KR20100016283A - 직물로 만들어진 전자기 보호 외피 - Google Patents

직물로 만들어진 전자기 보호 외피 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 직물(10)로 만들어진 전자기 보호 외피는 제1 방향(X)으로 연장되는 전도성 필라멘트와 전도성 필라멘트와 엇갈리게 짜여진 비전도성 필라멘트에 의해 형성된다. 이것은 특히 항공 응용예의 케이블을 차폐하는데 사용된다.
전자기 보호 외피, 직물, 케이블, 필라멘트, 섬유

Description

직물로 만들어진 전자기 보호 외피 {ELECTROMAGNETIC PROTECTION SHEATH MADE OF TEXTILE}
본 발명은 직물로 만들어진 전자기 보호 외피(sheath)에 관한 것이다.
본 발명은 차폐성을 갖는 외피에 의해 전자기 간섭(Electromagnetic interference: EMI)으로부터 전기 전도체 또는 기타 전도체를 보호하는 것과 대체로 관련이 있다.
직물 외피는 미국 특허 제4,684,762호에 개시되어 있다.
그러한 외피는 섬유의 일부만이 전도성을 갖는 필라멘트로부터 직조(weaving) 또는 브레이딩(braiding)된 직물로 구성된다.
따라서, 적어도 20중량% 내지 80중량%의 전도성 섬유를 포함하는 필라멘트로 형성된 날실(warp thread)과 1중량% 내지 20중량%의 전도성 섬유를 포함하는 필라멘트로 형성된 씨실(weft thread)을 포함하는 직물 외피가 공지되어 있다.
따라서, 이러한 종류의 외피는 종방향 및 횡방향으로 전도성 필라멘트를 가짐으로써, 전자기 차폐 직물 구조체 내의 필라멘트 교차부에서 전기적 연결이 만들어질 수 있게 한다.
그러나, 높은 비율의 전도성 금속을 포함하는 이들 외피는 비교적 무거우며, 이는 특히 항공우주 응용예에서 문제가 된다.
본 발명의 목적은 상술한 단점에 대한 해결책을 제공하고, 따라서 경량의 전자기 보호 외피 구조체를 제안하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 직물이 제1 방향으로 연장되는 전도성 필라멘트 및 상기 전도성 필라멘트와 엇갈리게 짜여진 비전도성 필라멘트로 형성되는 것을 특징으로 하는 직물 전자기 보호 외피를 목표로 한다.
본 출원인은 직물 구조체 내에서 전도성 필라멘트들이 교차하지 않는 효과적인 전자기 보호 외피를 얻는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.
직물 구조체의 전도성 필라멘트는 엇갈리게 짜여진 필라멘트에 의해 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
한 방향으로만 전도성 필라멘트를 포함하는 이러한 직물 구조체는 외피를 경량화하고, 또한 사용되는 직물의 가요성 덕분에 끼우기 쉬워진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 제1 방향은 외피의 종방향에 대응한다.
따라서, 전도성 필라멘트는 외피의 종방향으로 연장되어, 외피에 의해 덮인 케이블의 효과적인 전자기적 보호를 제공한다.
유리하게는, 비전도성 필라멘트는 적어도 하나의 열성형 가능한 쓰레드(thread)를 포함한다.
열성형 가능한 쓰레드의 존재 덕분에, 직물의 열처리에 의해 자동-폐쇄(self-closing) 보호 외피를 얻는 것이 가능하다.
따라서, 외피는 편평한 직물로부터 생산될 수 있고, 그 후 이 편평한 직물 자체가 열성형되어 관형 외피를 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 실용 실시예에서, 직물은 직조(weaving)되며, 전도성 필라멘트가 날실을 구성하고 비전도성 필라멘트가 씨실을 구성한다.
다른 실시예에서, 직물은 브레이딩되며, 전도성 필라멘트가 직물의 종방향으로 연장되고, 비전도성 필라멘트는 직물의 종방향에 교차하는 방향으로 브레이딩된다.
본 발명의 다른 유리한 특징에 따르면, 비전도성 필라멘트는 전도성 필라멘트의 직경보다 큰 직경을 가짐으로써, 전도성 필라멘트에 대해 기계적 보호를 제공한다.
따라서, 외피의 차폐성은 외피의 마찰에 의한 마모가 발생하는 경우에도 저하되지 않으며, 이러한 마찰은 직경이 더 큰 비전도성 필라멘트에만 국한된다.
본 발명의 기타 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 더욱 명확해질 것이다.
첨부된 도면은 비제한적인 예시를 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 보호 외피의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자기 보호 외피의 직물을 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자기 보호 외피의 직물을 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는, 도 1과 유사한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 전자기 보호 외피를 도시한다.
본 발명의 이러한 실시예에서, 보호 외피는 편평하게 형성된 직물을 열성형 공정에 의해 관형 외피로 변형함으로써 생산된다.
이것은 종방향으로 갈라져 있고 자동-폐쇄되는 관형 전자기 보호 외피(10)를 형성하고, 관형 전자기 보호 외피(10)의 종방향 에지(10a, 10b)는 전자기 보호 외피(10)가 끼워지는 케이블 다발의 직경에 따라 더 크거나 또는 더 작은 중첩부를 갖는다.
외피의 이러한 자동-폐쇄 구조는 케이블 다발의 단부들이 연결되어 있는 경우에도 케이블 다발 둘레에 외피를 끼우고 유지하는 것을 용이하게 한다.
이러한 구조는 종방향 에지(10a, 10b)들을 분리하여 케이블 다발 둘레로 외피를 통과시키기에 충분하다.
이러한 구조는 유지보수 작업 동안 다발에 케이블을 추가하고 케이블을 보는 것을 가능하게 한다.
이 외피(10)는 형상 기억력에 의해 자동적으로 에지(10a, 10b)들이 서로 포개어지는 상태로 폐쇄된다.
본 발명의 이러한 보호 외피를 생산하는데 사용되는 직물은 예를 들어 직 조(weaving), 브레이딩(braiding) 또는 니팅(knitting) 공정에 의해 생산되는 여러 종류의 것들일 수 있다.
일반적으로, 이러한 직물은 두 가지 유형의 필라멘트로 형성된다.
- 하나는 제1 방향, 예를 들어 도 1에 도시된 실시예에서 외피(10)의 종방향(X)으로 연장되는 전도성 필라멘트이고,
-다른 하나는 전도성 필라멘트와 엇갈리게 짜여진 비전도성 필라멘트이다.
전도성 필라멘트와 엇갈리게 짜여진 이들 비전도성 필라멘트는 외피의 종방향(X)으로 연장되는 전도성 필라멘트와 (직각으로 또는 다른 방식으로) 교차하는 방향으로 연장된다.
이 실시예에서, 외피의 자동-폐쇄 특성을 제공하기 위해, 이들 비전도성 필라멘트는 적어도 하나의 열성형 가능한 쓰레드를 포함한다.
더 일반적으로, 전도성 필라멘트는 쓰레드 또는 섬유로 구성될 수 있다.
특히 브레이드의 형태이거나 또는 직조 또는 부직 브레이딩된 스트립의 형태인 임의의 유형의 쓰레드 또는 섬유 조립체가 사용될 수 있다.
전도성 쓰레드 또는 섬유는 금속으로 만들어지거나 또는 금속화될 수 있다.
따라서 쓰레드 또는 섬유의 조립체는 금속 쓰레드 또는 섬유, 금속화된 쓰레드 또는 섬유, 또는 금속 쓰레드 또는 섬유와 금속화된 쓰레드 또는 섬유의 혼합물일 수 있다.
쓰레드 또는 섬유의 조립체는 전도성 쓰레드 또는 섬유의 적어도 일부를 포함한다.
따라서, 전도성 필라멘트는 전도성 쓰레드 또는 섬유로만 구성될 수 있거나 또는 일부만이 비전도성 쓰레드 또는 섬유로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 전도성 금속 쓰레드 또는 섬유는 구리로 또는 임의의 다른 전도성 금속 재료로 생산될 수 있다.
전도성 쓰레드 또는 섬유는 동등하게 금속화된 비전도성 쓰레드, 즉 예를 들어 구리 또는 은과 같은 전도성 코팅으로 코팅된 쓰레드로부터 형성될 수 있다.
예를 들어 듀퐁 드 네모아(du Pont de Nemours)의 Aracon(등록상표) 금속화된 폴리머가 사용될 수 있다.
전도성 쓰레드 또는 섬유는 동등하게 전도성 재료 입자 또는 섬유로 충전된 폴리머 또는 엘라스토머 재료로부터 생산될 수 있다.
예를 들어 노벨파이버(Nobbelfiber)의 X-static(등록상표) 재료가 사용될 수 있다.
유사하게, 비전도성 필라멘트는 쓰레드 또는 섬유로, 또는 예를 들어 비전도성 쓰레드 또는 섬유의 브레이드 또는 브레이딩된 직조 또는 부직 스트립과 같은 조립체로 구성될 수 있다.
이들 비전도성 쓰레드 또는 섬유는 예를 들어 광물 또는 합성 섬유로 또는 광물 섬유와 합성 섬유의 혼합물로 구성될 수 있다.
광물 섬유는 예를 들어 유리 섬유일 수 있다.
비전도성 합성 섬유는 폴리에스테르, PPS(폴리페닐렌설파이드), PEEK(폴리에테르에테르케톤), 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PEI(폴리에틸렌이민), PEK(폴리에테르케톤) 또는 PEKK(폴리에테르케톤케톤)으로 형성될 수 있다.
이들 섬유는 열성형 가능하다는 이점을 갖는다.
또한, 동등하게 듀퐁 드 네모아의 Nomex(등록상표) 메타-아라미드 섬유 또는 Teflon(등록상표) PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 섬유를 사용하는 것이 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 직물의 일례는 직조(weaving)에 의해 생산된다.
전도성 필라멘트(11)는 위브(weave)의 날실을 구성하고, 종방향(X)으로 연장된다.
비전도성 필라멘트(12)는 위브의 씨실을 구성하고, 따라서 종방향(X)에 대해 실질적으로 직각인 횡방향으로 연장된다.
이 예에서, 전도성 필라멘트(11)는 예를 들어 브레이딩된 구리 와이어로부터 생산될 수 있고, 비전도성 필라멘트는 열성형 가능한 PPS 모노필라멘트일 수 있다.
비전도성 필라멘트(12)는 바람직하게는 전도성 필라멘트(11)의 직경보다 큰 직경을 갖는다.
따라서, 마찰 또는 연마에 의한 외피의 마모는 비전도성 필라멘트(12)에 국한된다.
따라서 외피의 차폐성은 마찰에 의한 외피의 마모가 발생한 경우에도 보존될 수 있다.
도 3은 직물의 제2 실시예를 도시한다.
직물은 브레이딩에 의해 생산된다.
전도성 필라멘트(11')는 브레이딩된 직물의 종방향(X)으로 연장된다.
비전도성 필라멘트(12')는 직물의 종방향(X)과 교차하는 방향으로 브레이딩된다.
따라서, 이들은 전도성 필라멘트(11') 둘레에 브레이딩되어, 엇갈리게 짜여진 직물 구조를 형성한다.
이 실시예에서는, 본 발명을 제한하지 않는 방식으로, 전도성 필라멘트(11')는 브레이딩된 구리 와이어로 구성된다.
비전도성 필라멘트(12')는 열성형 가능한 PPS 쓰레드로 구성된다.
물론 다른 유형의 전도성 및 비전도성 재료 또는 필라멘트가 사용될 수 있다.
상술한 2개의 실시예에서, 직물 구조체는 필라멘트들이 교차하는 교차 전도성 필라멘트를 갖지 않는다.
그럼에도 불구하고, 전도성 필라멘트가 제1 방향으로, 이 실시예에서는 외피의 종방향으로 서로 평행하게 연장되면, 전자기 보호는 효과적으로 유지된다.
외피의 다른 방향으로 비전도성 필라멘트를 사용하는 덕분에, 외피의 중량을 제한하고 외피에 만족스러운 가요성을 부여하는 것이 가능하다.
비교적 경량인 이러한 유형의 전자기 보호 외피는 항공기 내의 케이블 다발을 보호하기 위한 항공우주 응용예에 특히 적합하다.
열성형 가능한 쓰레드의 사용 덕분에, 직물 구조체는 직조 또는 브레이딩에 의해 편평하게 만들어질 수 있고, 그 후 200℃ 이상의 온도에서 열처리되어 열성형 가능한 쓰레드가 실질적으로 외피의 횡방향으로 변형되고, 따라서 자동-폐쇄된다.
물론, 외피(10)는 자동-폐쇄될 필요가 없고, 대신에 그것의 종방향 에지(10a, 10b) 상에 폐쇄 수단을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, Velcro(등록상표) 테이프 유형의 자동-파지(self-gripping) 폐쇄 수단(13)이 케이블 다발 둘레의 외피를 폐쇄하기 위해 외피(10)의 종방향 에지(10a)의 내부면과 종방향 에지(10b)의 외부면 상에 제공될 수 있다.
또한 외피(10)는 또다른 열성형 처리의 도움으로 자동-폐쇄 특성을 가질 수 있다.
예를 들어, 편평하게 직조되고 반으로 접힌 외피의 냉간 프레싱은 외피에 형상 기억 구조를 부여할 수 있다.
따라서 그러한 외피는 케이블 다발 둘레에 배치된 후에 폐쇄된 형상으로 복귀하여 케이블 다발을 덮을 수 있다.
물론, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
구체적으로, 전자기 보호 외피는 동등하게 니팅에 의해 생산될 수 있다.
유사하게, 전자기 보호 외피는 적절한 직조, 브레이딩 또는 니팅 기술에 의해 폐쇄된 관형 외피의 형태로 곧바로 생산될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 방향(X)으로 연장되는 전도성 필라멘트(11, 11') 및 상기 전도성 필라멘트(11, 11')와 엇갈리게 짜여진 비전도성 필라멘트(12, 12')로 직물이 형성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 방향은 외피(10)의 종방향(X)에 대응하는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비전도성 필라멘트(12, 12')는 적어도 하나의 열성형 가능한 쓰레드를 포함하는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 자동-폐쇄되는 종방향으로 갈라진 외피로 구성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외피(10)의 종방향 에지(10a, 10b) 상에 자동-파지 폐쇄 수단(13)을 포함하는 종방향으로 갈라진 외피로 구성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 형상 기억력을 갖는 종방향으로 갈라진 외피로 구성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폐쇄된 관형 외피인 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 직물은 직조(weaving)되며, 상기 전도성 필라멘트(11)가 날실을 구성하고 상기 비전도성 필라멘트(12)가 씨실을 구성하는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 직물은 브레이드이며, 전도성 필라멘트(11')는 직물의 종방향(X)으로 연장되고 비전도성 필라멘트(12')는 직물의 상기 종방향(X)과 교차하는 방향으로 브레이딩되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 전도성 필라멘트(11, 11')는 브레이딩된 구리 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 비전도성 필라멘트(12, 12')는 PPS 쓰레드로 구성되는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 비전도성 필라멘트(12, 12')는 전도성 필라멘트(11, 11')의 직경보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는
    직물 전자기 보호 외피.
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