KR20140009113A - 시트재 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨, 카카오허스크 등의 식물 잔류물을 유효하게 이용한다. 본 발명에 따르면, 식물 소성물과 섬유재와의 혼합체로부터 습식 초조법에 의해 시트재를 형성할 때에, 상기 식물 소성물은, 왕겨 소성물, 쌀겨 소성물, 대두피 소성물, 낙화생의 내피 소성물, 종자 식물의 도관 측벽 부분의 소성물 또는 카카오소성물로 하고, 상기 섬유재는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀, 폴리에스텔, 폴리아미드, 염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐, 아라미드를 포함하는 열가소계수지로부터의 유기계 섬유, 카이놀을 포함하는 열경화성수지로부터의 섬유, 면, 양모 등의 천연 섬유, 반합성 섬유, 유리 섬유, 카본 섬유를 포함하는 무기계 섬유, 철, 구리, 스테인리스, 스틸을 포함하는 금속 섬유, 합성 수지계, 무기재계를 포함하는 단섬유에 무전해 도금한 금속화 섬유, 그리고 이들 단섬유의 조합 중 그 어떤 것으로 한다.

Description

시트재 및 그 제조 방법{SHEET MATERIAL AND PRODUCTION METHOD OF SAME}

본 발명은, 시트재 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 특히, 왕겨 소성물, 쌀겨 소성물, 대두피 소성물, 카카오허스크 소성물 등의 식물 소성물을 이용한 시트재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

하기의 문헌에는 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨 등의 곡물 잔류물을 포함하는 식물을 소성한 식물 소성물을 공업상 이용한다고 하는 사상이 개시되어 있다.

일본 공개특허 제2010-161337호 공보

그런데, 최근에, 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨 등의 곡물 잔류물에 대하여, 에콜로지의 관점에서, 재이용이 검토되고 있다. 특히, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 곡물 잔류물의 소성물에는, 주로, 전기적 특성의 면에서, 흥미로운 데이터를 얻었다.

그래서, 본 발명은, 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨 등의 곡물 잔류물을 유효하게 이용하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨, 카카오허스크 등의 곡물 잔류물을 소성하여, 그 식물 소성물과 섬유재를 이용한 시트재를 제조하여 전기적 특성 등을 측정해 보았다. 그 결과, 이 시트재는, 뛰어난 전자파 차폐 특성, 전자파 흡수 특성이 있음을 발견했다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 시트재는, 식물 소성물과 섬유재와의 혼합체로부터 습식초조법(濕式抄造法)에 의해 형성된 시트재이다. 또한, 본 발명의 시트재의 제조 방법은, 섬유재와 식물 소성물과 몰속에서 혼합하여 얻어진 초조용(抄造用) 슬러리를 습식 초조하여 시트화한다.

식물 소성물로서는, 대두피, 유채박, 쌀겨, 왕겨, 대두껍질, 낙화생의 내피, 종자 식물의 도관 측벽 부분, 카카오허스크 소성물 등이 포함되고, 그것들과 섬유재와의 혼합 비율을 변화시키거나, 시트재의 평량(坪量)을 변화시키거나, 금속 필러, 매트릭스 등을 혼합시키거나 하면, 전자파 차폐 특성 등이 변화하는 것도 판명되었다. 상기 혼합 비율 등은, 차폐해야 할 전자파의 주파수대역 등에 맞춰서 결정하면 된다. 또한, 전자파 차폐 특성 등을 최적화하는 식물 소성물과 섬유재와의 혼합 비율도 판명되었다.

본 발명자들이 검토한 결과, 시트재의 소재가 되는 식물 소성물의 종류별은, 시트재의 용도에 따라 선택하면 된다는 것을 알았다. 예를 들면, 뛰어난 전자파 차폐 특성을 구비하는 시트재를 제조하기 위해서는, 예컨대, 대두피 소성물, 카카오허스크 소성물을 소재로서 선택하면 된다. 또한, 뛰어난 전자파 흡수 특성을 구비하는 시트재를 제조하기 위해서는, 예를 들면, 카카오 허스크 소성물, 왕겨 소성물, 쌀겨 소성물을 소재로서 선택하면 된다. 따라서, 뛰어난 전자파 차폐 특성과 뛰어난 전자파 흡수 특성을 구비하는 시트재를 제조하기 위해서는, 나선 모양 부분을 포함하는 카카오허스크 소성물 등을 소재로서 선택하면 된다.

또한, 본 발명의 시트재의 섬유재는, 식물 소성물을 고정화할 수 있기만 하면 되기 때문에, 그 종류는 특별히 묻지 않는다. 일례로서 든다면, (1) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐, 아라미드 등의 열가소계 수지로부터의 유기계 섬유, (2) 카이놀 등의 열경화성 수지로부터의 섬유, (3) 면, 양모, 셀룰로오스 펄프 등의 천연 섬유, (4) 반(半)합성 섬유, (5) 유리 섬유, 카본 섬유 등의 무기계 섬유, (6) 철, 구리, 스테인리스, 스틸 등의 금속 섬유, (7) 추가로 이들의 단섬유(短纖維)의 조합으로 할 수 있다. 이들 섬유재는 시트재의 보강재를 겸할 수 있다.

시트재를 성형하기 위해서는, 가루 모양 혹은 섬유 모양의 열경화성 수지나 열가소성 수지 매트릭스를 시트화할 때에 동시에 첨가하거나, 또는 액체 형상의 열경화성 수지나 열가소성 수지 매트릭스를 시트재에 함침(含浸)해도 좋다.

넓은 주파수대역에서 전자파 차폐 효과가 얻어지는 시트재를 제조하기 위해서는, 후술하는 바와 같이, 식물 소성물이 상대적으로 저주파수대역을 커버할 수 있기 때문에, 고주파대역의 전자파 차폐 효과가 뛰어난 섬유 모양 또는 가루 모양 금속 필러를 사용하면 좋다. 또한, 금속 필러는, 금속 도금을 수행한 섬유 모양 또는 가루 모양의 유기, 무기 필러여도 좋다.

본 발명은, 전자파 차폐 분야, 전자파 흡수 분야에 적용 가능하다.

도 1은 카카오허스크 소성물을 사용한 시트재의 모식적인 제조 공정도이다.
도 2는 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 대두피 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 대두피 소성물의 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 왕겨 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 쌀겨 소성물을 이용하여 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 카카오허스크의 소성 전후의 ZAF 정량 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 9에 대응하는 유기 원소 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 분쇄 후의 카카오허스크 소성물에 대한 도전성 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 에틸렌·프로필렌디엔고무에 반죽된 카카오허스크 소성물의 함유율과 체적 고유 저항율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 소성 전의 카카오허스크의 SEM 사진이다.
도 14는 소성 전의 카카오허스크의 SEM 사진이다.
도 15는 내피와 외피로 구별하지 않고 소성한 카카오허스크의 SEM 사진이다.
도 16은 내피와 외피로 구별하지 않고 소성한 카카오허스크의 SEM 사진이다.
도 17은 표 1에 나타낸 제1 카테고리에 따른 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 18은 표 1에 나타낸 제2 카테고리에 따른 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 17에 대응하는 것이다.
도 19는 표 1에 나타낸 제3 카테고리에 따른 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 20은 표 2에 나타낸 제4 카테고리에 따른 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스 섬유를 첨가하지 않은 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 22는 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스 섬유를 첨가하고 있는 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 23은 식물 소성물 및 SUS 섬유의 혼합물로 이루어지는 시트재의 아치 테스트법에 근거하여 측정한 전자파 차폐 특성을 나타내는 도면이다.
도 24는 SUS 섬유 단체로부터 제조한 시트재와 식물 소성물 단체로부터 제조한 시트재와의 적층물을 아치 테스트법에 근거하여 측정한 전자파 차폐 특성을 비교예로서 나타내는 도면이다.
도 25는 카카오허스크의 분쇄 공정을 거친 후에 소성한 카카오허스크로 이루어지는 시트재의 체적 고유 저항율의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 시트재의 체적 고유 저항율의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 26은 시트재 1 ~ 시트재 5의 체적 고유 저항율을 나타내는 도면이다.
도 27은 시트재 1 ~ 시트재 5의 전자파 차폐량을 나타내는 도면이다.
도 28은 시트재 1 ~ 시트재 5의 인장 시험용의 가공물의 모식도이다.
도 29는 시트재 1 ~ 시트재 5의 인장 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예 1>

본 실시예에서는, 주로, 카카오허스크 소성물을 시트재의 소재로서 이용하는 경우를 예로 설명하는데, 대두피 소성물, 유채박 소성물, 쌀겨 소성물, 왕겨 소성물, 대두껍질 소성물, 낙화생의 내피 소성물, 종자 식물의 도관 측벽 부분의 소성물을 이용하는 경우도 동일하다. 또한, 대두피 소성물 등의 제조 방법은, 카카오허스크 소성물의 제조 방법과 동일하다.

또한, 본 실시예에서 말하는 카카오허스크란, 주로, 카카오 열매 안에 포함되어 있는 복수의 카카오콩을 덮는 껍질 자체를 말하며, 카카오 쉘이라고 칭해지는 경우도 있다. 본 실시예에서는, 이러한 내용의 것으로 각종 실험, 평가를 수행하고 있는데, 카카오껍질만, 또는 이것과 카카오콩을 덮는 껍질이 혼재한 것도, 본 실시예에서 말하는 카카오허스크에 포함되는 것으로 한다.

본 실시예에서는, 카카오허스크 소성물을, 예를 들면 약 600[℃]~3000[℃]의 온도에서, 정치노(靜置爐), 로터리 킬른 등의 탄화 장치를 이용하여, 선택적으로, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기하 혹은 진공 속에서 카카오허스크를 도달 온도에서 약 3시간 정도 소성함으로써 얻는다. 그리고, 카카오허스크 소성물을 선택적으로 분쇄하고, 예를 들면 눈금간격 106㎛ 사방의 철망 등의 그물코를 이용하여 체분한다.

이렇게 하면, 카카오허스크 소성물 전체 중, 그 80% 정도가 85㎛ 이하로 되는 것이 얻어진다. 이 경우의 미디언 직경은, 예를 들어 약 25㎛였다. 이하, 단순히, 소성 온도가 900[℃]이다, 라고 명시하는 경우에는, 카카오허스크 소성물을 분쇄했을 때의 미디언 직경은, 약 25㎛이다.

또한, 미디언 직경은, SHIMADZU 회사의 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 SALD-7000 등을 이용하여 측정했다. 본 실시예에서는, 미디언 직경이 예를 들면 약 10㎛ ~ 약 60㎛의 카카오허스크 소성물을 사용해도 되고, 그것을 더욱 미세 분쇄하여 최소의 미디언 직경을 약 1㎛로 한 것을 사용해도 된다.

또한, 본 명세서에서 말하는 미세 분쇄란, 미세 분쇄 전의 것의 미디언 직경을 약 1자리수 오더 정도 내리도록 분쇄하는 것을 말한다. 따라서, 예를 들면, 분쇄 전의 미디언 직경이 30㎛이면, 3㎛가 되도록 분쇄하는 것을 말한다. 무엇보다, 미세 분쇄는, 미세 분쇄 전의 것의 미디언 직경을 엄밀하게 약 1자리수 오더 내린다고 하는 의미가 아니고, 미세 분쇄 전의 것의 미디언 직경이, 예를 들면, 1/5 ~ 1/20이 되도록 분쇄하는 경우도 포함한다. 한편, 본 실시예에서는, 미세 분쇄 후의 미디언 직경이 최소의 경우에서 1㎛가 되는 양태로 분쇄를 수행했다.

도 1은, 카카오허스크 소성물을 사용한 시트재의 모식적인 제조 공정도이다. 먼저, 카카오허스크에 대해, 이미 알려진 파쇄기에 의해, 파쇄물의 크기가 예를 들면 1.0㎜ ~ 3.0㎜ 정도가 될 때까지, 반복 파쇄 처리를 한 후, 탄화 장치에 셋팅한다. 이 때, 선택적으로, 레조르형 페놀 수지 등의 페놀 수지를 함침시키면, 카카오허스크 소성물의 강도, 탄소량의 향상을 도모할 수 있다. 무엇보다, 상기 함침 자체는, 본 실시예의 시트재의 제조 상, 반드시 필요하지는 않은 점에 유의하길 바란다.

다음에, 질소 가스 분위기하에서 1분당 약 2[℃]씩 온도를 상승시켜, 700[℃] ~ 1500[℃](예를 들면 900[℃])의 소정 온도까지 도달시킨다. 그리고나서, 도달 온도에서 예를 들면 몇 시간 ~ 몇 주일간 정도, 탄화 소성 처리를 수행한다.

다음에, 쥬서 믹서(juicer mixer), 펄퍼 믹서(pulper mixer), 헨셀 믹서(Henschel mixer)와 같은 고전단성을 갖는 믹서에 다량의 물과 함께, 예를 들면 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유 등의 섬유재를 투입하고, 이들을 분산 혼합한다. 그리고, 시트재로 했을 경우의 섬유재의 얽힘 및 섬유재의 입자 포집성(捕集性)을 향상시키기 위해 비터(beater), 리파이너(refiner) 같은 해섬(解纖) 처리 장치를 이용하여 섬유재를 피브릴화 처리해도 좋다.

이어서, 프로펠라 교반(攪拌) 날개가 붙은 교반 용기 내에, 섬유재를 분산시킨 물을 넣고, 추가로, 소성한 카카오허스크를, 그대로 혹은 분쇄하고 나서 넣는다. 분쇄 조건은, 상술한 바와 같다. 또한, 소성한 카카오허스크와 아라미드 섬유 등과의 혼합 비율에 대해서는, 여러 가지의 측정 결과와 함께 후술한다. 이 때, 필요에 따라, 교반 용기에는, 금속 필러 등의 각종 첨가제를 넣어도 된다.

그 후, 프로펠라 교반 날개를 회전시켜, 소성한 카카오허스크 및 각종 첨가제를, 섬유재를 분산시킨 물에 분산 혼합시킨다. 이 때, 소성한 카카오허스크의 카본질(質)의 형상이 유지되도록, 프로펠라 교반 날개의 회전 속도는, 50[rpm] ~ 500[rpm] 정도로 하면 좋다.

그리고, 교반 용기에 입자 포집제(捕集劑)를 첨가하고, 저속 교반 혼합하여 농도 0.01% ~ 1.0%의 초조용(抄造用) 슬러리를 얻는다. 입자 포집제는, 초조에 있어서의 일반적 제지 공정, 혹은, 물처리에 사용되는 것이면 좋고, 응집제라고도 불리고 있다.

다음에, 이 초조 슬러리를 습식 초조한다. 구체적으로는, 예를 들면, 눈금간격 100메시의 사방의 초조 철망을 친 300[mm] x 300[mm] 정도의 박스형 초지기(抄紙機)에 얻어진 초조 슬러리를 전량(全量) 투입하고, 초지기 하부로부터 물을 배출 여과 및 흡인, 압착 탈수를 수행하여 습윤(濕潤) 상태의 시트를 얻은 후, 약 100℃의 열풍 순환 건조기 내에서 건조시킨다.

이것을 적당한 크기로 컷팅하여, 약 130℃로 가열한 금형에 충전(充塡)하고, 압축 성형기로, 성형 압력 약 20[kgf/㎠], 성형 시간 약 5분간의 조건에서 프레스를 하고, 그 후, 가압 상태에서 약 100℃까지 냉각하면, 본 실시예의 시트재가 얻어진다. 가열 온도는, 매트릭스가 되는 열경화성 수지의 경화 온도나 열가소성 수지의 융점 이상이면 좋고, 시트재의 목표로 하는 두께에 따라 성형 압력도 적절히 선택하면 좋다. 한편, 시트재의 제조 공정으로서는, 금형을 사용한 압축 성형을 포함하는 것이 필수는 아니고, 예를 들면, 롤 프레스에 의해 성형하는 것도 가능하다.

도 2는, 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 2의 가로축에는 주파수[MHz]를 나타내고, 세로축에는 전자파 차폐량(SE)[dB]을 나타내고 있다. 또한, 이 전자파 차폐 특성은, 야마가타현 공업 기술 센터 오키타마 시험장에서, 차폐 효과 평가기(아드반테스트 회사 제품： TR17301A)와 스펙트럼 애널라이저(아드반테스트 회사 제품 : TR4172)를 이용하여 수행했다.

도 2의 (a)에는 카카오허스크 소성물의 평량을 2000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 차폐 특성을 나타내고, 도 2의 (b)에는 평량을 3000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 차폐 특성을 나타내고 있다. 한편, 시트재의 평면적인 사이즈를 약 300[m㎡] x 300[m㎡]로 했을 경우, 평량이 2000[g/㎡]의 시트재는, 두께가 약 3.0[㎜]가 되고, 평량이 3000[g/㎡]의 시트재는, 두께가 약 4.5[mm]가 된다.

먼저, 시트재의 전자파 차폐 특성을 측정할 때, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을, 50[wt.%], 60[wt.%], 70[wt.%], 80[wt.%]로 한 것을 각각 제조했다.

도 2의 (a)를 보면, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 증가시킬수록, 시트재의 전자파 차폐량이 증가하는 것을 알 수 있다. 여기서, 전자파 차폐량으로서는, 전자파를 99% 이상 차폐한다고 하는, 실질적으로 20[dB] 이상인 것이, 실용화의 기준이라고 하는 하나의 지표로 되어 있다. 본 실시예의 시트재는, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 80[wt.%]로 했을 경우에, 실질적으로 100[MHz] 이하의 주파수대역에 있어서, 20[dB] 이상이다. 따라서, 본 실시예의 시트재는, 전자파 차폐 특성이 뛰어난 것임을 알 수 있다.

또한, 도 2의 (a)와 도 2의 (b)를 대비하면, 평량(坪量)이 3000[g/㎡]가 되면, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 50[wt.%], 60[wt.%], 70[wt.%]의 각각의 경우에, 전자파 차폐량이 증가한다. 따라서, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 80[wt.%]가 되면, 평량이 2000[g/㎡]이건, 3000[g/㎡]이건, 이 이상 평량을 늘리더라도, 전자파 차폐 특성에 극적인 변화가 있다고는 생각하기 어렵다.

또한, 평량이 3000[g/㎡]인 경우, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 60[wt.%] 이상이면, 시트재의 전자파 차폐 특성은, 그다지 바뀌지 않는다. 따라서, 이 경우에, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 이 이상 증가시키더라도 전자파 차폐 특성에 극적인 변화가 있다고는 생각하기 어렵다.

요컨대, 시트재에 있어서의 카카오허스크 소성물의 총량(總量)이 일정에 도달하면, 그 후에, 카카오허스크 소성물의 총량을 증가시키더라도, 전자파 차폐 특성이 향상된다고는 생각하기 어렵다. 따라서, 카카오허스크 소성물을 이용하여 시트재를 제조하는 경우에는, 카카오허스크 소성물을 낭비없는 양으로 할 수 있다.

도 3은, 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이며, 도 2에 대응하는 것이다. 한편, 이후 설명하는 전자파 차폐 특성의 측정 방법은, 상술한 경우와 모두 동일한 것으로 했다.

도 3을 보면 명백한데, 놀랍게도, 분쇄 공정을 거치지 않은 경우에는, 전자파 차폐량이, 전체적으로 비약적으로 증가한다. 요컨대, 평량이 2000[g/㎡]인 경우라고 하더라도, 3000[g/㎡]인 경우라 하더라도, 도 3에 나타내는 측정 상한의 주파수대역인 600[MHz] 이하의 경우에는, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 50[wt.%], 60[wt.%], 70[wt.%], 80[wt.%] 중 그 어떤 것이라고 하더라도, 전자파 차폐량은 20[dB]를 실질적으로 초과하고, 주파수대역에서 보더라도, 혼합 비율로 보더라도, 전자파 차폐량이, 전체적으로 비약적으로 증가한다.

이 점으로부터, 카카오허스크 소성물에 대해 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재는, 상대적으로, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 낮게 하더라도, 시트재의 평량을 적게 하더라도, 상대적으로 뛰어난 전자파 차폐 특성을 얻을 수 있다. 바꾸어말하면, 카카오허스크 소성물에 대해 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재는, 소량의 카카오허스크 소성물을 사용하기만 하면 되기 때문에, 저렴한 비용으로 시트재를 제조하는 것이 가능하게 된다.

한편, 도 3의 (b)에 따르면, 계측 대상으로 한 혼합 비율 중에서는, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 70[wt.%]의 경우에, 전자파 차폐 특성이 최선이었다. 요컨대, 전자파 차폐 특성에 대해 살펴보면, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을, 실질적으로, 70[wt.%]로 하면 된다고 말할 수 있을 것이다.

도 4는, 대두피 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이고, 도 2에 상당하는 것이다.

도 5는, 대두피 소성물의 분쇄 공정을 거치지 않고 제조한 시트재의 전자파 차폐 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이고, 도 3에 상당하는 것이다.

도 4, 도 5를, 도 2, 도 3과 각각 대비하면, 전자파 차폐량이 다르긴 하지만, 몇 가지의 공통점을 볼 수 있다. 구체적으로는, 분쇄 공정을 거치지 않는 편이, 전자파 차폐 레벨이 높은 점, 전자파 차폐 특성의 점에서 보면 시트재 전체에 대한 식물 소성물의 혼합 비율은 대체로 70[wt.%]가 좋을 것이라는 점, 전자파 차폐 특성의 점에서 보면, 시트재의 평량은 많은 편이 좋은 점 등이 공통된다.

또한, 왕겨를 분쇄하지 않고 이용하여 제조한 시트재에 있어서도, 100[MHz] 이하의 주파수대역에서는, 20[dB] 이상의 전자파 차폐량을 확인할 수 있었다. 한편, 쌀겨를 이용하여 제조한 시트재의 경우에는, 최선의 조건의 경우라 하더라도, 전자파 차폐량이 20[dB]를 약간 초과할 정도의 시트재밖에 제조할 수 없었다.

이상으로부터, 전자파 차폐 특성이 특별히 뛰어난 시트재를 제조하기 위해서는, 카카오허스크 소성물, 대두피 소성물을, 소재로서 이용하는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 무엇보다, 일반적으로 시판되고 있는 전자파 차폐 부재는, 전자파 차폐량이 5[dB] ~ 25[dB]에 들어가는 것이 대부분이다. 이에 따르면, 본 실시예에서 지표로 한 20[dB]라고 하는 전자파 차폐량은, 높은 수준에 있다. 왕겨, 쌀겨, 카카오허스크, 대두피 중 그 어떤 소성물이라 하더라도, 600[MHz] 이하의 주파수대역에서는, 전자파 차폐량이 5[dB] 이상이 되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 그 점에서는, 본 실시예의 시트재는, 여기서 측정 대상으로 한 어떠한 식물 소성물을 이용하더라도, 시판 레벨의 전자파 차폐 부재와 동일한 레벨의 것을 실현할 수 있다고 할 수 있다.

도 6은, 카카오허스크 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6의 (a)에는 카카오허스크 소성물의 평량을 2000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고, 도 6의 (b)에는 평량을 3000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고 있다.

도 6에 나타내는 전자파 흡수 특성의 측정은, 300[mm] x 300[mm] 크기의 메탈릭 플레이트 상에, 같은 사이즈의 시트재를 재치(載置)한 상태에서, 도 6에서 플롯하고 있는 주파수의 입사파(入射波)를 시트재에 대해 조사(照射)하고, 시트재로부터의 반사파의 에너지를 계측하여, 입사파와 반사파와의 에너지 차이, 요컨대, 전자파 흡수량(에너지 손실)을 산출한 것이다. 한편, 상기 측정은, 아치형 전자파 흡수 측정기를 사용하여, 아치 테스트법에 근거하여 수행했다.

도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 카카오허스크 소성물의 평량이 2000[g/㎡]인 경우에는, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 60[wt.%]일 때에, 약 6000[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 전자파 흡수량은, 일반적으로,-20[dB]라고 하는 레벨을 초과하는지의 여부가 하나의 지표로 되어 있고, 상기 피크는, 약 -35[dB]이므로, 이 지표를 크게 상회하는 흡수량인 것을 알 수 있다.

도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 카카오허스크 소성물의 평량이 3000[g/㎡]인 경우에는, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 50[wt.%]일 때에, 약 5000[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -42[dB]이므로, 상기 지표를 크게 상회하는 흡수량임을 알 수 있다.

도 6의 (a), 도 6의 (b)로부터, 평량, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 적절히 선택함으로써, 원하는 주파수대역을 타겟으로 한 전자파 흡수 시트재를 제조할 수 있다.

도 7은, 왕겨 소성물의 분쇄 공정을 거쳐 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7의 (a)에는 왕겨 소성물의 평량을 2000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고, 도 7의 (b)에는 평량을 3000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고 있다. 이 측정도, 아치 테스트법에 근거하여 수행했다.

도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 왕겨 소성물의 평량이 2000[g/㎡]인 경우에는, 시트재 전체에 대한 왕겨 소성물의 혼합 비율이 70[wt.%]일 때에, 약 6000[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -35[dB]이므로, 상기 지표를 크게 상회하는 흡수량임을 알 수 있다. 또한, 시트재 전체에 대한 왕겨 소성물의 혼합 비율이 60[wt.%]일 때에도, 약 6500[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -27[dB]이므로, 상기 지표를 상회하는 흡수량임을 알 수 있다.

도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 왕겨 소성물의 평량이 3000[g/㎡]인 경우에는, 시트재 전체에 대한 왕겨 소성물의 혼합 비율이 60[wt.%]일 때에, 약 4500[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -28[dB]이므로, 상기 지표를 상회하는 흡수량임을 알 수 있다.

도 7의 (a), 도 7의 (b)로부터도, 평량, 시트재 전체에 대한 왕겨 소성물의 혼합 비율을 적절히 선택함으로써, 원하는 주파수대역을 타겟으로 한 전자파 흡수 시트재를 제조할 수 있음을 알 수 있다.

도 8은, 쌀겨 소성물을 이용하여 제조한 시트재의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8의 (a)에는 쌀겨 소성물의 평량을 2000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고, 도 8의 (b)에는 평량을 3000[g/㎡]로 했을 경우의 전자파 흡수 특성의 측정 결과를 나타내고 있다.

도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 쌀겨 소성물의 평량이 2000[g/㎡]의 경우에는, 시트재 전체에 대한 쌀겨 소성물의 혼합 비율이 80[wt.%]일 때에, 약 5200[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -40[dB]이므로, 상기 지표를 크게 상회하는 흡수량임을 알 수 있다.

도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 쌀겨 소성물의 평량이 3000[g/㎡]의 경우에는, 시트재 전체에 대한 쌀겨 소성물의 혼합 비율이 60[wt.%]일 때에, 약 4200[MHz] 부근을 피크로 한 전자파 흡수량을 확인할 수 있다. 이 전자파 흡수량은, 약 -28[dB]이므로, 상기 지표를 상회하는 흡수량임을 알 수 있다.

도 8의 (a), 도 8의 (b)로부터도, 평량, 시트재 전체에 대한 쌀겨 소성물의 혼합 비율을 적절히 선택함으로써, 원하는 주파수대역을 타겟으로 한 전자파 흡수 시트재를 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이상 설명한 도 6 ~ 도 8로부터, 시트재의 소재로서 사용하는 식물 소성물의 종류별에 따라, 전자파 흡수량이 피크가 되는 주파수대역이 달라진다고 할 수 있기 때문에, 시트재의 용도에 따라, 어떠한 식물 소성물을 소재로 하는지를 선택하면 되고, 혹은, 복수의 식물 소성물을 적절히 선택하여, 이들을 혼합하여 사용해도 된다.

한편, 카카오허스크, 왕겨, 쌀겨, 대두피의 각 소성물을 사용한 시트재의 도전(導電) 특성을 알아보기 위해, 각각의 시트재의 체적 고유 저항율을 측정해 보았다. 왕겨 소성물의 경우에는, 체적 고유 저항율은 실질적으로 10²[Ω·㎝] ~ 10³[Ω·㎝]였다. 또한, 왕겨 소성물에 대한 분쇄 공정의 유무(有無)에 따라서는, 체적 고유 저항율은 대부분 변화하지 않는 것을 알았다.

한편, 각각의 시트재의 체적 고유 저항율은, 측정 대상의 시트재에 저(低)저항율계(미츠비시화학사 제품：Loresta-GP, MCP-610)를 이용하여 수행했다. 구체적으로는, 시트재의 임의의 9 영역에 대해, 저저항율계의 프로브를 꽉 누름으로써, 프로브로부터 시트재에 전류를 흘려, 시트재의 양면(兩面)의 전위차를 측정함으로써, 체적 고유 저항율을 측정했다.

쌀겨 소성물의 경우에는, 체적 고유 저항율은 실질적으로 10²[Ω·㎝] ~ 10⁵[Ω·㎝]였다. 대두피 소성물의 경우에는, 체적 고유 저항율은 실질적으로 10¹[Ω·㎝] ~ 10³[Ω·㎝]였다. 또한, 대두피 소성물에 대한 분쇄 공정의 유무에 따라서는, 체적 고유 저항율은 대부분 변화하지 않는 것을 알았다.

카카오허스크 소성물에는, 분쇄 공정의 유무에 따라 체적 고유 저항율에 차이를 볼 수 있고, 분쇄 공정을 거쳤을 경우의 체적 고유 저항율은 대략 10¹[Ω·㎝] ~ 10²[Ω·㎝]이며, 분쇄 공정을 거치지 않은 경우의 체적 고유 저항율은 실질적으로 10⁰[Ω·㎝] ~ 10¹[Ω·㎝]이고, 분쇄 공정을 거치면 체적 고유 저항율이 커지는 것을 알았다.

또한, 본 실시예의 시트재는,

(1) 휴대전화기, PDA (Personal Digital Assistant) 등의 통신 단말을 포함하는 전자기기, 전자 레인지 등의 전자기기 및 그들에 이용되고 있는 전자 기판에 관한 전자파 차폐재,

(2) 전자기기 등의 검사 장치(차폐 박스 등을 포함함)에 관한 전자파 차폐재,

(3) ETC 게이트 부근, 바람직한 차간(車間) 상호 통신을 위해 터널 내부 및 지하 주차장 내부에 관한 전자파 차폐재,

(4) 지붕재, 플로어재 또는 벽재 등의 건재(建材), 작업화(靴), 작업복에 관한 전자파 차폐재,

(5) 열 프레스 전의 부드러운 상태의 것을 이용한 전자파 흡수 효과를 구비하는 완충재, 나아가서는, 그것을 내측에 사용한 헬멧, 그것을 내부에 설치한 자동차 문에 관한 전자파 차폐재,

(6) 자동차용 배터리 팩 커버 및 자동차용 언더 커버 등에 알맞게 이용할 수 있다.

이 결과, 예를 들면, 휴대전화기 등 혹은 가옥 주변의 고압선 등으로부터 나오는 전자파(電磁波)의 인체에 대한 악영향의 우려가 있는 재료를 없애거나, 경량(輕量)의 차폐 박스를 제공하거나, 정전(靜電) 방지 기능을 갖는 작업화 등을 제공하는 것이 가능하게 된다는 이점이 있다.

그리고, 본 실시예의 시트재의 전구체(前驅體)라고도 할 수 있는, 열 프레스 전(前)의 부드러운 상태의 것을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 예를 들면 건축재에 이용하면 보온성을 가지게 되고, 의류에 대해서도 이용하기 쉽다고 하는 이점이 있다.

다음에, 전자파 차폐 특성, 전자파 흡수 특성 모두가 뛰어난, 시트재의 소재로서, 카카오허스크에 주목하여 이하의 계측 등을 수행했다.

(1) 카카오허스크의 소성 전후(前後)의 성분 분석,

(2) 카카오허스크의 소성 전후의 조직 관찰,

(3) 카카오허스크 소성물의 도전성(導電性) 시험.

도 9의 (a)는, 카카오허스크의 소성 전의 ZAF 정량 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)에 나타낸 카카오허스크의 소성 후의 ZAF 정량 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다.

또한, 비교를 위해, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에는, 대두피, 유채박, 참깨박, 면실박, 코튼 헐에 대한 성분 분석 결과도 나타내고 있다.

카카오허스크 등 소성물의 제조 조건은, 도 1을 이용하여 설명한 바와 같은데, 「소정의 온도」는 900[℃]로 하고, 「미디언 직경」은 약 10㎛ ~ 약 60㎛로 했다. 또한, ZAF 정량 분석법은, 유기 원소 분석법에 비해, C, H, N 원소에 대한 정량 신뢰성이 낮다고 일컬어지므로, C, H, N 원소에 대해 신뢰성이 높은 분석을 수행할 수 있도록, 별도로 유기 원소 분석법에 의한 분석도 수행했다.

도 9의 (a)에 나타내는 소성 전의 카카오허스크는, 상대적으로 보면 「C」의 비율이 약간 적고, 상대적으로 보면 「O」의 비율이 약간 많다. 한편, 도 9의 (b)에 나타내는 소성 후의 카카오허스크는, 「C」의 비율이 평균적이고, 「O」의 비율이 적게 된다. 이와 같이, 카카오허스크는, 소성 처리에 의해, 「O」의 비율이 감소하기는 하지만 「C」의 비율이 증가하는 것으로부터, 「C」의 증가를 볼 수 있다.

도 10의 (a)는, 도 9의 (a)에 대응하는 유기 원소 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 10의 (b)는, 도 9의 (b)에 대응하는 유기 원소 분석법에 의한 성분 분석 결과를 나타내는 그래프이다.

도 10의 (a), 도 10의 (b)를 보면, 일반적으로 말하면, 6 개의 각 식물 소성물에 포함되어 있는 유기 원소의 비율은, 동일하다고 평가할 수 있다. 그런데도, 유채박, 참깨박, 면실박에 대해서는, 깻묵이라고 하는 공통점이 있기 때문인지, 그래프가 매우 비슷하다고 말할 수 있다. 구체적으로 말하면, 「N」의 비율이 상대적으로는 많고, 소성 전후의 「C」의 증가율은 상대적으로는 낮다고 말할 수 있다.

한편, 대두피, 코튼 헐에 대해서도, 외피라고 하는 공통점이 있기 때문인지, 그래프가 매우 비슷하다고 말할 수 있다. 구체적으로 말하면, 「N」의 비율이 상대적으로는 적고, 소성 전후의 「C」의 증가율은 상대적으로는 높다고 말할 수 있다.

이에 비해, 카카오허스크는, 「C」의 비율이 상대적으로는 적고, 소성 전후의 「N」의 증가율을 상대적으로는 높다고 말할 수 있다. 또한, 「C」에 주목해 보면, 코튼 헐이 가장 높고(약 83%), 참깨박이 가장 낮다(약 63%).

또한, 소성물의 카카오허스크의 성분 분석(유기 원소 분석법) 결과로서는, 탄소 성분이 약 43.60%, 수소 성분이 약 6.02%, 질소 성분이 약 2.78%였다. 한편, 소성 후의 카카오허스크의 성분 분석(유기 원소 분석법) 결과로서는, 탄소 성분이 약 65.57%, 수소 성분이 약 1.12%, 질소 성분이 약 1.93%였다. 또한, 카카오허스크 소성물의 체적 고유 저항율은, 4.06×10^－12[Ω·㎝]였다.

그리고, 총괄하면, 유기 미량 원소 분석법에 의한 성분 분석에서는, 소성 전의 카카오허스크 등은, 일반적으로, 원래, 탄소 성분이 많은 것을 알 수 있다. 한편, 소성 후의 카카오허스크 등은, 탄소 비율이 소성에 의해 증가하고 있는 것을 알 수 있다.

도 11은, 분쇄 후의 카카오허스크 소성물에 대한 도전성 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 11의 가로축에는 카카오허스크 소성물에 인가한 압력 [MPa]을 나타내고, 세로축에는 체적 고유 저항율[Ω·㎝]을 나타내고 있다. 아울러, 도 11에는, 참고를 위해, 코튼 헐, 참깨박, 유채박, 면실박에 대한 시험 결과도 나타내고 있다.

시험 대상의 「카카오허스크 소성물」의 분말 1g을, 내경이 약 25φ의 원통형의 용기에 넣고 나서, 직경이 약 25φ의 원뿔 형상의 놋쇠를 상기 용기의 개구(開口) 부분에 위치 맞춤하여, 프레스기(도요세이키 회사 제품： MP－SC)를 이용하여, 0[MPa]로부터 0.5[MPa]씩 4[MPa] 또는 5[MPa]까지, 놋쇠를 개재하여 프레스함으로써, 카카오허스크 소성물을 가압하면서, 그 체적 고유 저항율을 저저항 측정기(미츠비시 화학회사 제품 ： loresta-GP MCP-T600)의 프로브를 놋쇠의 측부와 저부에 접촉시켜 측정한다고 하는 방법을 채용했다.

또한, 약 25φ의 원통 형상의 용기 대신에 약 10φ의 원통 형상의 용기를 이용하고, 직경이 약 25φ의 원뿔 형상의 놋쇠 대신에 직경이 약 10φ의 원뿔 형상의 놋쇠를 이용하고, 다른 조건은 상기와 같이 한 경우에도, 도전성 시험의 시험 결과 에 대해서는 동등한 것을 얻을 수 있었다.

도 11에 나타내는 시험 결과에 따르면, 카카오허스크 소성물은, 예를 들어 0.5[MPa] 이상의 압력을 인가(印加)함으로써, 또한, 가압이 증가함에 따라, 체적 고유 저항율이 저하되는, 즉, 도전율이 향상된다는 특성을 가지고 있음을 알 수 있다.

또한, 코튼 헐의 체적 고유 저항율은 3.74×10^－2[Ω·㎝], 참깨박의 체적 고유 저항율은 4.17×10^－2[Ω·㎝], 유채박의 체적 고유 저항율은 4.49×10^－2[Ω·㎝], 면실박의 체적 고유 저항율은 3.35×10^－2[Ω·㎝], 카카오허스크의 체적 고유 저항율은 4.06×10^－2[Ω·㎝]였다.

여기서, 예를 들어, 체적 고유 저항율이 1.00×10^－1[Ω·㎝]과 체적 고유 저항율이 3.00×10^－1[Ω·㎝]에서는 엄밀하게 말하면 3배의 차이가 있지만, 당업자에게 있어서 명백한 바와 같이, 체적 고유 저항율의 측정 결과에는, 그렇게까지 엄밀성이 요구되지 않는다. 따라서, 체적 고유 저항율이 1.00×10^－1[Ω·㎝]과 체적 고유 저항율이 3.00×10^－1[Ω·㎝]에서는, 양쪽 모두에 「10^－1」라고 하는 자리수임에는 변화가 없는 것으로부터, 이들은 서로 동등하다고 평가할 수 있는 점에는 유의하길 바란다.

도 12는, 에틸렌·프로필렌디엔고무에 반죽된 카카오허스크 소성물의 함유율과 체적 고유 저항율과의 관계를 나타내는 그래프이다. 즉, 여기서는, 시트재의 비교예로서, 에틸렌·프로필렌디엔고무에 카카오허스크 소성물을 갠 것을 제조해 보았다. 도 12의 가로축에는 카카오허스크 소성물의 함유율[phr]을 나타내고, 세로축에는 체적 고유 저항율[Ω·cm]을 나타내고 있다. 또한, 여기서는, 비교를 위해, 코튼 헐, 참깨박, 유채박, 면실박의 각 소성물을 사용한 전자파 차폐 부재의 것도 나타내고 있다. 또한, 도 12 내의 플롯 수치는, 전자파 차폐 부재 중에서 임의로 선택한 9점에서 측정한 평균치이다(이하, 동일함.).

도 12에 나타내는 바와 같이, 카카오허스크 등의 각 체적 고유 저항율은, 상호 동일한 측정 결과를 얻을 수 있었다. 아울러, 카카오허스크 등의 각 체적 고유 저항율은, 대두피의 체적 고유 저항율과도 동일했다.

또한, 대두피, 유채박, 참깨박, 면실박, 코튼 헐의 각 소성물에 한해서 말하자면, 고무에 대한 식물 소성물의 함유율을 200[phr] 이상으로 하면, 어느 경우라 하더라도, 상기 함유율이 150[phr]까지의 경우에 비해, 체적 고유 저항율이 매우 저하되고 있는 것을 알 수 있다. 이에 비해, 카카오허스크 소성물에 대해서 말하면, 고무에 대한 함유율의 증가에 대해, 선형적으로, 체적 고유 저항율이 매우 저하되어 있음을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 카카오허스크 등 소성물에 대해, JIS K－1474에 준거하여, 부피 비중을 측정해 보았다. 유채박, 참깨박, 면실박, 코튼 헐, 카카오허스크의 부피 비중은, 각각, 약 0.6 ~ 0.9g/㎖, 약 0.7 ~ 0.9g/㎖, 약 0.6 ~ 0.9g/㎖, 약 0.3 ~ 0.5g/㎖, 약 0.3 ~ 0.5g/㎖였다. 외피류(코튼 헐, 카카오허스크)는, 비교적, 부피가 크다고 말할 수 있다.

도 13, 도 14는, 소성 전의 카카오허스크의 SEM 사진이다. 도 13의 (a)에는 350배의 배율로 촬영한 외피 사진을 나타내고, 도 13의 (b)에는 100배의 배율로 촬영한 내피 사진을 나타내고, 도 14의 (a)에는 750배의 배율로 촬영한 내피 사진을 나타내며, 도 14의 (b)에는 1500배의 배율로 촬영한 내피 사진을 나타내고 있다.

도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 소성 전의 카카오허스크의 외피는, 석회암의 표면같은 형태인 것을 알 수 있다. 한편, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 소성 전의 카카오허스크의 내피는, 섬유 형상의 형태를 하고 있는 것을 알 수 있다.

흥미로운 점은, 도 14의 (a), 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 소성 전의 카카오허스크의 내피는, 섬유 형상 부분을 확대해서 살펴보면, 나선 모양 부분을 구비하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 나선 모양 부분의 직경은, 대개 10㎛ ~ 20㎛로 보인다.

도 15, 도 16은 내피와 외피로 구별하지 않고 소성한 카카오허스크의 SEM 사진이다. 도 15의 (a), 도 15의 (b) 및 도 16의 (a)에는, 1500배의 배율로 촬영한 소성물의 사진을 나타내고, 도 16의 (b)에는 3500배의 배율로 촬영한 소성물의 사진을 나타내고 있다.

도 15의 (a), 도 16의 (b)로부터, 카카오허스크 소성물에도, 소성 전의 카카오허스크의 내피에 볼 수 있는 섬유 형상 부분이 잔존하고 있음을 확인할 수 있다. 한편, 소성물의 사이즈는, 나선 모양 부분의 직경은 실질적으로 5㎛ ~ 10㎛까지 축소하고 있는 것처럼 보인다. 또한, 도 15의 (b), 도 16의 (a)로부터, 카카오허스크 소성물은, 다채로운 포러스 구조임을 확인할 수 있다.

나선 모양 부분은, 상술한 대두피, 유채박, 참깨박, 면실박, 코튼 헐, 대두껍질에서는, 확인되어 있지 않다. 따라서, 이와 같은 형태는, 카카오허스크 고유의 것일 가능성이 높다. 한편으로, 연근, 호박 등의 종자 식물의 도관 측벽 부분 등, 나아가서는, 낙화생의 내피 등도 나선 모양 부분을 포함하기 때문에, 카카오허스크 소성물을 사용한 경우에 얻어지는 효과를 기대할 수 있다. 이 점으로부터, 본 발명의 범주에는, 나선 모양 부분을 포함하는 어떠한 식물 소성물을 이용하는 것도 포함되는 것으로 한다.

여기서, 카카오허스크 소성물에 대해 분쇄 처리를 가하거나, 고무에 반죽한 경우에는, 나선 모양 부분이 뭉개질 가능성이 있다고 생각된다. 그리고, 도 2에 나타내는 카카오허스크 소성물의 분쇄 처리를 거친 시트재의 전자파 차폐 특성과, 도 3에 나타내는 분쇄 처리를 거치지 않는 시트재의 전자파 차폐 특성을 대비하면, 전자파 차폐량에 현저한 차이가 있는데 비해, 대두피 소성물에 따른 전자파 차폐 특성을 나타내는 도면 4, 도 5를 대비하더라도, 그다지 전자파 차폐량의 차이가 없다.

이 점으로부터, 카카오허스크 소성물에 볼 수 있는 나선 모양 부분이, 전자파 에너지를 다른 에너지로 효율적으로 변환하는 것에 기여하고 있다고 생각할 수 있다. 본 실시예와 같이, 카카오허스크 소성물에 대해 분쇄 처리를 수행하는 일 없이, 나선 모양 부분을 잘 남기면서 제조 가능한 습식 초조법(抄造法)을 이용한 시트재는, 고무재에서는 얻을 수 없는, 뛰어난 전기적 특성이 얻어진다고 말할 수 있다. 부언하면, 습식 초조법을 이용한 시트재는, 식물 소성물 각각의 독자적인 구조를 남길 수 있다는 이점이 있다.

<실시예 2>

본 발명의 실시예 1에서는, 주로, 카카오허스크 소성물을 이용한 시트재에 대해 설명했는데, 본 발명의 실시예 2에서는, 각종 식물 소성물에 대해 금속 필러인 스테인리스 섬유를 첨가한 시트재에 대해 설명한다. 한편, 스테인리스 섬유는, 금속 필러로서의 일례로써, 본 실시예의 시트재에 이용하는 것이 가능한 금속 필러는, 스테인리스 섬유에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에서 이용한 스테인리스 섬유는, 니뽄세이센가부시키가이샤(日本精線株式會社) 제품의 나스론(등록상표) CHOP6이며, 식물 소성체와 아라미드 섬유 등과의 혼합과의 혼합 시에, 스테인리스 섬유를 같이 혼합하는 점을 제외하면, 본 실시예의 시트재의 제조 방법은, 실시예 1의 것과 동일하다. 또한, 각 식물 소성체의 소성 온도는 900[℃]로 했다.

카테고리	제1 카테고리		제2 카테고리		제3 카테고리
소성탄소	분쇄분체 RBC, RHC, SHC	50wt.%	분쇄분체 RBC, RHC, SHC	25wt.%	분쇄분체(150 ~ 250㎛)
	미분쇄편 RHC-L, SHC-L		미분쇄편 RHC-L, SHC-L		37.5	25.0	12.5	0wt.%
SUS섬유	0		25		12.5	25.0	37.5	50.0 wt.%
평량/[g/㎡)	2000

제4 카테고리
배합물(품명)	CHC-L성형 시트	SUS 섬유 성형 시트	SUS섬유+ CHC-L 성형 시트
소성탄소	CHC-L 50wt.%	0	CHC-L 25wt.%
SUS 섬유	0	50wt.%	25wt.%

표 1, 표 2는, 본 발명의 실시예 2의 시트재의 구성을 나타내는 표이다. 표 1, 표 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 시트재의 구성은, 4 개의 카테고리로 크게 구분된다.

제1 카테고리의 것으로서는,

분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과,

분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과,

분쇄 처리를 가한 대두피 소성물(SHC)과,

분쇄 처리를 가하지 않은 왕겨 소성물(RHC－L)과,

분쇄 처리를 가하지 않은 대두피 소성물(SHC－L)을,

각각, 시트재 전체에 대해 50[wt.%]의 혼합 비율로 한 것을 준비했다. 즉, 제1 카테고리에 따른 시트재는, 상기 각종 식물 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 혼합하지 않은 시트재이다.

제2 카테고리의 것으로서는,

분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과,

분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과,

분쇄 처리를 가한 대두피 소성물(SHC)과,

분쇄 처리를 가하지 않은 왕겨 소성물(RHC－L)과,

분쇄 처리를 가하지 않은 대두피 소성물(SHC－L)을,

각각, 시트재 전체에 대해 25[wt.%], 스테인리스(SUS) 섬유를 시트재 전체에 대해 25[wt.%]의 혼합 비율로 한 것을 준비했다. 즉, 제2 카테고리에 따른 시트재는, 각종 식물 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 혼합한 시트재이다.

제3 카테고리의 것으로서는, 대부분이 150[㎛] ~ 200[㎛]의 크기에 들어가는 조건으로 분쇄 처리를 가한 카카오허스크 소성물(CHC) 및 스테인리스(SUS) 섬유를, 시트재 전체에 대해, 각각,

37.5[wt.%] 및 12.5[wt.%],

25[wt.%] 및 25[wt.%],

12.5[wt.%] 및 37.5[wt.%],

0[wt.%] 및 50.0[wt.%]

라는 혼합 비율의 것을 준비했다. 즉, 제3 카테고리에 따른 시트재는, 분쇄 처리를 가한 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 선택적으로 혼합 한 시트재이다.

제4 카테고리의 것으로 해서는, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물(CHC－L) 및 스테인리스(SUS) 섬유를 시트재 전체에 대해, 각각,

50.0[wt.%] 및 0[wt.%],

0[wt.%] 및 50.0[wt.%],

25[wt.%] 및 25[wt.%]

의 혼합 비율로 한 것을 준비했다. 즉, 제4 카테고리에 따른 시트재는, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 선택적으로 혼합한 시트재이다.

한편, 제1 카테고리 ~ 제4 카테고리 모두에 속하는 것도, 평량(坪量)은 2000[g/m²]로 했다.

도 17은, 표 1에 나타낸 제1 카테고리에 따른 시트재, 즉 각종 식물 소성물 에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 혼합하지 않은 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 이 측정은 KEC법에 의해 수행하고 있고, 도 17의 (a)의 가로축에는 주파수[MHz], 세로축에는 전계(電界) 차폐량[dB]를 나타내고 있다. 또한, 도 17의 (b)의 가로축에는 주파수[MHz], 세로축에는 자계(磁界) 차폐량[dB]를 나타내고 있다.

도 17의 (a)에 의하면, 분쇄 처리를 가하지 않은 대두피 소성물(SHC－L)을 50[wt.%] 혼합함으로써 제조한 시트재의 전계 차폐량이 가장 높고, 약 1000[MHz]까지 실질적으로 20[dB] 이상의 값이 되었다.

다음에, 분쇄 처리를 가하지 않은 왕겨 소성물(RHC－L)을 50[wt.%] 혼합함으로써 제조한 시트재와, 분쇄 처리를 가한 대두피 소성물(SHC)을 50[wt.%] 혼합함으로써 제조한 시트재가 실질적으로 동일한 값이 되어, 약 1000[MHz]의 주파수까지의 전계 차폐량은, 실질적으로 7[dB] 이상의 값이 되었다.

또한, 분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)을 50[wt.%] 혼합함으로써 제조한 시트재와, 분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)을 50[wt.%] 혼합함으로써 제조한 시트재가 실질적으로 동일한 값이 되어, 약 1000[MHz]의 주파수까지의 전계 차폐량은, 실질적으로 5[dB] 이상의 값이 되었다.

한편, 도 17의 (b)에 의하면, 어느 시트재에 있어서도, 자계 차폐량으로서 우수한 값은 얻을 수 없었다.

도 18은, 표 1에 나타낸 제2 카테고리에 따른 시트재, 즉 각종 식물 소성물 에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 혼합한 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 17에 대응하는 것이다.

도 18의 (a)을 보면 명백한 바와 같이, 도 17의 (a)과 비교하여, 일반적으로, 전계 차폐량이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. 전계 차폐량은, 분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물과, 분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물을 제외하면, 약 1000[MHz]의 주파수까지의 전계 차폐량은, 실질적으로 58[dB] 이상의 값이 되어, 50[MPa] 이하의 저주파 영역에서는, 최대로 80[dB] ~ 100[dB]의 전계 차폐량을 얻을 수 있었다.

또한, 분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물에 있어서도, 약 1000[MHz]의 주파수까지의 전계 차폐량은, 실질적으로 50[dB] 이상의 값이 되었고, 분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물도, 약 1000[MHz]의 주파수까지의 전계 차폐량은, 평균에서 실질적으로 40[dB] 이상의 값, 극소치라고 해도 실질적으로 30[dB]가 되었다.

여기서, 자동차용 배터리 팩 커버 및 자동차용 언더 커버에서는, 일반적으로, 100[MHz] ~ 2[GHz]의 주파수대역에 있어서, 약 60[dB] 이상의 전계 차폐량이 요구되고 있다. 따라서, 도 18의 (a)에 따른 시트재 중, 분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물과, 분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물을 제외하면, 자동차용 배터리 팩 커버 등으로서 이용하는 것이 가능하게 된다.

또한, 종래의 자동차용 배터리 팩 커버는, 주로 스테인리스재를 그물코 모양으로 하여, 자동차용 배터리 팩 전체를 덮는다고 하는 번거로운 제조 공정이 필요한데, 본 실시예의 시트재를 사용하는 경우에는, 자동차용 배터리 팩의 형상, 크기에 따른 금형 등을 준비하여, 일체적으로 성형한다고 하는 간소화된 제조 방법을 채용하는 것이 가능하게 된다. 아울러, 본 실시예의 시트재를 사용하는 경우에는, 식물 소성물이 포함되어 있는 결과, 상대적으로 스테인리스 소재의 비율을 줄일 수 있으므로, 종래의 자동차용 배터리 팩 커버와 비교하여, 경량화를 실현하는 것도 가능하게 된다.

또한, 일반적으로, 종래의 자동차용 배터리 팩 커버로 이용되고 있는 스테인리스재는, 식물 소성물에 비해 고가(高價)이기 때문에, 식물 소성물을 혼합한 자동차용 배터리 팩 커버는, 저렴한 비용이 된다고 하는 이점도 있다.

도 18의 (b)를 보면, 도 17의 (b)와 비교하여, 일반적으로, 자계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 18의 (a)와 도 18의 (b)로부터, 전계 차폐량과 자계 차폐량에 친화성이 있는 것도 알 수 있다. 즉, 분쇄 처리를 가한 왕겨 소성물(RHC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물이 다른 것보다도, 자계 차폐량도 전계 차폐량도 약간 적고, 분쇄 처리를 가한 쌀겨 소성물(RBC)과 스테인리스(SUS) 섬유가 각각 25[wt.%]씩의 혼합물이, 다른 것보다도 자계 차폐량도 전계 차폐량도 더 약간 적었다.

도 19는, 표 1에 나타낸 제3 카테고리에 따른 시트재, 즉 분쇄 처리를 가한 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 선택적으로 혼합한 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 17에 대응하는 것이다.

도 19의 (a)를 보면 명백한 바와 같이, 도 17의 (a)와 비교하여, 일반적으로, 전계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 한편, 도 19의 (a)의 맨 밑의 그래프는, 도 17의 (a)에도 나타내고 있는 것인 점에 유의하길 바란다.

도 19의 (a)를 보면, 스테인리스(SUS) 섬유의 혼합 비율을 높일수록, 전계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 시트재 전체에 대해, 분쇄 처리를 가한 카카오허스크 소성물(CHC) 및 스테인리스(SUS) 섬유를, 각각, 12.5[wt.%] 및 37.5[wt.%]의 혼합 비율로 한 경우라 하더라도, 상술한 자동차용 배터리 팩 커버 등에서 요구되는, 약 60[dB] 이상의 전계 차폐량을 실현할 수 있음을 알 수 있다.

도 19의 (b)를 보면, 도 17의 (b)와 비교하여, 일반적으로, 자계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 19의 (a)와 도 19의 (b)로부터, 전계 차폐량과 자계 차폐량에 친화성이 있는 것도 알 수 있다.

또한, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물 및 스테인리스(SUS) 섬유의 혼합 비율을, 10[wt.%], 30[wt.%], 50[wt.%]로 하며, 카카오허스크 소성물과 SUS 섬유와의 혼합 비율은 1 : 1 로 한 것과, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 50[wt.%](SUS 섬유 없음)으로 한 것을 각각 제조하여, KEC법에 더하여, 2 초점형 편평공동(DFFC)법에 의해 전자파 차폐량을 측정해 보았다.

이 결과, KFC법의 경우에는, 「10[wt.%]」의 것은 평균에서 약 45[dB], 「30[wt.%]」의 것은 평균으로 약 80[dB], 「50[wt.%]」의 것은 평균에서 약 105[dB], 「50[wt.%](SUS 섬유 없음)」의 것은 평균에서 약 30[dB}라고 하는 전계 차폐량인 것을 알 수 있었다.

또한, DFFC법의 경우에는, 1[MHz] ~ 9[MHz]까지의 레인지로 측정했는데, 「10[wt.%]」의 것은 평균에서 약 40[dB], 「30[wt.%]」의 것은 평균에서 약 75[dB], 「50[wt.%]」의 것은 평균에서 약 95[dB], 「50[wt.%](SUS 섬유 없음)」의 것은 평균에서 약 20[dB]라고 하는 전자파 차폐량인 것을 알 수 있었다.

도 20은, 표 2에 나타낸 제4 카테고리에 따른 시트재, 즉 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스(SUS) 섬유를 선택적으로 혼합한 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 17에 대응하는 것이다.

도 20의 (a)를 보면 명백한 바와 같이, 도 17의 (a)와 비교하여, 일반적으로, 전계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 놀랍게도, 스테인리스(SUS) 섬유가 전혀 혼합되어 있지 않은 경우라고 하더라도, 1000[MHz]까지의 주파수대역에서 30[dB] 이상의 값이 되었다.

그리고, 놀랍게도, 스테인리스(SUS) 섬유 단체(單體]보다도, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물과 스테인리스(SUS) 섬유와의 혼합물 쪽이, 전계 차폐량이 증대되어 있는 점이다. 따라서, 이와 같은 시트재를, 예를 들면, 전자기기 등의 검사 장치, ETC 게이트 부근, 지붕재, 플로어재 또는 벽재(壁材) 등의 건재(建材), 작업화, 작업복, 헬멧, 자동차용 배터리 팩 등에 이용하면, 경량이면서 저렴한 비용으로, 아울러, 제조 공정의 간소화를 실현할 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 발휘한다.

도 20의 (b)를 보면, 도 17의 (b)와 비교하여, 일반적으로, 자계 차폐량이 향상되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 20의 (a)와 도 20의 (b로부터, 전계 차폐량과 자계 차폐량에 친화성이 있는 것도 알 수 있다.

이상, 본 실시예에서는, 주로, KEC법에 기초하여 계측 결과에 근거하는 설명을 했는데, 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 아드반테스트법에 근거하는 시트재의 전자파 차폐량을 측정해 본 바, 동일한 결과가 얻어짐을 확인할 수 있었다.

도 23은, 본 실시예의 식물 소성물 및 SUS 섬유의 혼합물로 이루어지는 시트재의 아치 테스트법에 근거하여 측정한 전자파 차폐 특성을 나타내는 도면이다. 도 23의 가로축은 주파수[MHz]를 나타내고, 세로축은 전자파 차폐량[dB]을 나타내고 있다.

여기서는, 비교를 위해, SUS 섬유 단체로부터 제조한 시트재와 식물 소성물 단체로부터 제조한 시트재와의 적층물에 대한 전자파 차폐 특성도 알아보았다. 또한, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물 및 SUS 섬유의 혼합 비율을, 10[wt.%], 30[wt.%], 50[wt.%]으로 하며, 카카오허스크 소성물과 SUS 섬유와의 혼합 비율은 1 : 1 로 한 것과, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을 50[wt.%](SUS 섬유 없음)으로 한 것을 각각 제조했다.

도 23에 의하면, 본 실시예의 시트재의 전자파 차폐 특성은, 시트재 전체에 대한 카카오허스크 소성물 및 SUS 섬유의 혼합 비율에 의하지 않고 , 100[MHz] 부근, 1000[MHz] 부근에서, 40[dB] 이상의 높은 전자파 차폐량이 얻어진 것을 알 수 있었다. 따라서, 전자파 차폐량이 뛰어난 시트재의 요구가 있으면, 카카오허스크 소성물은, 그다지 많은 함유량은 필요없음을 알 수 있다.

도 24는, SUS 섬유 단체로부터 제조한 시트재와 식물 소성물 단체로부터 제조한 시트재와의 적층물을 아치 테스트법에 기초하여 측정한 전자파 차폐 특성을 비교예로서 나타내는 도면이다. 도 24의 가로축은 주파수[MHz]를 나타내고, 세로축은 전자파 차폐량[dB]를 나타내고 있다.

도 24에 나타내는 바와 같이, 주파수가 1000[MHz] 이하에서는, 평균으로서는 약 30[dB]라고 하는 전자파 차폐량을 실현할 수 있음을 알 수 있었다.

그러나, 도 23과 대비하면 명백한 바와 같이, 비교예의 시트재의 경우에는, 40[dB]를 초과하는 전자파 차폐량은 100[MHz] 부근밖에 확인할 수 없고, 1000[MHz] 부근에서는 30[dB]에도 미치지 못했다.

이상을 정리하면, 도 23, 도 24의 대비에 의해, 시트재는, 단순히, 식물 소성물 단체로부터 제조한 것과 SUS 섬유 단체로부터 제조한 것을 적층하는 것보다도, 식물 소성물과 SUS 섬유를 제조 시에 혼합시킨 쪽이, 전자파 차폐량이 증대하는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시예의 시트재는, 식물 소성물과 SUS 섬유를 혼합시킨 상태에서 제조하고 있기 때문에, 뛰어난 전자파 차폐량을 얻을 수 있다고 할 수 있다.

그리고, 본 실시예의 시트재는, 전자파 차폐체에 바람직하게 이용할 수 있다. 구체적으로는, 식물 소성물과 SUS 섬유를 혼합시켜 이루어지는 시트재가 외측에, 식물 소성물 단체로부터 제조한 시트재가 내측이 되도록 적층시킨 전자파 차폐체를 제조할 수 있다. 또한, 외측의 시트재의 표면에, 선택적으로, 절연층을 설치해도 좋다. 이렇게 하면, 전자파 발생원을 전자파 차폐체에 의해 덮음으로써, 전자파 발생원으로부터의 전자파를 외부에 놓치지 않는다고 할 수 있다. 이러한 경우에는, 내측의 시트재가 주로 전계(電界) 흡수에 기여하고, 외측의 시트재가 주로 자계 차폐에 기여하기 때문에, 전자파 차폐체 내에서의 전자파를 감소시킬 수 있다. 아울러, 절연층을 형성한 경우에는, 각 시트재에 의해 다 차폐할 수 없었던 전자파가 전자파 차폐체의 외부에 조사(照射)되는 것을 절연층에 의해 방지할 수 있다. 이 종류의 전자파 차폐체의 사용예로서는, 상술한 전자기기 등의 검사 장치, 자동차용 배터리 팩 커버 등을 들 수 있다.

또한, 상기의 각 시트재를 반대로 할 수도 있다. 즉, 식물 소성물과 SUS 섬유를 혼합시켜 이루어지는 시트재가 내측에, 식물 소성물 단체로부터 제조한 시트재가 외측이 되도록 적층시킨 전자파 차폐체를 제조하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 전자파 조사(照射)의 방지 대상을 전자파 차폐체에 의해 덮음으로써, 외부에 위치하는 전자파 발생원으로부터의 전자파가, 그 방지 대상에 조사되는 것을 회피할 수 있다. 이 때에도, 외측의 시트재가 주로 전계 흡수에 기여하기 때문에, 이 전자파 차폐체는, 단순한 전자파 차폐 기능을 가질뿐만 아니라, 전자파 차폐체 주변에 위치하는, 전자기기 등에 악영향을 미치는 것도 회피할 수 있다. 이 종류의 전자파 차폐체의 사용예로서는, 상술한 건축재, 의류 등을 들 수 있다.

<실시예 3>

본 발명의 실시예 3에서는, 시트재의 제조 시에 수행하는 프레스 공정 시에, 가압 조건을 변경해 보았다.

배합물	카카오허스크 성형시트						SUS 섬유+카카오허스크 성형시트
카카오허스크 (150~250㎛)	10		30		50		5		15		25
SUS 섬유	0						5		15		25
평량[g/㎟)	2000
가압	낮음	높음	낮음	높음	낮음	높음	낮음	높음	낮음	높음	낮음	높음
부피밀도[g/㎤]	0.86	1.01	0.8	1.07	0.71	1.09	0.84	1.04	0.77	1.22	0.58	1.37
두께[㎜]	2.4	2	2.6	1.9	2.9	1.9	2.4	1.8	2.7	1.6	3.3	1.4

표 3은, 습식 초조 공정 및 건조 공정을 거친 후에 이루어지는 프레스 공정 시에, 약 3MPa의 가압을 수행하여 제조한 시트재와 약 10MPa의 가압을 수행하여 제조한 시트재의 부피 밀도와 두께와의 관계를 나타내고 있다. 한편, 「약 10MPa」로 한 이유는, 이 값이, 최밀충전화(最密充塡化)할 정도의 프레스 가압치이기 때문이다.

본 실시예의 시트재의 제조 방법은, 가압 조건을 제외하고, 실시예 1의 것과 같고, 각 식물 소성체의 소성 온도는 900[℃]로 했다. 또한, 본 실시예에서는, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 선택적으로 스테인리스 섬유를 첨가함으로써 제조한 시트재에 대해 설명한다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 스테인리스 섬유를 첨가하지 않은 경우에는, 시트재 전체에 대해, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율을, 각각, 10[wt.%], 30[wt.%], 50[wt.%]로 했다.

한편, 스테인리스 섬유를 첨가하고 있는 경우에는, 시트재 전체에 대해, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물 및 스테인리스 섬유의 혼합 비율을, 각각, 10[wt.%], 30[wt.%], 50[wt.%]로 했다.

상기의 6 패턴의 시재(試材)에 대해, 약 3MPa의 가압을 수행한 경우와, 약 10MPa의 가압을 수행한 경우에서는, 모두, 약 10MPa의 가압을 수행한 쪽이, 부피 밀도가 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 이에 따라, 시트재의 두께가 감소하는 것도 알 수 있다. 각 시트재의 부피 밀도와 두께와의 구체적인 수치는, 표 3을 참조하길 바란다.

도 21은, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스 섬유를 첨가하지 않은 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 이 측정은 KEC법에 의해 수행하였고, 도 21의 (a)의 가로축에는 주파수[MHz], 세로축에는 전계 차폐량[dB]을 나타내고 있다. 또한, 도 21의 (b)의 가로축에는 주파수[MHz], 세로축에는 자계 차폐량[dB]을 나타내고 있다. 한편, 도면의 「high p」라는 것은 표 3의 가압이 「높음」을 의미하고, 「low p」라는 것은 표 3의 가압이 「낮음」을 의미한다.

도 21의 (a)에 의하면, 스테인리스 섬유를 첨가하지 않은 경우에는, 시트재에 대해, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 증가함에 따라, 높은 가압을 수행한 쪽이 전계 차폐량의 증가를 볼 수 있다. 다만, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 10[wt.%]인 경우에는, 가압의 높고낮음에 따른 전계 차폐량의 명확한 차이는 볼 수 없었다.

도 21의 (b)에 의하면, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율의 높고낮음, 가압의 높고낮음에 의한 자계 차폐량의 명확한 차이는 볼 수 없었다.

여기서, 부피 밀도를 높이면, 카카오허스크 소성물의 분체(粉體) 간의 거리, 카카오허스크 소성물의 분체와 스테인리스 섬유와의 접촉 및 스테인리스 섬유 간의 거리가 짧아지기 때문에, 도전성이 높아지는 결과, 시트재의 전계 차폐성은 향상된다고 할 수 있다. 한편, 약 10MPa의 가압을 수행한 다음이라고 하더라도, 시트재의 내부에는 공간이 잔존(殘存)하고 있기 때문에, 나선 구조가 파괴되는 경우는 적다고 할 수 있다.

또한, 부피 밀도의 하한치에 주목하면, 시트재의 제조 공정인 초지(抄紙) 공정 시라면, 부피 밀도는 0.3[g/㎤] 정도인데, 카카오허스크 소성물의 분체의 탈락을 방지하기 위해서, 시트재의 표면을 용융시키면, 부피 밀도는 0.5[g/㎤］정도가 된다. 바꾸어 말하면, 본 실시예의 시트재는, 부피 밀도가 적어도 0.5[g/㎤］ 정도가 되는 조건에서 가압하면 좋다고 할 수 있다.

도 22는, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스 섬유를 첨가하고 있는 시트재의 전자파 차폐량의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 21에 대응하는 것이다.

도 22의 (a)에 의하면, 스테인리스 섬유를 첨가하고 있는 경우에도, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 증가함에 따라, 높은 가압을 수행한 쪽이, 전계 차폐량 증가를 볼 수 있다. 다만, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 10[wt.%]인 경우에는, 가압의 높고낮음에 의한 전계 차폐량의 명확한 차이는 볼 수 없었다. 한편, 최선의 조건인 경우에는, 100[dB]를 초과하고, 120[dB]에도 육박하는 전계 차폐량을 얻을 수 있었다.

도 22의 (b)에 의하면, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물에 대해 스테인리스 섬유를 첨가하고 있는 경우에는, 분쇄 처리를 가하지 않은 카카오허스크 소성물의 혼합 비율이 증가함에 따라, 높은 가압을 수행한 쪽이, 자계 차폐량이 증가하는 것을 알 수 있다. 특히, 도 17의 (b), 도 18의 (b)에 나타낸 것과 비교하여, 자계 차폐량이 격증(激增)하고 있는 것도 알 수 있다.

이상, 본 실시예 2, 3의 시트재는, 각종 측정 결과를 정리하면, 이하의 성질이 있다고 할 수 있다.

(1) SUS 섬유와 식물 소성물과의 혼합물을 이용한 시트재는, SUS 섬유의 비율이 많을수록 전자파 차폐량은 증대하지만 고비용화한다. 시장 가격에서는, SUS 섬유의 비용은, 식물 소성물의 비용의 약 5 배 ~ 6 배이다. 그렇게 하면, 시트재의 용도에 의해 요구되는 전계 차폐량은 반드시 일정하지는 않지만, SUS 섬유와 식물 소성물과의 혼합은 대체로 1 : 3 ~ 3 : 1이 양호하다.

(2) 시트재에 대한 SUS 섬유와 식물 소성물과의 혼합물의 혼합 비율을 높일수록, 시트재의 전자파 차폐량은 증대한다.

(3) 시트재에 대한 SUS 섬유와 식물 소성물과의 혼합물의 혼합 비율을 높이지 않더라도, 시트재의 제조 시에 가압함으로써 부피 밀도를 높이면, 시트재의 전자파 차폐량은 증대한다.

<실시예 4>

실시예 1에서는, 프로펠라 교반(攪拌) 날개가 붙은 교반 용기 내에, 소성 후의 카카오허스크를 분쇄하고 나서 넣는 예에 대해서도 설명했는데, 본 실시예에서는, 소성 전의 카카오허스크를 분쇄하고, 그 후에, 소성 처리를 수행한다고 하는 공정으로 제조한 시트재에 대해서 설명한다. 한편, 분쇄기로서는, 범용적인 커터 밀을 이용했다.

도 25는, 카카오허스크의 분쇄 공정을 거친 후에 소성한 카카오허스크로 이루어지는 시트재의 체적 고유 저항율의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 이 측정은, 저(低)저항율계(미츠비시 화학사 제품：Loresta-GP, MCP-610)를 이용하여 수행했다. 체적 고유 저항율의 측정 대상은, 눈금간격 500㎛ 사방의 철망 등의 그물코를 통과한 것을 이용한 시트재(△로 플롯)와, 이것을 통과하지 않은 것을 이용한 시트재(▽로 플롯)와의 양쪽 모두로 했다. 한편, 도 25에는, 참고를 위해, 도 1의 공정(단, 분쇄 공정을 거치지 않고)에 의해 제조한 시트재의 체적 고유 저항율도 나타내고 있다(□로 플롯).

우선, 그물코를 통과한 것을 이용한 시트재의 경우, 도 1의 공정(단, 분쇄 공정을 거치지 않고)에 의해 제조한 시트재와 대비하더라도, 체적 고유 저항율에 큰 변화는 없다. 이것은, 모두, 시트재 중에 차지하는 카카오허스크의 나선 모양 부분이 상대적으로 적은 것에 기인하고 있다고 생각할 수 있다.

이에 비해, 그물코를 통과하고 있지 않은 것을 사용한 시트재의 경우, 1 자리수 내지 2 자리수의 체적 고유 저항율의 저하를 볼 수 있다. 이것은, 그물코를 통과하고 있지 않은 카카오허스크에는, 나선 모양 부분이 상대적으로 많이 포함되어 있는 것으로부터, 상기 부분이 기인하고 있다고 생각할 수 있다.

따라서, 저(低)체적 고유 저항율이 요구되는 분야에서는, 그물코를 통과하고 있지 않은 카카오허스크, 즉, 나선 모양 부분이 상대적으로 많이 포함되어 있는 카카오허스크로 이루어지는 시트재를 이용하면 좋다고 할 수 있다.

<실시예 5>

다음에, 제조 시에 여러 가지의 매트릭스를 혼합시킨 시트재에 대해 설명한다. 여기서는, 매트릭스로서, 폴리프로필렌(PP), 고분자 폴리에틸렌(HDPE), 섬유재로서 유리 섬유(GF)를 이용하여 제조한 80㎜각의 시트재의 도전(導電) 특성 및 전자파 차폐 특성을 측정함과 동시에, 인장(引張) 시험을 수행했다. 구체적인 시트재의 제조 조건은 이하와 같다. 한편, 이하의 시트재 5는, 비교를 위해, 매트릭스를 포함하지 않는 것으로 했다.

시트재 1(두께 t = 1.5㎜)

SUS 섬유：15wt.%

카카오허스크(150㎛ 이하)：15wt.%

폴리에틸렌 섬유：60wt.%

GF(유리 섬유)：10wt.%

평량：2000g/㎡

시트재 2(두께 t = 1.4㎜)

SUS 섬유：15wt.%

카카오허스크(150㎛ 이하)：15wt.%

폴리에틸렌 섬유：40wt.%

GF(유리 섬유)：30wt.%

평량：2000g/㎡

시트재 3(두께 t = 1.6㎜)：

SUS 섬유：15wt.%

카카오허스크(150㎛ 이하)：15wt.%

PP(폴리프로필렌)：60wt.%

아라미드 섬유 : 10wt.%

평량 : 2000g/㎡

시트재 4(두께 t = 1.6㎜)

SUS 섬유：15wt.%

카카오허스크(150㎛ 이하) : 15wt.%

HDPE(고밀도 폴리에틸렌)： 60wt.%

아라미드 섬유 : 10wt.%

평량 : 2000g/㎡

시트재 5 (두께 t = 1.6㎜)

SUS 섬유：15wt.%

카카오허스크(150㎛ 이하)：15wt.%

매트릭스：없음

폴리에틸렌 섬유：60wt.%

아라미드 섬유 : 10wt.%

평량 : 2000g/㎡

도 26은, 시트재 1 ~ 시트재 5의 체적 고유 저항율을 나타내는 도면이다. 도 26에 의하면, 매트릭스의 유무 및 종류별에 의한 변화는 그다지 볼 수 없었는데, 그런데도, 매트릭스로서 유리 섬유를 포함하는 시트재 1, 2는, 다른 것에 비해, 약간, 체적 고유 저항율이 낮음을 알 수 있다.

참고로, 시트재 1 ~ 시트재 5의 체적 고유 저항율의 평균치를 나타내면, 각각 5.96×10^－2 Ω·㎝, 4.90×10^－2 Ω·㎝, 2.00×10^－1 Ω·㎝, 1.57×10^－1 Ω·㎝, 1.16×10^－1 Ω·㎝였다.

도 27은, 시트재 1 ~ 시트재 5의 전자파 차폐량을 나타내는 도면이다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 시트재 1 ~ 시트재 5의 전자파 차폐량은, 1000[MHz] 이하에서는, 실질적으로 동일한 값이 되고, 특정의 매트릭스를 포함하는 것이라 하더라도, 다른 것과의 차이는 볼 수 없었다.

도 28은, 시트재 1 ~ 시트재 5의 인장 시험용의 가공물의 모식도이다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 이 가공물은, 중앙부의 폭이 약 6.0㎜, 길이 35.0㎜가 되고, 양(兩) 단부(端部)가 충분한 면적이 되는 조건으로 하고 있다. 이들 가공물을 이용하여 인장 강도[MPa]와 인장 탄성율[MPa]과의 시험을 수행했다.

도 29는, 시트재 1 ~ 시트재 5의 인장 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다. 도 29의 가로축으로는 일그러짐을 나타내고, 세로축으로는 응력을 나타내고 있다. 먼저, 도 29 내의 각 그래프의 길이에 주목하면, 시트재 5의 그래프의 길이가 다른 시트재의 그래프의 길이에 비해 현저하게 긴 것을 알 수 있다. 이러한 것으로부터, 매트릭스를 혼합하면, 파단(破斷) 연성(延性)은 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 시트재 2의 그래프의 길이가 다른 시트재의 그래프의 길이에 비해 현저하게 짧은 것을 알 수 있다. 이러한 점으로부터, 매트릭스를 혼합양이 지나치게 증가하면, 파단 연성이 더욱 저하되는 것을 알 수 있다.

다음에, 예를 들면 불균일이 「0.02」에 대응하는 시트재 1 ~ 5의 응력을 살펴 보면, 시트재 5의 그래프의 위치보다도, 다른 시트재의 그래프의 위치가 위쪽에 있음을 알 수 있다. 이러한 점으로부터, 매트릭스를 혼합하면, 불균일에 대한 응력이 향상되는 것을 알 수 있다.

시트재	인장강도[MPa]	인장탄성율[MPa]
시트재 1	42.0	1483
시트재 2	26.0	2065
시트재 3	36.5	2044
시트재 4	47.5	1942
시트재 5	26.6	1541

표 4는, 시트재 1 ~ 시트재 5의 인장 강도[MPa]와 인장 탄성율[MPa]과의 산출 결과를 나타내는 표이다. 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트재 1, 3, 4의 인장 강도는 향상되고 있는 것으로부터, 매트릭스를 혼합함으로써, 일반적으로는, 인장 강도는 향상한다고 할 수 있다. 다만, 시트재 2의 인장 강도는 저하되고 있는 것으로부터, 매트릭스의 혼합량이 지나치게 증가하면, 인장 강도가 저하된다고 생각할 수 있다.

이상으로부터, 높은 인장 강도, 혹은, 불균일에 대한 응력이 요구되는 분야 에 있어서는, 시트재의 용도에도 의하지만, 적당량의 매트릭스를 혼합하면 좋다고 할 수 있다. 한편, 높은 파단 연성이 요구되는 분야에 있어서는, 시트재의 용도에도 의하지만, 매트릭스를 혼합하지 않으면 좋다고 할 수 있다.

Claims (13)

1. 식물 소성물과 섬유재와의 혼합체로부터 습식(濕式) 초조법(抄造法)에 의해 형성된 시트재.
2. 제1항에 있어서, 상기 식물 소성물은, 왕겨 소성물, 쌀겨 소성물, 대두피 소성물, 유채박 소성물, 낙화생의 내피 소성물, 종자 식물의 도관 측벽 부분의 소성물 또는 카카오허스크 소성물인 시트재.
3. 제1항에 있어서, 상기 식물 소성물은, 나선 모양 부분을 포함하는 시트재.
4. 제1항에 있어서, 상기 섬유재는, 열가소성 수지 섬유, 열경화성 수지 섬유, 천연 섬유, 반(半)합성 섬유, 유리 섬유, 무기계 섬유, 금속 섬유, 또는 이들 조합 중 어느 하나인 시트재.
5. 제1항에 있어서, 추가로, 금속 필러가 혼합되어 있는 시트재.
6. 제1항에 있어서, 상기 섬유재와 금속 필러와의 혼합 비율은, 1：3 ~ 3 : 1인 시트재.
7. 제1항에 있어서, 상기 습식 초조 후에, 부피 밀도가 0.5[g/㎤] 이상이 되는 조건에서 가압되어 있는 시트재.
8. 제1항에 있어서, 추가로, 열경화성 수지, 또는, 열가소성 수지로 이루어지는 매트릭스가 혼합되어 있는 시트재.
9. 제1항에 있어서의 시트재에 포함되어 있는 식물 소성물.
10. 섬유재와 식물 소성물과 물속에서 혼합하여 얻어진 초조용 슬러리를 습식 초조하여 시트화하는, 시트재의 제조 방법.
11. 식물 소성물을 이용한 시트재로 이루어지는 전자파 차폐체.
12. 식물 소성물과 섬유재와 금속 필러와의 혼합체로부터 습식 초조법에 의해 형성된 시트재로 이루어지는 전자파 차폐체.
13. 식물 소성물을 이용한 시트재와, 식물 소성물과 섬유재와 금속 필러와의 혼합체로부터 습식 초조법에 의해 형성된 시트재가 적층되어 있는 전자파 차폐체.
    
    

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