KR200173261Y1

KR200173261Y1 - Articles of rubber to screen electromagnetic wave

Info

Publication number: KR200173261Y1
Application number: KR2019990018794U
Authority: KR
Inventors: 홍영석; 홍석주
Original assignee: 홍영석; 학교법인계명기독학원; 홍석주
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2000-03-15

Abstract

본 고안은 전자파 차단용 고무제품에 관한 것으로서, 합성섬유 상에 도전성 금속인 구리와 니켈을 순차적으로 이중도금한 도전성 섬유에 고무질 성분을 도포하여 자동차 및 가전제품 등에서 발생하는 전자파를 효과적으로 차단하는 전자파 차단용 고무제품에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber product for electromagnetic wave shielding, and to effectively block electromagnetic waves generated in automobiles and home appliances by coating rubber components on conductive fibers sequentially double-plated with copper and nickel, which are conductive metals, on synthetic fibers. It relates to a rubber product for.

Description

Rubber articles for electromagnetic wave shielding {Articles of rubber to screen electromagnetic wave}

본 고안은 전자파 차단용 고무제품에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성섬유 상에 도전성 금속인 구리와 니켈을 순차적으로 이중도금한 도전성 섬유에 고무질 성분을 도포하여 자동차 및 가전제품에서 발생하는 전자파를 효과적으로 차단하는 전자파 차단용 고무제품에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber product for shielding electromagnetic waves, and more particularly, to effectively apply electromagnetic waves generated in automobiles and home appliances by coating rubber components on conductive fibers sequentially double-plated with copper and nickel as conductive metals on synthetic fibers. It relates to a rubber product for blocking electromagnetic waves.

현대사회에서 필수생활용품으로 사용되는 가전제품, 컴퓨터 단말기, 전자의료기, 자동차의 전자장치 등의 각종 전자제품은 생활의 편익을 도모하는 순기능 외에 각종 유해 전자파를 발생시킴으로써 작업자 또는 사용자가 상기 전자파에 의해 각종 질병 증후군을 유발하는 역기능도 또한 가지고 있다는 점에서 보다 효과적인 전자파 차단 장치 또는 전자파 차단 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Various electronic products such as home appliances, computer terminals, electronic medical devices, and electronic devices of automobiles, which are used as essential daily necessities in the modern society, generate various harmful electromagnetic waves in addition to the net function to promote the convenience of life, so that workers or users The development of more effective electromagnetic wave shielding device or electromagnetic wave blocking method is required in that it also has a dysfunction causing various disease syndrome.

이러한 전자파를 유도하여 흡수 또는 차폐하기 위한 것으로서는 도전성 판체로 막는 등, 정전차폐(Electrostatic-Shielding) 등의 방법이 가장 효과적이기는 하나, 대부분의 전자제품은 사람과 기기 사이에 인터페이스(interface)를 가지고 있어 이러한 차폐판을 사용하는 방식만으로는 전자파를 완전 차단하는 것이 현실적으로 불가능하다. 특히, 자동차 등에서 발생하는 전자파를 차단하는데 있어서는 차폐판의 사용이 거의 불가능하며, 실제로도 전자파 차단장치로서 차폐판을 사용한 예가 없다.Electrostatic shielding and the like are most effective for inducing and absorbing or shielding electromagnetic waves, but most electronic products have an interface between a person and a device. Therefore, it is practically impossible to completely block electromagnetic waves only by using such a shield plate. In particular, it is almost impossible to use a shielding plate to block electromagnetic waves generated in an automobile or the like, and in reality, there is no example of using a shielding plate as an electromagnetic wave shielding device.

따라서, 사람과 기기 사이의 인터페이스에 가장 유용한 접근 방법으로서 도전성 섬유 또는 섬유성 재질 등을 이용하여 컴퓨터 단말기, 특수의복, 앞치마, 모자 및 안경 등을 제조하여 사용하는 것이 고려될 수 있는데, 종래에는 섬유를 직조하는 과정 중에 굵기가 극히 가는 극세선의 구리선 등을 섬유와 함께 직조하는 등의 방법을 사용하였으나, 이러한 구성의 섬유는 강도가 지나치게 강하고 유연성이 떨어지기 때문에 인체에 접촉시 불쾌감을 야기시켜 사용이 극히 제한적일 수밖에 없고, 또한 무게가 무거우며 가격과 안정성 면에서도 불리한 점이 있어 그 이용도가 매우 떨어진다.Therefore, as the most useful approach to the interface between a person and a device, it may be considered to manufacture and use a computer terminal, special clothing, an apron, a hat, and glasses using conductive fibers or fibrous materials. In the process of weaving, we used a method such as weaving an ultra-fine copper wire together with fibers, but the fiber of such a composition is excessively strong and inflexible, causing unpleasant contact with the human body. It is extremely limited, heavy, and disadvantageous in terms of price and stability.

한편, 그물상 합성섬유에 구리 등의 도전성 금속을 도금하는 기술이 개발되어 일부 사용되고 있으며 그 용도도 점차 다양화되고 있다. 그러나 합성섬유 상에 상기 방법에 의해 단층으로 도금된 구리 등의 도전성 금속이 쉽게 공기 중에서 산화되고, 유기용제에 의해 쉽게 부식되어 전자파 차폐의 효능이 심각히 감소되는 문제점이 있었다.On the other hand, a technique for plating a conductive metal such as copper on the mesh synthetic fiber has been developed and used in part, and its use is also increasingly diversified. However, a conductive metal such as copper plated in a single layer on the synthetic fiber by the above method is easily oxidized in air, and easily corroded by an organic solvent, thereby seriously reducing the effectiveness of electromagnetic shielding.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 그물상의 합성섬유를 포함하는 섬유기재에 구리 및 니켈을 순차적으로 이중도금하여 도전성 섬유를 제조하고 그 위에 고무층을 형성시킴으로써 섬유 고유의 유연성을 유지시키는 동시에 도전성을 부여하고 내산화성을 향상시켜 전자파 차폐제로서 유용하게 사용될 수 있는 도전성 섬유를 이용한 전자파 차단용 고무제품을 제공함에 있다.The present invention is devised to solve the above problems, an object of the present invention is to produce a conductive fiber by forming a rubber layer on the fiber base and a double-plated copper and nickel sequentially on the fiber base including a synthetic fiber in the fiber The present invention provides a rubber product for electromagnetic wave blocking using conductive fibers that can be usefully used as an electromagnetic wave shielding agent by providing conductivity and improving oxidation resistance while maintaining inherent flexibility.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 전자파 차단용 고무제품은 기재섬유 상에 도전성이 우수한 구리층이 형성되고, 상기 구리층 위에 도전성, 내산화성, 내식성 및 내마모성이 우수한 니켈층이 형성되며, 상기 니켈층 위에 고무층이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the electromagnetic wave shielding rubber product according to the present invention has a copper layer having excellent conductivity on a substrate fiber, and a nickel layer having excellent conductivity, oxidation resistance, corrosion resistance, and abrasion resistance is formed on the copper layer. A rubber layer is formed on the nickel layer.

도1 : 본 고안에 의한 전자파 차단용 고무제품의 단면도1 is a cross-sectional view of the rubber product for blocking electromagnetic waves according to the present invention

도2 : 본 고안에 의한 전자파 차단용 고무제품을 제조하는 방법의 일실시예를 나타내는 순서도2 is a flow chart showing an embodiment of a method of manufacturing a rubber product for electromagnetic wave blocking according to the present invention

＜도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10 : 기재섬유 20 : 구리층10: base fiber 20: copper layer

30 : 니켈층 40 : 고무층30: nickel layer 40: rubber layer

본 고안에 의한 전자파 차단용 고무제품은 폴리에스테르, 나일론 등의 그물상 합성섬유로 직조한 기재섬유를 1.5-2.5g/L의 가성소다(NaOH)와 비이온계 계면활성제를 이용하여 30-55℃에서 4-5분간 처리함으로써 공정 중에 들어갈 수 있는 먼지, 기름기 및 취급시의 지문 등의 불순물을 제거한다.The electromagnetic wave shielding rubber product of the present invention is made of 30-55 of base fiber woven from mesh synthetic fibers such as polyester and nylon using 1.5-2.5 g / L of caustic soda (NaOH) and a nonionic surfactant. Treatment at 4 ° C. for 4-5 minutes removes dirt, grease and other impurities that may enter during the process.

상기 불순물 제거 단계에서 미처 제거되지 않고 섬유에 붙어 있거나 섬유에 화학적으로 결합하고 있는 산화물을 제거하고 미세하게 훼손된 섬유의 끝단을 제거하기 위해, 상기 불순물이 제거된 기재섬유를 수세하고 염산(HCl)과 질산의 혼합용액으로 에칭(etching)처리한다.In order to remove the oxide attached to the fiber or chemically bonded to the fiber without removing the impurity step and to remove the tip of the finely damaged fiber, the impurity-free base fiber is washed with hydrochloric acid (HCl) and It is etched with a mixed solution of nitric acid.

상도금을 위한 촉매제로서의 염화파라듐(PdCl₂)과 촉매부제로서의 염화주석(SnCl₂)의 혼합용액에다 염산을 첨가한 용액을 25-40℃에서 5-10분간 침적시키고 생성된 주석을 제거한다. 이 때 잔류하는 주석은 가성소다 용액에서 실온에서 침적시켜 제거함으로써 촉매인 파라듐만 핵을 형성하게 된다.A solution in which hydrochloric acid is added to a mixed solution of palladium chloride (PdCl ₂ ) as a catalyst for phase plating and tin chloride (SnCl ₂ ) as a catalyst subsidiary is deposited at 25-40 ° C. for 5-10 minutes, and the resulting tin is removed. . At this time, the remaining tin is removed by depositing in a caustic soda solution at room temperature to form nuclei of only the catalyst, paradium.

상기 파라듐 핵이 형성된 기재섬유를 수세하고 황산구리, 가성소다, 로셀염(Rochelle Salt) 및 포르말린을 혼용한 용액을 40-50℃에서 10-15분간 침적시킴으로써 무전해 방식으로 구리층을 약 0.3-0.6㎛ 두께로 형성시킨다.The copper layer was immersed in an electroless manner by washing the substrate fiber having the palladium nucleus and immersing a solution containing copper sulfate, caustic soda, Rochelle salt and formalin at 40-50 ° C. for 10-15 minutes. It is formed to a thickness of 0.6 mu m.

상기 구리층이 형성된 기재섬유를 수세하고 황산니켈, 구연산(citric acid) 및 하이포인산소다(sodium hypophosphite)의 혼합용액을 30-40℃에서 약 10분간 침적시켜 무전해 방식으로 니켈층을 약 0.2㎛ 두께로 형성시킨다.The base fiber with the copper layer formed thereon was washed with water, and a mixed solution of nickel sulfate, citric acid and sodium hypophosphite was deposited at 30-40 ° C. for about 10 minutes, and the nickel layer was approximately 0.2 μm in an electroless manner. Form to thickness.

상기 니켈층 위에 고무층을 형성시키는데 그 방법으로서는 도전성 섬유에 실리콘 고무제품 등 여러 가지 고무재질을 얇게 도포하거나 얇은 고무판 사이에 도전성 섬유를 압착하여 필요한 형태로 성형하는 방법이 있다.A method of forming a rubber layer on the nickel layer includes a method of applying a thin layer of a rubber material such as a silicone rubber product to the conductive fiber, or pressing the conductive fiber between thin rubber sheets to form a required shape.

도전성 섬유와 고무를 접착시키는 방법은 일반 섬유와 고무를 접착시키는 방법 및 금속과 고무를 접착시키는 방법의 두 가지 성질을 동시에 사용하여야 하는 매우 정교한 기술을 요한다.The method of adhering conductive fibers and rubber requires a very sophisticated technique of simultaneously using two properties, a method of adhering ordinary fibers and rubber, and a method of adhering metal and rubber.

일반 섬유와 고무를 접착시키는 방법은 기계적 접착과 화학적 접착의 두 가지로 나눌 수 있다. 폴리에스테르 등의 방적사 제품에서는 우모에 의한 기계적 접착력이 크고, 특히 접착제를 필요로 하지 않는 경우도 있다. 화학적 접착은 화학반응에 따라 두 개의 물체가 결합하는 일차결합(화학결합력)과 화학반응력은 매우 낮으나 같은 물성끼리 상호작용하여 강력한 결합력을 주는 이차결합(비극성 분자간결합력)의 두 가지가 있다.There are two methods for bonding general fibers and rubber, mechanical bonding and chemical bonding. In spun yarn products such as polyester, mechanical adhesive force due to feathers is large, and in particular, an adhesive may not be required. There are two types of chemical bonds: primary bonds (chemical bonds) in which two objects bind according to chemical reactions, and secondary bonds (nonpolar intermolecular bonds), which have very low chemical reaction forces but give strong bonds by interacting with the same property.

금속과 고무를 접착시키는 방법은 여러 가지가 있으나 주로 접착제를 사용한다. 한편, 컴퓨터 단말기, 자동차의 계기판 및 가전제품의 차폐 스크린용 등에 사용할 그물형 도전성 고무제품에는 여러 가지 투명한 합성 접착제를 사용한다.There are several ways to bond metal and rubber, but mainly using adhesive. On the other hand, various transparent synthetic adhesives are used for the mesh type conductive rubber products to be used for computer terminals, automobile instrument panels, and shielding screens of home appliances.

상기와 같이 얻어진 전자파 차단용 고무제품은 섬유 고유의 유연성을 유지하면서도 전기저항은 0.1-0.5Ωm 정도이고, 전자파 차폐효과는 약 35-55 ㏈를 나타낸다.The electromagnetic wave shielding rubber product obtained as described above has an electrical resistance of about 0.1-0.5 mPa while maintaining the inherent flexibility of the fiber, and exhibits an electromagnetic shielding effect of about 35-55 mW.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

폴리에스테르 섬유소재로 직조한 그물상 기재섬유(11)를 가성소다 2.0g/L와 비이온계의 계면활성제를 이용하여 40℃에서 5분간 처리하여 기재섬유(11) 상의 불순물을 제거하였다(S1). 상기 불순물이 제거된 기재섬유(11)를 약 65℃의 온탕에서 충분히 수세한 다음, 염산 50mL와 질산 10mL를 혼합한 용액에서 실온으로 약 30분간 에칭처리하였다(S2). 에칭처리된 기재섬유(11)를 수세한 다음 염화파라듐 2g/L와 염화주석 2g/L의 혼합용액에 같은 비율의 염산을 첨가한 용액을 35℃에서 약 10분간 침적하였다(S3). 다음으로 수세하여 주석을 제거한 다음, 잔류한 주석은 가성소다 50g/L 용액에서 실온에서 침적시켜 제거하였다(S4). 여기에 황산구리 20g/L, 가성소다 40g/L, 롯셀염 160g/L 및 37중량%의 포르말린을 혼용한 용액에서 약 45℃로 유지하면서 12분간 침적하여 구리층(12)을 형성하였다(S5). 이 때 형성된 구리층(12)의 두께는 약 0.6㎛ 이었다. 상기 구리층(12)이 형성된 기재섬유(11)를 수세한 후 황산니켈 20g/L, 구연산 15g/L 및 하이포인산소다 30g/L의 용액에 약 35℃의 온도에서 약 10분간 침적하여 약 0.2㎛의 두께를 갖는 니켈층(13)을 형성하였다(S6). 이렇게 해서 제조된 도전성 섬유를 수세한 후 열풍건조시킨 다음 상기 니켈층 상에 고무층을 형성하였는데, 이를 위해 실리콘계 접착제인 다우 코닝(Dow Corning)사 제품의 실래스틱 접착제 A-4094(플라이머)를 이용하였다. 이외에도 다우코닝사 제품의 S-2200(오버코트), 휴슨 케미칼(Hughson Chemical)사 제품의 켐록(Chemlock) 607, 일본 동지(東芝) 실리콘사 제품의 ME-11, 일본 동(東) 실리콘사 제품의 SH-2260 및 데이톤(Dayton) 케미칼 제품 연구소 제품의 틱손(Thixon) XAN-41 등의 실리콘계 접착제를 사용할 수 있으나 실제 성능에는 별 차이가 없다.The net base fiber 11 woven from polyester fiber material was treated for 5 minutes at 40 ° C. using 2.0 g / L caustic soda and a nonionic surfactant to remove impurities on the base fiber 11 (S1). ). The substrate fiber 11 from which the impurities were removed was sufficiently washed with hot water at about 65 ° C., and then etched at room temperature in a solution of 50 mL of hydrochloric acid and 10 mL of nitric acid (S2). The etched base fiber 11 was washed with water, and then a solution in which hydrochloric acid in the same ratio was added to a mixed solution of 2 g / L palladium chloride and 2 g / L tin chloride was deposited at 35 ° C. for about 10 minutes (S3). Next, the tin was removed by washing with water, and the remaining tin was removed by depositing at room temperature in a 50 g / L caustic solution (S4). 20 g / L of copper sulfate, 40 g / L of caustic soda, 160 g / L of lotel salt, and 37 wt% of formalin were deposited in a mixed solution at about 45 ° C. for 12 minutes to form a copper layer 12 (S5). . The thickness of the copper layer 12 formed at this time was about 0.6 μm. After washing the base fiber 11 having the copper layer 12 formed thereon, it was immersed in a solution of 20 g / L nickel sulfate, 15 g / L citric acid, and 30 g / L sodium hypophosphate for about 10 minutes at a temperature of about 35 ° C. A nickel layer 13 having a thickness of μm was formed (S6). The conductive fiber thus prepared was washed with water and dried in hot air, and then a rubber layer was formed on the nickel layer. To this end, a silicone adhesive A-4094 (primer) manufactured by Dow Corning, Inc. was used. It was. In addition, S-2200 (overcoat) from Dow Corning, Chemlock 607 from Hughson Chemical, ME-11 from East Japan, and SH from Japan's East Silicone. Silicone-based adhesives such as the -2260 and Dayton Chemical Products Lab's Thixon XAN-41 can be used, but the actual performance is not significantly different.

상기와 같이 얻어진 전자파 차단용 고무제품은 섬유 고유의 유연성을 유지하면서도 전기저항은 약 0.1Ωm 정도이었고, 전자파 차폐효과는 약 40㏈를 나타내었다.The electromagnetic wave shielding rubber product obtained as described above was about 0.1 mW in electrical resistance while maintaining the inherent flexibility of the fiber, and the electromagnetic shielding effect was about 40 mW.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의한 전자파 차단용 고무제품에 의하면, 전자파 공해를 획기적으로 차단할 수 있으며, 또한 기재섬유 상에 도금된 도전성 금속이 공기중의 노출 또는 시약과의 접촉에 의해 야기될 수 있는 기능의 저하를 방지할 수 있다.As described above, according to the rubber product for electromagnetic wave shielding according to the present invention, it is possible to significantly block electromagnetic pollution, and the conductive metal plated on the substrate fiber may be caused by exposure to air or contact with reagents. Deterioration of the function can be prevented.

Claims

A copper layer is formed on the base fiber, a nickel layer is formed on the copper layer, a rubber layer for electromagnetic wave, characterized in that the rubber layer is formed on the nickel layer.

The rubber product for electromagnetic wave shielding according to claim 1, wherein a gold (Au) or silver (Ag) layer is further formed between the nickel layer and the rubber layer.

The rubber product for electromagnetic wave blocking according to claim 1 or 2, wherein the rubber layer is formed of silicone rubber.