다. 그런 다음, 출탕 준비를 하되 탕도를 가스토치로 데운 후에 출탕 온도를 대략 1280℃ 내지 1320℃로 유지하고, 최초 주조물의 인출은 대략 1200℃에서 인출이 수행되어 주조되게 된다.
본 발명에서, 바람직하게 상기 구리(Cu)는 상기 코어 전체 100 중량부에 대해서, 90중량% 내지 99중량%으로 포함하고, 상기 철은 0.91 중량% 내지 9중량% 범위로 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 0.09 중량% 내지 1중량%로 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 구리는 93 내지 97 중량%로 포함하고, 상기 철은 3 내지 7 중량%로 포함하며, 상기 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나는 상기 철과 구리의 100중량부에 대하여 1중량부로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 코어 마련 단계(S100)에서 마련되는 코어는 표면에 은(Ag) 도금된 적어도 하나의 구리선이 연선(stranding)되어 형성된 코어로 마련될 수 있다.
다음으로, 상기 절연성 형성 단계(S200)에서 형성되는 절연층은 코어 및 금속 차폐층인 편조선 사이에 구비되어 전자기파 에너지의 에너지 손실을 방지하고 외부 노이즈의 유입을 방지하는 유전층으로서, 상기 중심도체인 코어와 차폐층인 편조선 사이를 절연하는 유전체를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 절연성 형성 단계(S200)에서 형성되는 절연층은 수지에 세라믹 파우더를 혼입한 수지-세라믹 혼합물에 의해 형성된다. 본 발명에서, 상기 수지-세라믹 혼합물의 배합비율은 수지 60~80중량%, 세라믹 파우더 20~40중량%인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 절연층은 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 이때 외측으로 갈수록 세라믹 파우더의 함량이 상대적으로 많도록 형성되는 것이 절연성 및 내충격성 측면에서 바람직하다.
상기 절연층의 수지로는, 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머(Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머(Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머(Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머(Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리에틸렌(PE)계 수지는, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Poly Ethylene; HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density Poly Ethylene; MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Poly Ethylene; LDPE) 및 선상 저밀도폴리에틸렌(Linear Low Density Poly Ethylene; LLDPE) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 상기 중합체 배합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 상기 절연층은 약 40㎛ 내지 약 100㎛ 의 두께로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 절연층의 형성은 당업계에서 통상적으로 적용되는 피복 공정, 예를 들면 압출하여 피복할 수 있다.
다음으로, 상기 편조선 형성 단계(S300)에서 형성되는 편조선은, 상기한 코어와 마찬가지로, 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 더 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 것이 이용된다.
구체적으로, 상기 편조선은 수평연속 주조공정을 통해 제조되는데, 먼저 철(Fe) 및 구리(Cu)와, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 용탕에 70% 정도 채운 상태에서 위험요소 등을 제거하기 위하여 대략 20 시간에 걸쳐 안전하게 용융시키고, 합금 계획표에 따른 철동 모재와 전기동을 계량해 준비하며, 탈산재로 알루미늄(Al)을 1회 투입량을 정밀하게 계량하여 준비한다. 여기서, 상기 철동 모재는 주조단괴 형태로 습기에 취약하므로 바로 용탕에 장입하면 수증기 폭발이 일어날 수 있으므로 150 내지 200℃ 정도로 예열하여 습기를 완전 제거한 후에 장입하게 된다. 장입 순서는 전기동, 철동모재 및 탈산재 순으로 장입시킨다. 그런 다음, 출탕 준비를 하되 탕도를 가스토치로 데운 후에 출탕 온도를 대략 1280℃ 내지 1320℃로 유지하고, 최초 주조물의 인출은 대략 1200℃에서 인출이 수행되어 주조되게 된다.
본 발명에서, 바람직하게 상기 구리(Cu)는 상기 코어 전체 100 중량부에 대해서, 90중량% 내지 99중량%으로 포함하고, 상기 철은 0.91 중량% 내지 9중량% 범위로 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 0.09 중량% 내지 1중량%로 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 구리는 93 내지 97 중량%로 포함하고, 상기 철은 3 내지 7 중량%로 포함하며, 상기 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나는 상기 철과 구리의 100중량부에 대하여 1중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 편조선 형성 단계(S300)에서 사용되는 편조선은 400 내지 2,000 denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같이 상기 편조선 형성 단계(S300)에서 적용되는 편조선은, 절연층에 의해 감싸인 코어를 감쌈으로써 코어로부터 발생되는 전자파를 효과적으로 차폐할 수 있다.
또한, 상기 편조선 형성 단계(S300)에서 형성되는 편조선은 여러가닥의 가는 소선을 서로 꼬아서 형성되는데, 각각의 소선은 동(Cu)과 철(Fe)의 합금을 포함하여 구성된다. 이와 같이 동철합금으로 편조선을 제조하는 경우, 먼저 용융상태의 동과 철을 서로 합금하는 바, 이때 동의 내부에 철이 침상으로 고용된다.
이와 같이 침상의 철이 동의 내부에 고용되면, 전자파가 도달하는 경우 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 전기장이 침상의 철과 구리의 내부표면으로부터 형성된다. 따라서, 침상의 철에 형성된 자기장이 피뢰침의 역할을 하여 주변의 전기장을 흡수하고, 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 자기장은 반대방향성을 가져 철에 히스테리시스 현상을 일으키며 소멸한다.
이때, 침상의 철에 형성된 자기장이 피뢰침의 역활을 하여 주변의 전기장을 흡수하고, 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 자기장은 반대방향성을 가져 철에 히스테리시스 현상(Hysteresis)을 일으키며 소멸한다. 히스테리시스 현상이란 자성체가 될 수 있는 금속에 자계가 작용하여 자석이 된 후 자계를 끊어도 자성이 없던 상태로 돌아가지 않고 자성체로 남는 현상을 의미한다. 이 현상은 순간적이고도 반복적으로 지속되어 전자파를 효과적으로 차폐하게 된다. 특히 에너지가 강한 고주파에서 차폐성이 더욱 높아지며, 또한 전기 에너지 현상은 순간적이고도 반복적으로 지속되어 전자파를 효과적으로 차폐하게 된다. 특히 에너지가 강한 고주파에서 차폐성이 더욱 높아지며, 또한 전기 에너지가 소멸되어 잔류하지 않으므로 내아크성(스파크가 나지 않음)이 좋다.
이와 같이 동철합금 성분의 가는 상기 소선을 여러 가닥 꼬아서 편조선을 형성하고, 이 편조선을 케이블의 피복재로 사용함으로써 케이블에서 발생하는 전자파를 효과적으로 차폐할 수 있다.
또한, 동철합금(Copper Ferrous Alloy: CFA)은 전술한 수평연속 주조방식 이외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 철을 완전히 용해시킨 용탕 내에 구리와 플럭스를 투입하고 용해시킨 다음 용탕 표면의 플럭스를 제거하고 응고시켜 빌렛을 제조하는 방법으로도 제조할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법은, 상기 절연층 형성 단계(S200) 이후 및 상기 편조선 형성 단계(S300) 이전에 상기 절연층의 외면에 차폐테이프를 형성하는 차폐테이프 형성 단계(S400); 및 상기 편조선 형성 단계(S300) 이후 상기 편조선의 외면에 피복층을 감싸는 피복층 형성 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
상기 차폐테이프 형성 단계(S400)에서 이용되는 차폐테이프는 은 및 동으로 도금된 테이프 형태인 알루미늄 호일이 이용되며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 피복층 형성 단계(S500)에서 피복층은 폴리에틸렌 또는 폴리비닐클로라이드와 같은 부도체 특성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시 예로서, 불소화 폴리머와 같은 낮은 스모크 절연체(smoke insulation)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 피복층은 ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), FEP(Fluoroethylenepropylene), PFA(Per Fluoro Alcoxide resine), THV(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 피복층은 1mm 내지 5mm의 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니며, 코어와 편조선에 대한 실시 예를 제시한 것이다.
[실시 예]
<실시예 1> 구리합금 주물 제조
철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu)를 하기 표 1의 함량비로 1200℃의 용해로 내에 투입하여 주 원료들을 서서히 용해시킨다. 이를 30분 정도 유지한 후 주 원료인 금속들이 완전히 용해되지 않고 70중량% 정도 용해된 상태에서 온도를 1300℃로 상승시켜 1시간 정도 온도를 유지한다. 이후 금속들이 완전히 용해시킨다. 이때, 가스 폭발성 분출, 누탕 등의 위험요소를 방지하기 위하여 대략 20시간에 걸쳐 천천히 용해시킨다.
이후 전기동 및 철동모재를 장입하되 150 내지 200℃ 정도로 가열하여 습기를 완전히 제거한 후에 순수한 알루미늄 탈산제를 대략 1 내지 5 중량부로 투입하고 용해로의 온도를 서서히 상승시키면서 산소와 불순물을 제거한다. 마지막으로 도 3에 따른 수평연속 주조방식을 이용하여 대략 1200℃에서 인출을 시작하여 1280℃ 내지 1320℃의 출탕 온도로 유지하면서 최종 동철합금 주물을 제조하였다.
<실시예 2~3>
상기 표 1과 같이 함량비를 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
[비교예]
<비교예 1~2>
상기 표 1과 같이 함량비 및 주조 방법을 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
<비교예 3~4>
하기 표 2와 같이 주조 방법을 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
[실험예]
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 구리합금 주물을 제조한 후에 7가닥을 1가닥으로 연선(stranding)하여 중심 도체를 제조하고 플루오르화에틸렌프로필렌(Fluorinatedethylene propylene, FEP)을 50㎛ 두께로 절연 압출하여 상기 중심 도체를 둘러 쌓았다. 그 다음에, 상기 절연층 위에 상기 실시예 1에 따른 구리합금 주물을 이용하여 편조선을 형성시켜 오디오 케이블을 제조한 후 물성을 테스트하고 하기 표 3에 그 결과를 나타내었다.
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 비교하여, 실시예 2 내지 실시예 3의 경우에 유사한 성능을 가짐을 알 수 있으나, 구리(Cu) 99.18746 중량%와 철(Fe) 0.74584중량%로 포함하는 비교예 1의 경우에 성능이 다소 감소되었고, 구리(Cu) 89.18746 중량%와 철(Fe) 10.64584 중량%로 포함하는 비교예 2의 경우에 성능이 크게 감소되었다. 또한, 실시예 1과 동일한 조성물과 함량비를 포함하지만 수직주조 방식으로 제조된 비교예 1 및 원심주조 방식으로 제조된 비교예 4의 경우에 수평연속 주조방식으로 제조된 실시예 1과 비교하여 성능이 다소 감소되는 것을 확인할 수 있다.
상기한 설명의 본 발명에서는 오디오 케이블을 예로 설명하였으나, 전자계 차폐로 사용될 수 있는 용도이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 안테나와 같은 통신 장비를 포함하여, 차량, 선박, 의료, 반도체 소재 등의 기술분야의 케이블에 모두 사용될 수도 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블에 의하면, 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 제공할 수 있어 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 오디오 케이블의 코어 및 편조선을 제조하기 위한 동철합금 주물을 수평연속 주조 방식으로 제조하므로 최종 제품의 물성을 저하시키지 않으면서 전계 및 자계에 대한 차폐성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 특정 절연 조성의 절연체를 통해 외부 노이즈의 유입 방지를 현저히 향상시킴으로써 뛰어난 음질과 음색을 제공할 수 있어 고품질의 오디오케이블을 제공할 수 있으며, 케이블의 수명 증대 및 노후화 방지를 도모할 수 있으며, 고내식성을 가져 추가 도금 공정을 필요로 하지 않는 이점이 있다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 코어 마련 단계
S200: 절연층 형성 단계
S300: 편조선 형성 단계
S400: 차폐테이프 형성 단계
S500: 피복층 형성 단계
S200: 절연층 형성 단계
S300: 편조선 형성 단계
S400: 차폐테이프 형성 단계
S500: 피복층 형성 단계
Claims (11)
- 중심 도체인 코어와, 절연층, 및 편조선을 포함하는 오디오케이블의 제작 방법에 있어서,
중심 도체인 코어를 마련하는 코어 마련 단계;
상기 마련된 코어 외측에 세라믹 성분 함유의 수지 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 및
상기 절연층 형성 단계에서 형성된 절연층의 외측에 편조선을 형성하는 편조선 형성 단계;를 포함하고,
상기 절연층 형성 단계에서 형성되는 절연층은 수지에 세라믹 파우더를 혼입한 수지-세라믹 혼합물에 의해 형성되되, 상기 수지-세라믹 혼합물의 배합비율은 수지 60~80중량%, 세라믹 파우더 20~40중량%로 이루어지고,
상기 코어 마련 단계에서 마련되는 코어, 및 상기 편조선 형성 단계에서 형성되는 편조선은, 철(Fe) 및 구리(Cu)를 포함하며, 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg)를 더 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 코어 및 편조선으로 이루어지고,
상기 구리(Cu)는 상기 코어 및 편조선 전체 100 중량부에 대해서 90중량% 내지 99중량%으로 포함하고,
상기 철은 0.91 중량% 내지 9중량% 범위로 포함하며,
상기 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 및 마그네슘(Mg)는 0.09 중량% 내지 1중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서.
상기 절연층의 수지로는, 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머(Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머(Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머(Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머(Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 편조선 형성 단계에서 형성되는 편조선은 400 내지 2,000denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함하는 편조선인 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 코어 마련 단계에서 마련되는 코어는 표면에 은(Ag) 도금된 적어도 하나의 구리선이 연선(stranding)되어 형성된 코어로 마련되는 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 절연층 형성 단계 이후, 상기 절연층의 외면에 차폐테이프를 형성하는 차폐테이프 형성 단계; 및 상기 편조선 형성 단계 이후, 상기 편조선의 외면에 피복층을 감싸는 피복층 형성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 차폐테이프 형성 단계의 차폐테이프는 은 및 동으로 도금된 테이프 형태인 알루미늄 호일로 이루어지며,
상기 피복층 형성 단계의 피복층은 ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), FEP(Fluoroethylenepropylene), PFA(Per Fluoro Alcoxide resine), THV(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
오디오케이블 제작 방법.
- 청구항 1, 청구항 4 내지 청구항 8중 어느 한 항에 따른 오디오케이블 제작 방법으로 제작된 오디오 케이블.
- 삭제
- 삭제
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