KR20120089291A - 모듈형 중합체 ｅｍｉ／ｒｆｉ 씰 - Google Patents

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카틱 바이디스완란
호세 알. 수자
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

씰은 환형의 공동을 갖는 씰 본체, 및 환형 공동 내부의 환형 스프링을 포함한다. 씰 본체는 열가소성 재료와 충전재를 함유한 복합재료를 포함한다. 복합재료는 약 0.5 GPa 이상의 영률, 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항, 약 20% 이상의 연신율, 약 104 Ohm/sq 이하의 표면비저항, 또는 이들의 임의 조합을 가질 수 있다.

Description

모듈형 중합체 ＥＭＩ／ＲＦＩ 씰{MODULAR POLYMERIC EMI/RFI SEAL}
본 발명은 일반적으로 전자파 간섭/고주파 간섭(EMI/RFI) 가스켓에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 모듈형 중합체 EMI/RFI 씰 및 쉴드(차폐물)에 관한 것이다.
전자잡음(EMI) 및 고주파 간섭(RFI)은 전자장치에 존재하는 바람직하지 않은 전자기 에너지이다. EMI는 전자장치 내부와 주변에서 의도치 않게 발생되는 전자기 에너지로부터 유래될 수 있다. 예를 들어, 전기 배선은 약 60 Hz의 전자잡음을 발생시킬 수 있다. 우연히 생기는 전자기 에너지의 기타 다른 공급원으로는 열잡음, 번개 및 정전기가 포함된다. 그 외에도, EMI는 라디오 및 텔레비젼 방송, 휴대폰과 같은 무선 통신 시스템, 및 무선 컴퓨터 네트워크에 사용되는 무선 신호와 같은 의도된 전자기 에너지로부터 유래될 수 있다.
전자장치를 설계함에 있어서 EMI를 제거하는 일은 중요하다. 장치 내부에서의 컴포넌트들 배치는 물론 쉴딩 및 필터링을 이용하면 전자장치의 기능을 방해하는 EMI뿐만 아니라 전자장치에 의해 생성되어 기타 다른 장치들에 지장을 줄 수 있는 EMI를 제어 및 감소시킬 수 있게 된다. 쉴딩 및 필터링의 효과는 차폐재를 서로 결합시키는 방법에 따라 좌우된다. 수용기(enclosure) 내 전기 불연속, 이를테면 조인트, 심(seem) 및 간극(gap) 모두는 쉴딩효과를 붕괴시킬 수 있는 EMI의 주파수 및 양에 영향을 미친다.
일 양태에 의하면, 씰은 환형 공동을 가진 씰 본체, 및 환형 공동부 내부의 환형 스프링을 포함할 수 있다. 씰 본체는 열가소성 재료와 충전재를 함유한 복합재료를 포함할 수 있다. 복합재료는 약 0.5 GPa 이상의 영률, 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항, 약 20% 이상의 연신율, 약 104 Ohm/sq 이하의 표면비저항, 또는 이들의 임의 조합을 가질 수 있다.
다른 양태에 의하면, 장치는 하나의 고정형(static) 컴포넌트와 하나의 회전형 컴포넌트를 포함할 수 있다. 회전형 컴포넌트는 고정형 컴포넌트에 대해 회전가능하다. 그 외에도, 고정형 컴포넌트의 적어도 일부분이 회전형 컴포넌트의 일부분 내에 있거나, 또는 회전형 컴포넌트의 적어도 일부분이 고정형 컴포넌트의 일부분 내에 있을 수 있다. 상기 장치는 고정형 컴포넌트와 회전형 컴포넌트 사이에 씰을 더 포함할 수 있다. 씰은 스프링 및 스프링을 에워싼 케이싱을 포함할 수 있다. 케이싱은 열가소제와 충전재를 함유한 복합재료를 포함할 수 있다. 복합재료는 약 0.5 GPa 이상의 영률, 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항, 약 20% 이상의 연신율, 약 104 Ohm/sq 이하의 표면비저항, 또는 이들의 임의 조합을 가질 수 있다.
또 다른 양태에 의하면, 씰의 제조 방법은 복합재료로 케이싱을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 복합재료는 열가소제와 충전재를 함유할 수 있다. 복합재료는 약 0.5 GPa 이상의 영률, 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항, 약 20% 이상의 연신율, 약 104 Ohm/sq 이하의 표면비저항, 또는 이들의 임의 조합을 가질 수 있다. 상기 방법은 케이싱을 기계가공하여 케이싱 내부에 홈(groove)을 형성하는 단계 및 스프링을 홈 내부에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부된 도면들을 참조함으로써 당해 기술분야의 숙련자는 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있으며, 본 발명의 다수의 특징 및 이점이 명백해질 것이다.
도 1은 일 양태에 따른 바람직한 씰의 예시도이다.
도 2는 도 1에 예시된 바람직한 씰의 횡단면도이다.
도 3 내지 도 6은 바람직한 스프링의 예시도이다.
도 7은 일 양태에 따른 바람직한 장치의 예시도이다.
서로 다른 도면에서 사용된 동일한 도면번호는 유사하거나 동일한 항목을 가리킨다.
특정 구현예에서, 씰은 환형 공동을 가진 씰 본체, 및 환형 공동 내부의 환형 스프링을 포함한다. 씰 본체는 열가소성 재료와 충전재를 함유한 복합재료를 포함할 수 있다.
도 1은 바람직한 씰을 예시하고 있으며, 이를 통상 도면번호 100으로 표시하였다. 씰(100)은 환형 공동(104)을 가진 씰 본체(102)를 포함한다. 환형 공동(104)은 씰 본체(102)를 성형 또는 기계가공하는 동안에 씰 본체 내부에 형성될 수 있다. 환형 스프링(106)은 환형 공동(104) 내부에 위치될 수 있다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따른 씰(100)의 횡단면도를 예시한다. 도 2에 보여진 바와 같이, 씰 본체(102)는 측벽(108 및 110)과, 측벽(108 및 110) 각각에 부착된 하부벽(112)을 포함할 수 있다. 측벽(108 및 110)과 하부벽(112)은 하부벽(112)의 반대편에 개구(114)를 가지는 환형 공동(104)을 한정한다. 스프링(106)은 환형 공동(104)의 내부에 위치될 수 있다. 일반적으로, 스프링(106)은 측벽(108 및 110)과 하부벽(112) 각각과 접촉될 수 있다.
일 구현예에서, 씰 본체는 복합재료를 포함할 수 있다. 복합재료로는 공업용 또는 고성능 열가소성 중합체와 같은 열가소성 재료가 포함될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 재료로는 폴리케톤, 폴리아라미드, 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설폰, 폴리아미드이미드, 초고분자량 폴리에틸렌, 열가소성 플루오로중합체, 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸, 액정 중합체, 또는 이들의 임의 조합물과 같은 중합체가 포함될 수 있다. 일 예에서, 열가소성 재료로는 폴리케톤, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설폰, 플루오로중합체, 폴리벤즈이미다졸, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물이 포함된다. 특정예에서, 열가소성 재료로는 폴리케톤, 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 설폰, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 이들의 유도체, 이들의 조합물과 같은 중합체가 포함된다. 다른 예에서, 열가소성 재료로는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리에테르 케톤 에테르 케톤 케톤, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합물과 같은 폴리케톤이 포함된다. 열가소성 플루오로중합체의 예로는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로알콕시(PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과 비닐리덴 플루오라이드(THV)의 삼원공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE) 또는 이들의 임의 조합물이 포함된다. 바람직한 액정 중합체로는 방향족 폴리에스테르 중합체, 예컨대 XYDAR®(Amoco사), VECTRA®(Hoechst Celanese사), SUMIKOSUPERTM 또는 EKONOLTM (Sumitomo Chemical사), DuPont HXTM 또는 DuPont ZENITETM(E.I. DuPont de Nemours사), RODRUNTM(Unitika사), GRANLARTM(Grandmont사) 상표로 시판되는 폴리에스테르 중합체, 또는 이들의 임의 조합물이 포함된다. 또 다른 예에 의하면, 열가소성 중합체는 초고분자량 폴리에틸렌일 수 있다
일 구현예에서, 복합재료는 전도도를 개선시키는 전도성 충전재, 이를테면 금속 및 금속합금, 전도성 탄소계 재료, 세라믹(예컨대, 붕화물 및 탄화물), 또는 이들의 임의 조합물을 더 함유할 수 있다. 일예로, 금속 및 금속합금으로는 브론즈, 알루미늄, 금, 니켈, 은, 이들의 합금, 또는 이들의 임의 조합물이 포함될 수 있다. 전도성 탄소계 재료의 예로는 탄소섬유, 사이징처리된 탄소섬유, PAN 탄소섬유, 탄소 나노튜브, 탄소 나노섬유, 카본블랙, 흑연, 압출된 흑연 등이 포함된다. 그 외에도, 전도성 탄소계 재료에는 기상증착된 금속(예컨대, 은, 니켈 등)으로 피복된 탄소섬유 및 중합체섬유가 포함될 수 있다. 세라믹의 예로는 붕화물 및 탄화물이 포함될 수 있다. 또한, 세라믹은 피복 또는 도핑된 세라믹일 수 있다. 특정의 일 구현예에 의하면, 전도성 충전재를 복합재료 내에 정밀분산시킬 수 있다. 전도성 충전재는 복합재료의 전도도를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 그런 점에서, 전도성 충전재의 전기비저항은 약 0.1 ohm-cm 이하로, 이를테면 약 0.01 ohm-cm 이하, 심지어는 약 0.001 ohm-cm 이하일 수 있다.
바람직한 일 구현예에서, 복합재료는 전도성 충전재를 약 40.0 중량% 이상 함유한다. 예를 들어, 복합재료는 전도성 충전재를 약 50.0 중량% 이상, 이를테면 약 60.0 중량% 이상, 약 65.0 중량% 이상, 약 70.0 중량% 이상, 또는 심지어 약 75.0 중량% 이상 함유할 수 있다. 그러나, 지나치게 많은 비저항 개질제(resistivity modifier)는 물리적 또는 기계적 성질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 그런 점에서, 복합재료는 전도성 충전재를 약 95.0 중량% 이하, 이를테면 약 90.0 중량% 이하 또는 약 85.0 중량% 이하 함유할 수 있다. 다른 예에서는, 복합재료가 전도성 충전재를 약 75.0 중량% 이하 함유할 수 있다. 특정예에서는, 복합재료가 전도성 충전재를 약 40.0 중량% 내지 약 75.0 중량%의 범위로, 이를테면 약 50.0 중량% 내지 약 75.0 중량%, 또는 심지어 약 60.0 중량% 내지 약 75.0 중량%의 범위로 포함한다.
전도성 충전재는 복합재료의 전류를 통과시키는 능력을 증가시킬 수 있으며, 씰의 전도도를 증가시킬 수 있다. 특정의 일 구현예에서, 복합재료는 약 200 Ohm-cm 이하의, 이를테면 약 100 Ohm-cm 이하, 심지어 약 10 Ohm-cm 이하의 부피비저항을 가질 수 있다. 또한, 복합재료는 약 104 Ohm/sq 이하의, 이를테면 약 103 Ohm/sq 이하, 102 Ohm/sq 이하, 심지어는 약 10 Ohm/sq 이하의 표면비저항을 가질 수 있다.
일 구현예에 의하면, 복합재료는 탄성재료일 수 있다. 영률은 복합재료의 강성에 대한 측정치일 수 있으며, 상기 재료의 시료에 대한 인장시험시 응력-변형율 곡선의 기울기로부터 구할 수 있다. 복합재료는 약 0.5 GPa 이상의, 이를테면 약 1.0 GPa 이상, 약 3.0 GPa 이상, 심지어는 약 5.0 GPa 이상의 영률을 가질 수 있다.
일 구현예에 의하면, 복합재료는 비교적 낮은 마찰계수를 가질 수 있다. 예를 들어, 복합재료의 마찰계수는 약 0.4 이하, 이를테면 약 0.2 이하, 심지어는 약 0.15 이하일 수 있다.
다른 구현예에 의하면, 복합재료는 비교적 높은 연신율을 가질 수 있다. 예를 들어, 복합재료는 약 20% 이상의, 이를테면 약 40% 이상, 심지어는 약 50% 이상의 연신율을 가질 수 있다.
일 구현예에 의하면, 스프링은 다양한 디자인의 스프링 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 스프링은 경사형(canted) 코일 스프링, U자형 스프링, 나선 스프링, 겹침형(overlapped) 나선 스프링 등일 수 있다. 또한, 스프링의 단부를 함께 접합(예컨대, 용접)시켜 환형 스프링을 형성할 수 있다. 도 3은 경사형 코일 스프링(300)을 예시한다. 경사형 코일 스프링은 경사형 코일 스프링(300)을 형성하도록 감겨진(coiled) 와이어(302)를 포함한다. 도 4는 U자형 스프링(400)을 예시한다. U자형 스프링(400)은 금속 리본(402)을 포함하며, 상기 금속 리본이 U자형 스프링(400)으로 형성된다. 도 5 및 도 6은 나선 스프링(500), 및 겹침형 나선 스프링(600)을 각각 예시한다. 나선 스프링(500) 및 겹침형 나선 스프링(600) 둘 모두에 있어서, 리본(502 및 602)을 나선형으로 형성할 수 있다. 상기 리본은 편평한 직사각형 또는 직사각형에 가까운 횡단면을 가질 수 있다. 리본(502)의 경우는 나선 스프링(500)의 인접한 권선(winding) 사이에 간극(504)을 둔 나선형으로 형성될 수 있는 한편, 리본(602)의 경우는 겹침형 나선 스프링(600)의 이전 권선에 각 권선이 겹쳐지는 나선형으로 형성될 수 있다. 겹침형 나선 스프링의 인접한 권선들이 겹쳐지는 비율은 리본 너비의 약 20% 내지 약 40%일 수 있다.
일 구현예에서, 스프링은 금속 또는 금속합금과 같은 전도성 재료를 포함할 수 있다. 금속합금은 스테인레스강, 구리합금(예컨대, 베릴륨 구리 및 구리-크로뮴-아연 합금), 니켈합금(예컨대, Hastelloy, Ni220 및 Phynox) 등일 수 있다. 그 외에도, 스프링을 금, 주석, 니켈, 은 또는 이들의 임의 조합물과 같은 도금용 금속으로 도금할 수 있다. 대안적 구현예에 의하면, 스프링을 도금용 금속으로 피복된 중합체로 형성할 수 있다.
다른 구현예에서, 씰은 전자장치에서 EMI/RFI를 감소시키고 내화학성 환경 씰을 제공하기 위한 가스켓 또는 씰로서 사용될 수 있다. 특정의 일 구현예에 의하면, 전자제품 수용기의 두 부품 사이에, 이를테면 본체와 뚜껑 사이에, 씰을 배치할 수 있다. 다른 특정의 일 구현예에 의하면, 낮은 마찰계수를 갖는 씰을 고정형 컴포넌트와 회전형 컴포넌트 사이에 사용할 수 있다. 바람직하게는, EMI/RFI 쉴딩에서 간극이 형성되는 것을 막도록 스프링의 단부를 함께 용접할 수 있다. 대안으로는, 스프링의 단부를 용접하지 않고, 서로 가까이 배치함으로써 간극이 형성되는 것을 최소화할 수 있다.
도 7은 바람직한 장치(700)를 예시한다. 장치(700)는 하나의 고정형 컴포넌트(702)와 하나의 회전형 컴포넌트(704)를 포함할 수 있다. 회전형 컴포넌트(704)는 고정형 컴포넌트(702)에 대해 회전가능하다. 장치(700)는 고정형 컴포넌트(702)와 회전형 컴포넌트(704) 사이에 배치되는 씰(706)을 더 포함할 수 있다. 씰(706)은 전술한 씰(100)과 유사할 수 있다. 일 구현예에서, 씰(706)은 먼지, 물, 화학물질, 가스 등과 같은 환경적 오염물질이 고정형 컴포넌트(702)와 회전형 컴포넌트(704) 사이의 간극을 통해 장치에 출입하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 그 외에도, 씰(706)은 EMI/RFI가 장치에 미치는 영향을 감소시키거나, EMI/RFI가 장치로부터 발산되는 것을 감소시키는 역할을 할 수 있다.
씰은, 수용기의 두 부품 사이의 공간을 통과할 수 있는 전자기 에너지를 현저하게 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 씰은 상기 공간을 통과하는 전자기 에너지를 -70 dB 이상만큼, 이를테면 -80 dB 이상만큼 감쇠시킬 수 있다. 또한, 씰은 약 1 MHz 내지 약 600 MHz와 같은 주파수 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 감쇠효과를 제공할 수 있다.
이제 씰의 제조 방법에 대해 설명하자면, 열가소성 재료 및 충전재를 예컨대 이축 압출기에서 컴파운딩 또는 압출시켜 복합재료를 형성할 수 있다. 컴파운딩 조작으로는 이중 컴파운딩 및 전단 혼합 조작이 포함될 수 있다. 대안으로는, 열가소성 재료와 충전재를 예컨대 Brabender 믹서에서 블렌드하거나, 예컨대 건식 밀링 또는 습식 밀링을 통해 밀링처리하여 복합재료를 형성할 수 있다. 복합재료를 형상화할 수 있다. 예를 들어, 복합재료를 압출시킬 수 있다. 대안으로는, 복합재료를 몰드 내로 압착시킨 후 소결할 수 있다. 그 외에도, 복합재료를 씰 본체로 성형한 후에 기계가공처리할 수 있다. 스프링을 씰 본체의 홈 내부로 삽입할 수 있다. 일 구현예에 의하면, 스프링의 단부를 먼저 함께 용접한 후에, 상기 홈 내부로 삽입하여도 된다.
실시예
부피비저항을 구하기 위해 Mil DTL 83528-C에 따라 시료들을 시험하였다. 그 결과를 표 1에 제공하였다.
시료 1은 PTFE와 4 중량%의 탄소 충전재(carbon filler)를 블렌딩하여 제조하였다. 강편(billet)은 열간가압에 의해 형성하였다.
시료 2는 12 중량%의 탄소 충진재를 첨가시킨 점을 제외하고는 시료 1과 같이 제조하였다.
시료 3은 20 중량%의 탄소 충진재를 첨가시킨 점을 제외하고는 시료 2와 같이 제조하였다.
시료 4는 PTFE와 40 중량%의 니켈 분말을 블렌딩하여 제조하였다. 강편은 냉간가압시킨 후 소결하여 형성하였다.
시료 5은 50 중량%의 니켈 분말을 첨가시킨 점을 제외하고는 시료 4와 같이 제조하였다.
시료 6은 55 중량%의 니켈 분말을 첨가시킨 점을 제외하고는 시료 4와 같이 제조하였다.
시료 7은 PTFE와 흑연 분말을 블렌딩하여 제조하였다. 강편은 냉간가압시킨 후 소결하여 형성하였다.
시료 8은 탄소 충전재를 포함한 ETFE이다.
부피비저항
(Ohm-cm)		 연신율
(%)		 마찰계수
시료 1 27.6 297
시료 2 2.61 167
시료 3 0.76 153
시료 4 0.55 220
시료 5 0.010 165 0.28
시료 6 0.0047 130 0.26
시료 7 19.1 170
시료 8 0.31 14
일반 설명 및 실시예에서 전술된 모든 작용이 요구되는 것은 아니며, 특정 작용의 일부는 요구되지 않을 수 있고, 기술된 작용들 외에도 하나 이상의 추가 작용이 수행될 수 있다는 것을 주목한다. 더욱이, 열거된 작용들의 순서대로 반드시 수행될 필요는 없다.
전술된 명세서에서는 특정 실시형태를 참조로 여러 개념을 설명하였다. 그러나, 당해 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위에 포함된 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적 의미보다는 예시적 의미로 간주되어야 하며, 이들 모든 수정예를 본 발명의 범주에 포함하는 것으로 의도한다.
본원에 사용된 바와 같이, "포함(구비, 함유)하는(하다) (comprises, comprising, includes, including, has, having)" 또는 이들의 기타 다른 변형예는 비배타적 항목들을 포함하고자 의도된다. 예를 들어, 여러 특징들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 장치는 이들 특징에 반드시 한정되는 것이 아니라 이러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 분명하게 열거되지 않았거나 고유하지 않은 다른 기타 특징들을 포함할 수 있다. 또한, 달리 분명하게 명시하지 않는 한, "또는"이란 포괄적(inclusive-or)이고 배타적이지 않음(exclusive-or)을 가리킨다. 예를 들어, A 또는 B 조건은 하기 중 임의의 것 하나를 만족시킨다: A는 참이고(또는 존재한다), B는 거짓이다(또는 존재하지 않는다), A는 거짓이고 (또는 존재하지 않는다) B는 참이다(또는 존재한다), 및 A와 B 둘 다 참이다(또는 존재한다).
또한, 본원에 기술되는 부재 및 성분을 설명하고자 "하나의, 한(a, an)"을 사용하였다. 이는 오로지 편의를 위한 것이며, 본 발명의 범주의 일반적 의미를 제공하고자 함이다. 본 명세서는 하나 또는 하나 이상을 포함하는 것으로 이해하여야 하며, 명백하게 단수를 의미하지 않는 한 단수는 역시 복수를 포함한다.
이점, 기타 장점 및 문제점에 대한 해결책을 특정 구현예들을 참조로 전술하였다. 그러나, 이점, 장점, 문제점에 대한 해결책, 및 임의의 이점, 장점 또는 해결책이 발생되거나 표명되도록 야기시킬 수 있는 임의의 특징(들)을 어느 하나 또는 모든 청구항의 중요하거나 필요하거나 필수적인 특징으로 이해하여서는 안된다.
본 명세서를 읽은 후에, 숙련자라면 간결성을 위해 별개의 구현예들의 범위 내에서 본원에 기술된 구체적인 특성들을 단 하나의 구현예에서 조합되어 제공할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 간결성을 위해 단 하나의 구현예 범위 내에서 기술된 다양한 특성들을 따로따로 또는 임의의 하부조합으로 제공할 수도 있다. 또한, 범위로 명시된 값들에는 상기 범위 내에 속하는 각각의 모든 값이 포함된다.

Claims (39)

  1. 열가소성 재료와 충전재를 함유하며 약 0.5 GPa 이상의 영률 및 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항을 갖는 복합재료를 포함하고, 환형 공동을 갖는 씰 본체; 및
    환형 공동 내부에 환형 스프링
    을 구비하는 씰.
  2. 전도성 스프링, 및
    상기 스프링을 둘러싸고 있으며; 열가소성 재료와 충전재를 함유하고, (i) 약 20% 이상의 연신율과 약 200 Ohm-cm 이하의 부피비저항을 갖거나, 또는 (ii) 약 0.5 GPa 이상의 영률과 약 104 Ohm/sq 이하의 표면비저항을 갖는 복합재료를 포함한 케이싱
    을 구비하는 씰.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합재료가 약 0.4 이하의, 약 0.2 이하의, 또는 약 0.15 이하의 마찰계수를 갖는 씰.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합재료가 약 20% 이상의, 약 40% 이상의, 또는 약 50% 이상의 마찰 연신율을 갖는 씰.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 영률이 약 1 GPa 이상, 약 3 GPa 이상, 또는 약 5 GPa 이상인 씰.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부피비저항이 약 100 Ohm-cm 이하 또는 약 10 Ohm-cm 이하인 씰.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복합재료가 약 104 Ohm/sq 이하의, 약 103 Ohm/sq 이하의, 약 102 Ohm/sq 이하의, 또는 약 10 Ohm/sq 이하의 표면비저항을 갖는 것인 씰.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 재료는 폴리케톤, 폴리아라미드, 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설폰, 폴리아미드이미드, 초고분자량 폴리에틸렌, 열가소성 불소중합체, 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  9. 제8항에 있어서, 열가소성 불소중합체는 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로알콕시(PFA), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과 비닐리덴 플루오라이드(THV)의 삼원공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전재는 전도성 충전재를 포함하는 것인 씰.
  11. 제10항에 있어서, 전도성 충전재는 탄소 충전재, 탄소섬유, 탄소 입자, 흑연, 금속성 충전재(예컨대, 브론즈, 알루미늄 및 기타 금속과 이들의 합금), 금속산화물 충전재, 금속으로 피복된 탄소 충전재, 금속으로 피복된 중합체 충전재, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전재가 복합재료 내에 정밀분산되어 있는 씰.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링은 경사형 코일 스프링, U자형 스프링, 나선 스프링, 또는 겹침형 나선 스프링을 포함하는 것인 씰.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링은 복수의 권선을 지닌 나선(helix) 형태인 것인 씰.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링은 환형 모양의 폐루프인 것인 씰.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링은 전도성 리본을 포함하는 것인 씰.
  17. 제16항에 있어서, 전도성 리본은 함께 용접된 제1 단부와 제2 단부를 포함하는 것인 씰.
  18. 제16항에 있어서, 전도성 리본은 약 0.060 인치 내지 약 0.300 인치의 너비를 갖는 것인 씰.
  19. 제18항에 있어서, 환형 스프링의 코일 직경이 전도성 리본 너비의 약 3배보다 작은 것인 씰.
  20. 제19항에 있어서, 코일 직경이 약 0.060 인치 내지 약 0.250 인치인 것인 씰.
  21. 제16항에 있어서, 전도성 리본은 약 0.003 인치 내지 약 0.006 인치의 두께를 갖는 것인 씰.
  22. 제16항에 있어서, 전도성 리본이 겹침형 나선 코일로 형성되어 있는 씰.
  23. 제22항에 있어서, 겹침형 나선 코일의 중복길이는 너비의 약 20% 내지 약 40%인 것인 씰.
  24. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링은 금속 또는 금속합금으로 형성된 것인 씰.
  25. 제24항에 있어서, 금속합금은 니켈합금, 구리합금, 스테인레스강, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  26. 제25항에 있어서, 니켈합금은 Hastelloy, Ni220, Phynox, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  27. 제26항에 있어서, 구리합금은 베릴륨구리, 구리-크로뮴-아연 합금, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  28. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 스프링이 도금용 금속으로 도금되어 있는 씰.
  29. 제28항에 있어서, 도금용 금속은 금, 주석, 니켈, 은, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하는 것인 씰.
  30. 고정형 컴포넌트;
    고정형 컴포넌트에 대해 회전하는 회전형 컴포넌트; 및
    고정형 컴포넌트와 회전형 컴포넌트 사이의 씰을 포함하는 장치이며,
    (i) 상기 고정형 컴포넌트의 적어도 일부분이 상기 회전형 컴포넌트의 일부분 내에 있거나, 또는 (ii) 회전형 컴포넌트의 적어도 일부분이 고정형 컴포넌트의 일부분 내에 있으며,
    상기 씰은
    스프링, 및
    상기 스프링을 둘러싸고 있고; 열가소성 재료와 충전재를 함유하며, 약 20% 이상의, 약 40% 이상의, 또는 약 50% 이상의 연신율과 약 104 Ohm/sq 이하의, 약 103 Ohm/sq 이하의, 약 102 Ohm/sq 이하의, 또는 약 10 Ohm/sq 이하의 표면비저항을 갖는 복합재료를 포함한; 케이싱
    을 구비하는 것인 장치.
  31. 제30항에 있어서, 복합재료가 약 0.5 GPa 이상의, 약 1 GPa 이상의, 약 3 GPa 이상의, 또는 약 5 GPa 이상의 마찰 영률을 갖는 것인 장치.
  32. 제30항에 있어서, 복합재료가 약 0.4 이하의, 약 0.2 이하의, 또는 약 0.15 이하의 마찰계수를 갖는 것인 장치.
  33. 제30항에 있어서, 복합재료가 약 200 Ohm-cm 이하의, 약 100 Ohm-cm 이하의, 또는 약 10 Ohm-cm 이하의 부피비저항을 갖는 것인 장치.
  34. 열가소성 재료와 충전재를 함유하며 연신율이 약 20% 이상, 약 40% 이상, 또는 약 50% 이상이고 표면비저항이 약 104 Ohm/sq 이하, 약 103 Ohm/sq 이하, 약 102 Ohm/sq 이하, 또는 약 10 Ohm/sq 이하인 복합재료로부터, 케이싱을 형성하는 단계와,
    케이싱을 기계가공처리하여 케이싱 내부에 홈을 형성하는 단계와,
    홈 내부에 스프링을 삽입하는 단계를 포함하는, 씰 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 케이싱 형성 단계는 압착 성형 및 소결 조작을 포함하는 것인 씰 제조 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 케이싱 형성 단계는 압출 조작을 포함하는 것인 씰 제조 방법.
  37. 제34항에 있어서, 복합재료가 약 0.5 GPa 이상의, 약 1 GPa 이상의, 약 3 GPa 이상의, 또는 약 5 GPa 이상의 마찰 영률을 갖는 것인 씰 제조 방법.
  38. 제34항에 있어서, 복합재료가 약 0.4 이하의, 약 0.2 이하의, 또는 약 0.15 이하의 마찰계수를 갖는 것인 씰 제조 방법.
  39. 제34항에 있어서, 복합재료가 약 200 Ohm-cm 이하의, 약 100 Ohm-cm 이하의, 또는 약 10 Ohm-cm 이하의 부피비저항을 갖는 것인 씰 제조 방법.
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