KR20020076868A

KR20020076868A - 전자파 흡수 원단 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020076868A
Application number: KR1020010017053A
Authority: KR
Inventors: 이범구; 한정석
Original assignee: 이범구
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11

Abstract

본 발명은 코팅 기술에 의한 전자파 흡수 원단 및 부직포의 제조에 관한 것으로,더욱 상세하게는 직물 및 니트 또는 부직포의 표면이나 이면에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와 전자파 흡수재를 배합한 전자파 흡수체를 코팅하여 전자파 흡수층을 형성하되, 전자파 흡수층의 수지와 전자파 흡수재의 배합비는, 합성 수지가 40∼99중량 %일 때 전자파 흡수재는 1∼60중량 %로 형성되며 상기 전자파 흡수재의 입자 크기는 0.1㎛∼10㎛의 미세한 분말로 형성된 것이다.

본 발명에 따른 전자파 흡수 원단은 불요불급하게 발생하는 생활 전자파로부터는 인체를 보호하는 의류로, 작업장에서는 근무복이나 작업복으로 이용 가능하고, 부직포의 용도로는 효율적이고,경제적인 산업용 부자재로서 이용이 가능하다.

Description

전자파 흡수 원단 및 그 제조방법 { Eelectromagnetic Waves Absorption Textile and its Method }

본 발명은 코팅 기술에 의한 전자파 흡수 원단 및 전자파 흡수 부직포에 관한 것으로, 상세하게는 직물 및 니트 또는 부직포의 표면이나 이면에 합성 수지와 전자파 흡수재를 배합하여 블랜딩한 후 코팅 가공하여 조성된 전자파 흡수 원단 및 전자파 흡수 부직포에 관한 것으로, 전자파의 유해성 논란과 기존 산업을 아우르며 점진적 규제를 시행해야 하는 제도적 차원의 와중에서 불요불급하게 발생되는 전자파 환경으로부터 전자파 흡수원단을 이용한 보다 적극적인 방어의 개념으로 인체를 보호하고, 전자파흡수 부직포로부터 안전치 못한 기존 전기, 전자제품의 보완 및 기존 설비의 유지, 생산계획 된 제품을 설계 변경없이 생산할 수 있는 방안을 제시하는데 그 목적이 있다.

일반적으로 우리가 일상생활에서 접하는 전철, 자동차 등을 포함한 운송기기 및 TV, 냉장고, 전자렌지등의 가전제품 또는 사무공간에서의 컴퓨터, 휴대전화 등을 포함하는 통신기기등 전자파가 발생하는 각종 장비 및 기구들과 가까이 생활하므로 과량의 전자파에 노출되어 있는 상황이다.

이에 따라, 전자파 환경을 개선하거나 제거하기 위한 노력이 이루어지고 있으나 아직은 미흡한 성과를 거두고 있다. 선진국에서는 한 발 앞서서 전자파 방어책에 대한 연구와 개발이 진행중이고, 국내에서는 근래에 들어서 기술 개발이 활성화되고 있다.

이러한 전자파의 차폐 및 소거에 관한 종래에 제안된 기술 및 그에 따르는 문제점을 살펴보면,

(원단)

첫번째. 도전성 섬유사(가제이나이트;Cu9S5)나 도전성 구리사를 이용한 직물로서 전기장을 차폐할 수는 있으나 접지가 필요하며, 감전의 위험성이 상존하게 되며 또한 직물로서 이용할 수 있는 범위가 한정적이다.

두번째. 폴리에스터 직물에 은(Ag),니켈(Ni),동(Cu) 등을 무전해 도금 방식으로 조성된 전자파 차단 섬유로 감전의 위험성이 상존하며, 세탁 견뢰도의 문제로 내구성이 떨어져 직물로서의 한계성을 갖는다.

(부직포)

부직포의 경우, 기존에는 본 발명과 유사한 제품이 없는 것으로 확인되었고,단지 일반 면사에 제전사를 90%이상 혼합하여 부직포 섬유형태로 제조한 것과 진공증착 방식에 의한 차폐섬유가 존재하나 이 또한 감전의 위험성이나 전자파 환경존속등의 한계를 갖는다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 기존의 도전사나 무전해 도금 방식에 의한 전자파 차폐방식에서 의류나 기타 직물로서 이용시 드레이프성, 견뢰도, 내구성, 감전 위험성 등을 보완하며, 전자파 흡수재를 합성수지와 혼합하므로 훌륭한 절연체로서의 역할과 기존제품의 부식성을 보완하는 부식 방지효과도 볼 수 있으며,전자파 흡수재로는 뮤(μ)메탈 0.1㎛∼10㎛의 미세한 분말을 사용하므로써 표면처리가 매끄러워 의류로 널리 쓰이는 일반 코팅 원단과도 차이점이 없으며, 합성수지를 선택적으로 작용하여 다양한 기능성을 부여할 수 있다. 이러한 원단 및 부직포를 코팅기술과 접목시켜서 얻을 수 있으며, 이를 통해 전자파 흡수 원단 및 산업용 부직포를 생산, 전자파 환경으로부터 인체를 보호하고 경제성 있는 산업용 부자재로 이용하고자 한다.

도 1 전자파 흡수 원단의 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 원단 및 부직포 2 : 전자파 흡수체충

3 : 전자파 흡수재

본 발명의 목적에 맞는 제품을 실현하기 위해서 용도에 맞는 소재를 직물 및 니트 또는 부직포 중에서 선택하여 P/D용으로 가공하고,

합성수지로는 열경화성 수지(페놀수지, 요소수지, 멜라닌수지, 알키드수지, 폴리에스텔 수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 프란수지)와

열가소성 수지(아크릴수지, 염화비닐수지, 초산비닐수지, 비닐아세틸수지,메틸메탈크릴수지, 폴리스틸렌수지, 폴리에틸렌수지, 폴리아미드수지, 셀룰로이드수지)중 하나 또는 둘 이상을 용도에 맞게 선택하고, 전자파 흡수재(Mn-Zn, Ni-Zn,Cu-Zn, Mg-Zn, Mg-Cu-Zn,Mn-Mg-AI)중 하나 또는 둘이상을 선택하여 합성 수지와 전자파 흡수재를 혼합하여 블랜딩한 전자파 흡수체를 선택된 원단 또는 부직포상에 코팅 재료로 사용한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서 의도하는 목적은 의류, 침장류 등으로 사용되는 원단 제품과 산업용으로 사용되는 부직포 제품 두가지이다.

이 때에 원단으로 사용되는 제품은 직물(Woven)과 니트(Non-Woven)의 조직과 직조기술을 달리하는 두가지 제품군이 있는데 직물(Woven)일 경우 코팅방법은 직접 코팅(Direct Coating) 방식으로 가공하며, 선택된 수지와 전자파 흡수재를 혼합하여 고르게 분포되도록 잘 블랜딩한 전자파 흡수체를 직접 코팅 방식으로 직물 표면에 분포시킨 뒤 80℃∼150℃ 사이의 건조기를 통과시켜 건조하되, 이 온도를 유지하여야만 고분자 화합물의 구조를 유지하고 코팅 견뢰도를 유지할 수 있다.니트(Non-Woven)일 경우에는 조직에서 나타나는 신축성을 감안하여 전자파 흡수체 도포 방식을 달리해야 하는데 이때에 사용되는 방법으로는 롤러코팅 방식을 적용하여야 되며, 건조시 온도는 위와 동일하다. 또 한가지 코팅 방법으로는 전사코팅 방식에 의한 것으로 일정한 무늬나 표면 상태를 나타낼 수 있는 릴리스 페이퍼상에 전자파 흡수체 막을 형성시키고 Backing용 직물이나 니트위에 이액형접착제를 사용하여 코팅한 후 24시간을 숙성하여 전자파를 흡수하는 합성피혁을 만들 수 있다.

부직포를 이용한 제품은 부직포의 신축성 또는 인장력 특성상 니트(Non-Woven)와 동일한 롤러코팅 기술을 적용하는 것이 바람직하며, 이때에 제품의 특성과 합성 수지의 선택에 따라 혼합 및 블랜딩 과정과 시간을 달리하여 코팅한다.

위의 과정에서 전자파 흡수체로 조성된 조성물의 배합량은 선택된 합성 수지의 양이 40∼99중량 %이고, 전자파 흡수재의 양은 1∼60중량 %이다. 여기에서 보다 바람직하게는 합성 수지의 비율이 50∼90중량%이며, 전자파 흡수재는 10∼50중량 %일 때이다.이때 전자파흡수재의 중량이 50중량 %이상이면 표면이 거칠고 견뢰도의 문제가 발생할 수 있으며 10중량 %이하일 때는 흡수효과가 적어질 수 있다.

부직포는 산업용으로 이용하게 되므로 전자파 발생환경이 상이하게 나타날 수 있다.따라서 사용되는 수지의 종류를 적절히 선택해야 되고, 주파수 대역이 다르게 나타남으로 인해 가장 적절한 전자파 흡수재와 투입량 및 코팅 횟수를 조절해야 된다. 원단으로 의류용이나 침장류중 의생활 용도로는 주로 생활 주파수 대역에 맞는 소재를 사용하며, 특히 합성수지의 선택시 유의 사항으로는 인체에 직접 접촉하므로 인체에 가급적 무해한(예;실리콘, 폴리우레탄수지 등) 합성 수지를 선택하여 사용해야 한다.

아래의 결과는 실시예로서 Cotton 100% 직물에 직접 코팅 방식에 의해 형성시킨 전자파 흡수원단으로 생활주파수 대역을 주로 흡수할 수 있는 흡수재(Ni-Zn;입자의 평균지름 3.15∼9.92㎛)를 사용 하였으며, 아래표는 이 소재로 한국표준과학 연구원에서 흡수율 테스트를 한 결과이다.

표 1

표 2

시험에 사용된 장비

시험 방법

1) 피시험 시편의 두께를 측정하여 기록한다.측정된 시편의 두께는 0.75 mm이다.

2) 제작된 피시험 시편을 동축형 air-line에 끼우고, 이를 회로망 분석기의 포트1 과 포트2 사이에 연결하여 'full 2-port 모드'에서 S₁₁과 S₂₁을 측정한다. 피시험시편은 회로망 분석기의 포트 1 기준면에 가능한 한 가까운 위치에 설치 한다.

3)측정한 S-파라미터를 이용하여 반사 손실(Г)과 전송 손실(T)를 계산한다.

(Γ는 │Г│≤1이 되도록 부호를 정한다)

4) 최종 결과는 데시벨로 기록한다. 즉, 반사 손실은 20log │Г│로, 전송손실은 20log │Г│로 표시된다.

위의 표에서 살펴본 바와같이 본 발명의 전자파 흡수재는 자기장을 주로 흡수하는 물질 뮤(μ)메탈로 이루어져 있으므로 인체에 해로운 주요 요인인 자기장을 효과적으로 흡수함을 알 수 있다. 이때 이 뮤(μ)메탈은 전자파를 흡수한 후 미열로서 에너지를 방출한다.

위에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 전자파 흡수 원단 및 전자파 흡수 부직포는 직물, 니트, 부직포 에 전자파 흡수재와 열경화성 수지 또는 열가소성수지를 혼합한 전자파 흡수체를 코팅 기술을 적용시켜 형성된다. 이 제품들은 불요불급한 전자파 환경으로부터 인체의 피해를 최소화하는 의류, 침장류, 생활 소품 등으로 활용되며, 기기 자체에서 발생되는 전자파로부터는 기기 자체의 오작동 방지용 내장재, 건축 내장재등으로 활용함과 동시에 전자파의 영향을 사용자에게 최소화 할 수 있다.

또한, 사용 용도나 사용환경에 적합한 합성 수지를 첨가하므로써 발수, 투습 방수, 소음 방지, 절연 효과 등 다기능성과 비용의 경제성을 갖을 수 있다.

Claims

직물 또는 니트의 표면이나 이면에 열경화성 수지(페놀수지, 요소수지, 멜라닌수지, 알키드수지, 폴리에스텔수지, 실리콘수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 프란수지)와 열가소성 수지(아크릴수지, 염화비닐수지, 초산비닐수지, 비닐아세틸수지,메틸메탈크릴수지, 폴리스틸렌수지, 폴리에틸렌수지, 폴리아미드수지, 셀룰로이드수지)중 하나 또는 그 이상의 수지가 전체 중량의 40∼99중량 %를 점유하고, 위의 선택된 수지에 0.1㎛∼10㎛의 입자크기를 갖는 전자파 흡수제(Mn-Zn, Ni-Zn, Cu-Zn, Mg-Zn, Mg-Cu-Zn, Mn-Mg-AI)를 1∼6O중량%로 하여 혼합 블랜딩한 전자파 흡수체를 직접 코팅, 롤러코팅, 전사 코팅의 기술로 코팅하여 건조 완성된 전자파 흡수성을 갖는 전자파 흡수 원단.
청구 1항에 있어서

직물 또는 니트의 대체로서 부직포를 사용한 전자파 흡수 부직포.