KR20020030232A

KR20020030232A - 복합 세라믹 전자파 흡수체의 조성물과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020030232A
Application number: KR1020000060833A
Authority: KR
Inventors: 이해진
Original assignee: 이해진
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-24

Abstract

본 발명은 산업 및 군사용의 통신장비와 일상생활에서 사용되는 통신기기 또는 가전제품 등에서 발생하는 전파를 흡수할 수 있는 복합 세라믹의 조성물과 그 물질의 제조방법이 계시되고 있다.

흡수체의 주요 구성원은 망간-징크계, 니켈-징크계의 복합 세라믹과 산화철, 몰리브덴, 산화알미늄 등으로 되어있고 기타 첨가제에 물을 넣고 배합한 다음 Ball-Milling기에 혼합된 원료를 분쇄하여 아주 작은 미립자 분체로 제조한다. 그리고 미립자 분체를 건조시켜 과립형 분말로 만들어 낸다.

그 다음 과립형 분말을 유압 프레스기에서 성형하여 원하는 모양을 만들어내고 소성로에서 성형체를 6∼8시간에 걸쳐 1,400℃±2%까지 가열한 후 1시간정도 온도를 지속하여 둔다. 그리고 서서히 온도를 자연 냉각시켜 완성한다.

이렇게 만들어진 복합 세라믹은 강력한 성능의 전파 흡수력이 있으므로 소형 제작하여 사용할 수 있다. 그러므로 이 제품을 산업 및 군사용의 통신장비와 일상생활에서 사용되는 통신기기 또는 전기. 전자기기 등의 필요 부분에 부착하여 각각의 장비나 기기로부터 발생하는 유해 전파를 방지하는 목적으로 사용할 수 있다.

Description

복합 세라믹 전자파 흡수체의 조성물과 그 제조방법{The Composition and Manufacturing method of two kinds of Ceramic compound Electromagnetic Absorber}

본 발명은 전파 흡수체의 제조 방법에 관한 것으로서 통신기기인 핸드폰, 무선 전화기, 무전기 등과 전기. 전자기기인 컴퓨터용 모니터, 전자레인지, 헤어 드라이기 등에서 발생하는 전파를 흡수할 수 있는 전파 흡수체인 복합 세라믹의 조성물과 그 물질의 제조 방법에 관한 것이다.

근간 정보통신이 급속도로 발전을 함으로써 수많은 휴대전화와 강력한 주파수 대역폭의 900Mhz 무선전화기, 고성능의 무전기 등과 각종 모니터, 텔레비전 등을 일상생활에서 접하는 기회와 시간이 종전보다 훨씬 많아졌다.

이러한 기기들은 현대 생활에서는 필수적이고 점점 수요가 많아지고 있으며 또한 각종 기기에서 발생하는 전파가 우리 인간의 몸에 여러 가지 해로운 영향을 미친다는 사실도 이미 널리 알려져 있다.

전자파는 주파수에 따라 0Hz인 직류부터 10²²Hz인 감마선에 이르기까지 광범위한 주파수 영역을 가지는 일종의 전자기 에너지이다. 전자파는 전기가 흐르는 곳 어디서나 발생하는 속성이 있기 때문에 전기를 사용하는 모든 기기에는 필연적으로 발생하게 된다. 전기에 진동이 일어날 때 그 주위에는 전기력(전기장, E)과 자기력(자기장, H)이 동시에 발생하는데 이것이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 전자파라고 한다. 여기에서 전기장은 모든 전도성 물체에 의해 쉽게 차폐되지만 자기장은 파괴력이 높아서 거의 모든 물체들을 쉽게 통과하기 때문에 생체에 영향을 주는 것은 전기장보다는 자기장에 의한 효과가 더 큰 것으로 알려져 있다.

여러 종류의 전자파 가운데 인체에 영향을 미치는 것은 극저주파(ELF), 초저주파(VLF), 라디오파(RF), 마이크로파(MW)로 알려지고 있으며 주파수 대역폭은 아래와 같다.

극 저주파 : 0 ∼ 1 KHz

초 저주파 : 1 ∼ 500 KHz

라디오파 : 500 KHz ∼ 300 MHz

마이크로파 : 300 MHz ∼ 300 GHz

각종 연구기관이나 방송을 통해 발표한 내용을 살펴보면 우리 몸이 상기와 같은 주파수에 접해 있을 경우에는 시간이 경과함에 따라 전자파는 우리 몸에 열을발생시킨다는 것이다. 이런 결과로 전자파가 우리 몸에 여러 신체장애를 유발하는 것으로 밝혀지고 있다. 특히 최근 들어 전자파와 건강에 대한 논란이 증폭되고 있는 실정인데 그 실례로 영국의 생물학자 R. 코그렐시 박사가 1998년에 발표한 실험에 의하면 건장한 남자의 피를 수혈하여 송신 중에 있는 휴대전화 옆에 놓아두고 7시간 이상 지나서 백혈구의 수를 파악해보니 87%이상 파괴되어 13% 만이 남아 있다고 발표하였다. 이러한 백혈구의 파괴는 우리 몸의 면역 기능의 약화로 중대한 문제가 발생하여 우리 인간이 각종 전염성 질환에 무방비 상태가 된다는 것을 말해 준다. 즉, 핸드폰 등 통신기기나 전기. 전자기기를 전자파의 사정거리 안에서 장시간 접한다는 것은 매우 위험하다는 것이다.

근간에는 전기. 전자기기와 통신기기들로부터 발생하는 유해 전자파를 차단하려는 연구가 지속되고 있다. 특히 전파를 차단시키는 섬유소재나 이와 유사한 각종 제품들이 개발되고 있으며 이중 이러한 섬유소재를 사용하여 전파를 차단시키는 양복이나 앞치마들이 개발되어 전자파를 차단하는 하나의 상품으로 소개되고 있다. 그러나 단점으로는 착용한 사람만이 전자파를 방지할 수 있으며 이나마도 핸드폰처럼 인체의 머리에 대고 사용하는 기기에는 아무 소용이 없다는 것이다. 또한 이런 유사한 섬유소재를 사용하여 전자파를 귀로 들어가는 것을 방지하는 목적으로 휴대폰 수신음 부위에 부착하는 제품이 출시되어 있으나 휴대폰의 모든 송수신은 안테나를 통해 이루어지고 있으므로 안테나가 아닌 다른 수신음 부위에 부착시킨 제품들은 안테나에서 송수신되는 모든 통신 주파와는 아무 관계가 없으므로 전자파 제거용으로는 적합하지 못하다.

휴대폰 등의 통신기기에서 송수신되는 전파를 상기와 같은 섬유소재로 차단시키면 전자파의 모든 문제는 해결이 되나 전파를 차단시키면 통신을 할 수 없다는 단점이 생기는 것이다. 그러므로 전자파 중 인체에 해를 미치는 자기장을 차단한다는 것은 매우 어려운 일이며 사용코자하는 각각의 기종에 따라 제한적이며 부분적으로 밖에 적용될 수 없다.

또한, 대한민국 특허공보 제93-9893호에서는 페라이트소재를 1차 고온소성을 하여 분쇄한 분말에 고령토와 같은 분말을 섞어 재차 고온소성 하는 것으로서 전자파 흡수와 원적외선 방사효과를 보았다고 제안하고 있다. 그러나 이러한 전자파 차단제들은 우선 고온에서 소성한 재료를 재차 분쇄하는 것이 상당한 시간을 소요하며, 재차 소성하는 관계로 원가상승을 유발하여 제조비용을 높이는 문제가 발생되고 있다.

이러한 전자파 흡수재료들은 전자파 발생기기 내부에 용기등을 만들어 전자파를 방지하는 것과 장비내부나 회로기판에 전자파 차단제를 장착하는 방법이 있는데 이것은 제조방법이나 제품 사용이 복잡해지는 문제점을 갖고 있으므로 적합치가 못하다.

본 발명은 특히 정보통신의 눈부신 발전으로 통신기기의 사용량이 급격히 늘어나는데 따른 부작용의 문제점을 해결 한 것으로서 전파를 방출하는 기기의 적절한 장소에 본 발명품을 부착하여 방출되는 전파의 적절량을 흡수할 수 있는 흡수체의 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 복합 세라믹의 조성물인 망간-징크계와 니켈-징크계 및 몰리브덴을 적합하게 결합하여 복합 세라믹에 의한 전자파 흡수력을 극대화하게되는 제조 방법을 제공하는데 있다.

(도 1) 본 발명품인 전파 흡수체가 부착된 컴퓨터용 모니터의 도면

(도 2) 본 발명품인 전파 흡수체가 부착된 텔레비전의 도면

< 도면 부호의 설명 >

1. 전자파 흡수체 2. 전자기기의 본체

발명의 목적에서는

산화철(Fe₂O₃)50∼55중량%, 망간징크(Mn∼Zn) 15∼20중량%, 니켈징크(Ni∼Zn) 5-8중량%, 산화크롬((Cr₂O₃) 0.1∼0.2중량%, 산화나트륨(Na₂O) 0.15∼0.2중량%, 산화티탄(TiO₂) 0.1∼0.15중량%, 산화아연(ZnO) 8-10중량%, 산화규소(SiO₂) 3∼5중량%, 산화알미늄(Al₂O₃) 5∼8중량%, 산화칼슘(CaO) 0.5∼1중량%에 몰리브덴(Mo) 3-5중량% 광물질로 구성된 분말원료를 첨가하고 기타 물질인 분산제, 가소제를 섞은 후 물 30중량%를 넣고 잘 혼합한다.

혼합한 원료를 Ball-Milling기에서 잘 분쇄하여 미립자 분체로 형성시킨다. 이때 주의하여야 할 사항은 이분체가 미립자일수록 전자파 흡수에 지대한 영향을 미치므로 3㎛이하인 미립자 분체로 분쇄시킨다. 이분체는 보통 700∼800℃ 정도에서 건조시켜 과립형 분말을 만든다. 흔히 이 과정을 스프레이드라이(Spray-Dry)라고 한다. 과립형 분말로 프레스 성형을 하여야 양질의 성형체를 지속적으로 만들어낼 수 있으며 본 발명의 과립형 분체는 침투 자속밀도(Saturation Filx Density)가 매우 우수하며, 투자율은 25℃에서 10,000±20%의 고투자율의 특성을 갖추고 있으므로 뛰어난 전파 흡수력을 갖는 것이 특징이다.

상기 과립형 분체의 성형 과정은 유압프레스를 사용하며 유압 프레스기는 성형체의 모양에 따라 1-5 Ton/cm²의 프레스기가 각각 사용된다. 프레스에서 성형체를 만들어 밀폐된 소성로에 적재하고 적절량의 산소(O²)를 투입하면서 6-8시간에 걸쳐 1,400℃±2%까지 가열한 후 1시간 온도를 지속시켜 둔다. 그후 소성로에 가열을 중지하고 소성로 내에 적절량의 산소(O²)를 조금씩 투입하면서 서서히 냉각시켜 준다음 150℃정도에서는 소성로의 문을 조금씩 열어주면서 자연 냉각시켜 준다. 이 경우 성형체의 저항 치수는 500Ω±30%정도 매우 우수한 전도성 물질로 나타나는데 이것이 최상의 흡수체를 얻어낸 결과인 것이다.

완성된 전파 흡수체인 복합 세라믹은 전기. 전자. 통신기기에 용이하게 부착시키기 위해 도1, 도2 와 같은 모양으로 부착시키는 것이 바람직하다. 흡수체와 기기 사이에 부착은 두께 1mm의 양면 접착제를 사용하면 용이하게 부착할 수 있다.

제조된 본 발명품의 전파 흡수체의 흡수율 시험은 다음과 같이 진행하였다.

1. 측정 계측기 : 자기장 측정기

2. 측정 대상 : 텔레비전, 컴퓨터용 모니터

3. 측정 방법

가> 텔레비전이나 컴퓨터를 켜고 본 발명품을 부착하지 않은 상태로 5분이 지난 후 측정 계측기로 자기장 측정

나> 본 발명품을 도면 1, 2과 같이 부착한 후 텔레비전이나 컴퓨터를 켜고 5분이 지난 후 측정 계측기로 자기장 측정

이와 같은 방법으로 텔레비전이나 컴퓨터용 모니터에 본 제품을 부착하거나 부착하지 않고 측정된 시험 결과는 아래와 같다.

결과를 보면 본 발명품의 부착전과 부착후의 자기장의 측정치가 현저히 줄어드는 것을 볼 수 있다.

텔레비전이나 컴퓨터용 모니터에서 발생되는 전파와 인체가 어느 정도의 시간 이상을 접하게되면 인체에 열을 발생시키는데 이것이 우리 몸에 영향을 주는 전자파라는 것이 이미 알려져 있으며 이 전자파가 인체에 영향을 주어 신체장애를 일으킨다는 것이다. 상기 결과로 본 발명품은 통신. 전기전자기기에서 방출되는 자기장인 전자파를 다량 흡수하는 시험 결과를 얻었다.

본 발명품은 전자파가 발생하고 있는 정보통신 기기나 전기. 전자 기기들의 필요 부분에 간단히 부착하여 적절량 전파를 흡수시킴으로서 인체에 미치는 유해 전자파를 감소시켜 준다.

그리고 휴대폰 등의 통신기기들에서 발생되는 전파가 각종 측정용 장비들에게 영향을 미쳐 오동작을 일으키는 사고가 빈번히 발생되기 시작했는데 본 발명품을 통신기기에 부착하면 전파를 적절량 감소시켜 주어 측정 장비들의 오동작을 최소화시키는 역할을 할 수 있는 것이다.

Claims

산화철(Fe₂O₃)50∼55중량%, 망간징크(Mn∼Zn) 15∼20중량%, 니켈징크(Ni∼Zn) 5-8중량%, 산화크롬((Cr₂O₃) 0.1∼0.2중량%, 산화나트륨(Na₂O) 0.15∼0.2중량%, 산화티탄(TiO₂) 0.1∼0.15중량%, 산화아연(ZnO) 8-10중량%, 산화규소(SiO₂) 3∼5중량%, 산화알미늄(Al₂O₃) 5∼8중량%, 산화칼슘(CaO) 0.5∼1중량%에 몰리브덴(Mo) 3-5중량% 광물질로 구성된 분말원료를 첨가하고 기타 물질인 분산제, 가소제를 섞은 후 물 30중량%를 넣고 잘 혼합하는 것을 특징으로 하는 조성물.
청구 1항에 있어, 망간징크(Mn∼Zn) 15∼20중량%와 니켈징크(Ni∼Zn) 5-8중량%로 구성된 복합 세라믹을 구성하는 조성물
청구 1항에 있어, 몰리브덴(Mo) 3-5중량% 광물질로 구성된 분말원료를 첨가하여 사용한 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물