KR20090038996A - 오징어 뼈와 굴 패각을 이용한 전자파 차폐제 제조 및 그용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키토산, 오징어 뼈와 굴 패각을 이용한 전자파 차폐제 개발에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 일반적으로 이용되는 굴 패각과 오징어의 뼈에서 베타 키틴을 분리 정제하여 베타 키틴을 이용하여 폴리아닐린화 반응을 시킨 제품을 개발하고,이를 이용하여 일정량의 전도성 카본 블랙 및 전자파 흡수체가 혼합된 코팅제를 각각 일정한 두께로 코팅하여 제조한 전자파 차폐제에 관한 것을 요지로 한다.

상기 목적을 이루기 위해 사용되는 전자파 차폐제의 제조공정은 , 전계를 차단할 수 있는 키토산-그래프트- 폴리아닐린 (chitosan-graft-polyaniline)과 전도성 카본블랙 분말(1:1), 그레파이드와 자계를 흡수할 수 있는 페라이트(ferrite)분말. 그리고 (Co-Cu, -Zn-Mn, -Zn-Ni-, -Zn-Mg-, Ni-Zn-Cu-ferrite)중 어느하나 이상을 이용하는방법으로 각각 3∼20중량％. 그리고 전계 및 자계 지지체로서(굴껍질, 오징어 껍질, 기타 조개류 패각 분체 분말), 알파키토산,베타키토산, 알긴에이트, 알긴산, 기타 해조류 분말그리고 제지, 섬유 등을 각각 3-50％을 구성하는것으로 전자파 차단제 및 전자파 차단 층을 형성하는 제조방법. 그리고 혼합 용제로서 폴리우레탄,경화제,폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테레프탈레이트, 폴리아크릴, 폴리실리콘, 에칠에테르, 아세톤, 톨루엔, 에칠아세테이트, 메탄올, 에탄올, 다이메칠아세트아마이드, 물 등이 혼합된 코팅제를 이용한 구성 성분별 층(layer) 형성, 코팅을 형성하여 제조한 전자파차폐기능을 갖는제조방법 및 용도로서 두께는 0.5～5mm정도의 층으로 구성하고, 70～150℃의 온도로 건조하는 공정으로 기존의 전자파 차단제에서 차폐하지 못하는 자계의 차폐에 대해서도 우수한 성능이 나타내고, 항균, 항진균 효과를 나타내어 안정성에 우수한 효능을 갖는 장점이 있다.

전자파, 차폐제, 코팅제,도료제

Description

오징어 뼈와 굴 패각을 이용한 전자파 차폐제 제조 및 그 용도{Preparation method of electromagnetic wave shielding by squid bone and oster shell}

본 발명은 유해 전자파 차폐를 할 수 있는 코팅 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리 프로필렌 물질과 전자파 차단제 물질이 혼합되어 있는 수지원액을 이용하여 코팅처리 방법으로 전자파를 발생하는 용기 등의 특정 부분에 코팅 및 피막을 형성시킬 수 있도록 하는 전자파 차단제의 유해파 차단제 코팅제 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 전자파와 인체의 유해성에 대하여 논란이 지속되고 있으나, 전자파가 인체에 악 영향을 미친다는 사실들은 간과할 수 없는 사실이다. 그러므로 상기와 같은 전자파로부터 인체에 대한 피해를 최소화하기 위하여 여러 가지 방법이 이용되고 있으나 실용화 되고 있는 것은 거의 없다. 특히 실용화 된다 하더라도 그 효과가 낮거나 완전한 전자파 차폐를 이룰수 있는 목적과는 크게 다르다 할 수 있다. 따라서 전자파를 구성하는 전계 및 자계 노출로부터 인체를 보호할 수 있는 제지, 판넬, 의류제 같는 전자제품 인 생활용품에서 발생되는 전자파를 차단하는 전자파 차폐막으로 활용될 수 있는 전자파 차폐제품이 절실하게 요구되고 있다. 따라 서 본 발명자는 전자파 차폐제를 개발하기위하여 오지어 뼈와 굴 패각 키토산-그래프트- 폴리아닐린 (chitosan-graft-polyaniline)(1;1), 해조류 성분 등을 이용한 전자파 차폐제 개발에 관한 것으로, 특히 전자기기 등에서 발생하는 전자파 중 기존의 전자파 차단제가 차단 해 주지 못했던 자계를 동시에 차폐하여 인체의 전자파 유입을 최소 화 시켜서 다양한 응용 전자파 차폐제 제품으로 제작이 가능하다 할 수 있다. 특히 전자파는 각종 전자 기기나 전선 등 전기를 이용하는 물체에서 발생하며 전계와 자계로 구성되어 있다. 전계는 전압이 높을수록 그리고 자계는 전류의 세기가 클수록 증가하며, 또한 주파수가 높을수록 전자파가 갖는 에너지는 증가한다. 이러한 전자파를 효과적으로 차폐 및 차단을 하기 위해서는 전계와 자계의 특성을 구분하여 전자파를 흡수 또는 반사 시키는 제제를 개발해야 한다. 그래서 사용되는 전자파 차단용 제재는 일본 특공소 40-27400호로서 부도체인 섬유를 이용하여 알칼리로 에칭을 한 다음 중화처리 공정을 거쳐 전자파 차단성이 있는 전도성 금속인 구리나 니켈을 증착 도금하여 산업용 차단 재료 또는 전자파 차단용 의류의 안감용으로 제조하는 방법이 있으며, 전도성 금속을 원사에 코팅 후 섬유로 제조하는 방법 및 합성 섬유의 표면에 황산동을 피복하여 제조한 유기 전도성 섬유와 통상의 섬유를 혼섬하여 제조하는 방법등이 알려져 있다. 그러나 이러한 전자파 차단용 섬유들은 전도성 금속물질을 사용하므로 전계의 반사 차단효율은 있으나, 물체를 통과하는 자계에 대한 차폐효율은 낮다 할 수 있다. 특히 반복 착용과 세탁시 전도성 입자들이 섬유에서 떨어져 이로 인해서 전자파 차폐 성능이 크게 떨어지는 문제점이 존재한다.

상기에서 제시한 개발내용은 종전 전자파 차폐제의 문제점들을 해결하기 위한 연구를 착안한것으로서, 전자파 중에서 전계의 차단 뿐 만 아니라 기존의 전자파 차단 섬유가 막아주지 못했던 자계를 차폐함으로서 휴대용 제품들의 전자파 방출 과다 노출에 대한 전계가 인체를 통하여 흐르는 것을 차단하며, 특히 일반 전계 차단 층이 전자파 중에서 자계을 방어하지 못하는 것을 자계 차폐층을 개발하고 이를 이용하여 전자파를 차단하는본 발명에 따른 기술을 적용하여 전계 차단층으로 구성되고, 코팅 및 충진된 전자파 차폐제를 제공함으로써 전계 및 자계를 모두 방어할 수 있게 하는데 본 발명의 목적이 있다 할 수 있다.

본 발명은 금속판의 다수 부분을 에칭시켜 특정 무늬모양을 형성하는 건축용 금속재 장식판에 있어서, 상기 금속판의 보호피막을 형성하고자 하는 특정부분을 제외한 나머지 부분에 마스킹 잉크를 도포하는 단계, 상기 마스킹 잉크가 도포된 금속판을 코팅원액이 내장된 피막 형성장치에 유입시켜 코팅원액과 금속판에 서로 다른 전극을 각각 인가하여 전리현상에 의해 마스킹 잉크가 개방된 부분에 수지 전착시켜 보호피막을 형성하는 단계, 상기 단계 후 금속판을 피막 형성장치로부터 분리시켜 세척하고 150℃에서 약 2시간 동안 열처리하는 단계, 상기 단계 후 금속판의 전 표면을 희석재로 용해시켜 금속판에 도포된 마스킹 잉크를 제거하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

상기의 방법으로 제조된 전자파 차폐 제는 기존의 전자파 차단 제 물질의 전계 차단층효능이 인체에까지도 해를 미치는 등 최근 휴대용 전자제품에 까지도 전자파 방출로 인한 문제점이 해소가 되지 못하고 있다. 특히 전계가 인체를 통하여 흐르는 것을 방어한다던가, 전계 차단 층이 전자파 중에서 자계를 방어하지 못하는 문제점을 해결하기 위해서 자계 차폐층과 전계 차폐층을 새로운 연구방법으로 구성하고, 또 전자파 차폐재 표면에 코팅하여 전계 차단과 자계 차폐층이 코팅된 전자파 차단 제 제품을 제공함으로써, 전계 및 자계를 모두 방어할 뿐만 아니라 더 나아가 본 발명으로 제조된 전자파 차폐기능을 갖는 다양한 산업분야에 활용하는 전자제품 전 제품에 응용할 수 있어서 각종 전자 기기 등에서 발생하는 전자파의 피해로부터 인체를 보호할 수 있고, 휴대용 코팅제, 커버, 벽지, 의류제품에까지 적용하여 전자파를 차단 할 수 있다고 본다.

본 고안은 전자파 차폐기능을 갖는 차폐제 제조와 자계 차폐제를 복합화 한것에 관한 것으로써, 일반적으로 전기장을 차단할 수 있는 키토산-그래프트- 폴리아닐린 (chitosan-graft-polyaniline)(1;1), 전도성 카본블랙과 자기장을 흡수할 수 있는 물질(Mn-Zn-, Ni-Zn-, Mg-Zn-, Mg-Cu-Zn-ferrite 중 어느 하나)등을 각각 4∼20중량％ 혼합 후 균일하게 분산하여 전자파 차폐 즉 차단제를 제조하였다. 코팅제는 모듈러스가 낮은 수지를 사용하고, 제조된 전자파 차단제 조성물을 코팅을 하는 공정은 1차적으로 전자파 차단제 표면에 자기장 코팅층을 형성 후 건조하고, 그 위에 전기장 코팅층을 입혀서 건조한 후, 다시 자기장 코팅층을 형성하는 방법으로 코팅공정과 건조공정을 반복하여 0.5～5mm정도의 층으로 조절 하였다. 그리고 건조는 60～150℃의 온도로 제 1건조 쳄버에서 건조하는 건조공정을 통하여 전자파 차단층이 피복된 전자파 차단제를 제조하였다. 본 발면의 사용 예로는 전자파제 개발시 층별 충진제 뿐만이 아니라 섬유재료 그리고 내장재, 벽지 같은 종이류에서도 전자파 차폐 효능을 적용하는 방법이 가능하게 된다. 특히 저주파대역과 고주파대역 모두에서 전자파 차폐효과를 낼 수 있는 제품으로, 즉 측정된 60Hz인 저주파대역에서부터 6GHz 고주파대역까지 광대역에서 차폐효과가 나타났으며, 그 효과는 최소 감쇄율이 50％이었고, 어느 특정 주파수대역에서는 99％ 이상의 감쇄율을 나타내었다. 또한 6GHz이상에서도 동등한 차폐효과를 나타내므로 전력 송신제품이나 통신제품 등 지에서 발생하는 전기장과 자기장의 차폐가 가능하여 전자파 차폐 커튼이나 앞치마 그리고 향후 개통될 IMT-2000, Blue tooth 등의 통신환경에서도 발생하는 전자파 노출환경을 방어하는 제품으로 이용할 가능성이 매우 높다 할 수 있다. 이상에서 본 고안의 특정한 실시예를 설명 및 도시하였으나 본 고안은 전자파 차단 필용성이 있는 다양한 분야에서 여러 형태로 변형되어 실시될 가능성이 매우 높다 할 수 있다.

[실시예 1] 전자기파 장해방지 패널의 제조방법에 있어서, 전자파를 차단하기 위하여 탄소섬유를 종이형태로 가공시킨 탄소섬유지를 방향이 엇갈리게 전체대비 1∼15wt％가 되도록 2∼40장 적층시킨 후 이를 목재 혹은 폐지를 포함한 종이제 조용 펄프섬유 전체대비 1∼15wt％와 콘크리트 전체대비 70∼95wt％ 및 알루미늄섬유 0.5∼3wt％, 분산제로 카르복시메털셀룰로오스나 메틸셀룰로오스 0.03∼2wt％, 유리섬유 0.5∼3wt％와 혼합한 목재-콘크리트혼합제 WCPC에 함침시키고 일정한 몰드에서 열압프레스를 사용하거나 혹은 압출방식으로 일정한 두께의 형상을 지닌 패널을 제조한다.

[실시예 2] 상기한 실시예1의 방법에 추가하여 그라파이트 플레이크(graphite flake) 0.5∼5wt％를 미쇄화한 후 투입하고 자기파 차폐효과가 큰 고무분말과 페라이트 0.5∼5wt％를 혼합 투입하며, 혼합제인 리그노슬포네이트를 미량 첨가하여 전자기파 차폐효과를 극대화시킨다.

[실시예 3] 상기 실시예1과 2에 의해 만들어진 패널의 외형이 수려토록 그 표면에 목재무늬 혹은 임의의 형태로 가공한 시트로 표면을 덧씌워 보강한다.

본 발명은 전자파에 대한 자체 저항성을 갖는 전도성 고분자 물질을 일정비율 도료에 혼합하여 제조한 전자파 차폐용 도료로서 각종 전자기기의 케이스 내외측, 건물의 내외측과 바닥 및 선박의 내외측 등에 도포함으로써 각종 전자기기로부터 방출되는 광대역의 유해 전자파를 차단할 수 있는 제품으로 산업화 할 수 있음

도 1은 전자파 차폐제의 구성 공정과정을 나타냄

Claims (2)

1. 전계를 차단할 수 있는 키토산-그래프트- 폴리아닐린 (chitosan-graft-polyaniline)(1;1), 전도성 카본블랙 분말, 그레파이드와 자계를 흡수할 수 있는 페라이트(ferrite) 분말. 자기장을 흡수할 수 있는 물질(Co-Cu, -Zn-Mn, -Zn-Ni-, -Zn-Mg-, Ni-Zn-Cu-ferrite) 중 어느 하나를선택하여 각각 3∼20중량％을 갖는 제조방법 그리고 전계 및 자계 지지체로서 (굴껍질, 오징어 껍질, 기타 조개류 패각 분체 분말), 알파키토산, 베타키토산, 알긴에이트, 알긴산, 기타 해조류 분말 그리고 제지, 섬유등을 각각 3-50％을 구성하는것으로 전자파 차단제 및 전자파 차단 층을 형성하는 제조방법. 그리고 혼합 용제로서 폴리우레탄, 경화제,폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테레프탈레이트, 폴리아크릴, 폴리실리콘, 에칠에테르, 아세톤, 톨루엔, 에칠아세테이트, 메탄올, 에탄올, 다이메칠아세트아마이드, 물 등이 혼합된 코팅제를 이용한 구성 성분별 층(layer) 형성, 코팅을 형성하여 제조한 전자파차 폐기능을 갖는 제조방법 및 용도
2. 제 1항에 있어서, 표면의 코팅은 자계 흡수층, 전계 차단층, 자계 흡수층 순으로 3중 코팅을 하여 최종적으로는 0.05∼10mm 두께로 제조되는 것을 특징으로하는 전자파 차폐기능을 갖는 제지, 섬유, 플라스틱, 비닐제품 및 산업용 코팅제

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