KR20230005584A - 전파흡수 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전파흡수 구조체에 관한 것으로, 더 상세하게는 무게 대비 고강도 및 고강성을 가지는 전파흡수 구조체에 관한 것이다.
본 발명의 전파흡수 구조체는 기재; 및 상기 기재 내에 위치하는 복합섬유;를 포함하고, 상기 복합섬유는 유리 섬유를 함유하는 코어부 및 상기 코어부를 감싸는 금속 시스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전파흡수 구조체는 기재; 및 상기 기재 내에 위치하는 복합섬유;를 포함하고, 상기 복합섬유는 유리 섬유를 함유하는 코어부 및 상기 코어부를 감싸는 금속 시스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전파흡수 구조체에 관한 것으로, 더 상세하게는 무게 대비 고강도 및 고강성을 가지는 전파흡수 구조체에 관한 것이다.
최근 전자 및 정보통신 기술 분야의 비약적인 발전에 따라, 전자기기나 정보통신기기에 있어서 초소형화, 고밀도화, 고속화 및 대용량화가 급속하게 이루어지고 있다.
이러한 전자 및 정보통신기기는 전류와 전압의 변화에 따른 혼선 잡음, 화면 떨림 등과 같은 노이즈의 높은 증가 및 전파의 외부 방사를 수반하게 된다. 이와 같은 전파의 외부 방사는 불필요한 에너지 소모를 야기할 뿐 아니라, 전파에 인체가 장기간 노출되는 경우 생체 조직 세포의 온도를 상승시켜 면역기능을 약화시키고 질병 가능성을 높이는 등의 악영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 아울러, 전파의 외부 방사는 다른 기기에 영향을 미쳐, 오작동, 통신장애, 잡음 등을 일으킴으로써, 기기의 동작을 방해한다.
이처럼 전파로 인한 여러 문제점이 부각되면서, 전파 차폐나 흡수에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 ISM 기기 등의 전파 응용설비 및 무선통신기기에서 발생된 의도성 전자파(intentional electromagnetic field)로부터 주변 기기나 인체를 보호할 수 있는 방안에 대한 요구가 증가하고 있다.
현재, 전파 흡수체는 대한민국 등록특허공보 제10-0542061호에 개시된 바와 같이, 탄소, 연자성 금속, 금속 합금 등의 필러를 고분자 수지 등의 바인더에 함유시킨 복합체를 이용하고 있으나, 낮은 강도 및 강성을 가지는 단점이 있다.
또한, 고분자 수지 대비 필러가 무겁기 때문에, 필러가 고분자 수지 내에서 가라앉음에 따라, 경화 전까지 지속적으로 외력을 가해 믹싱을 해야 한다는 단점이 있다.
이에, 전파 흡수체 전면에 걸쳐 균일한 강성, 강도, 전파흡수 및 차단능을 가지는 전파 흡수체를 제공하기 어려웠다.
본 발명의 목적은 무게 대비 고강도 및 고강성을 가지는 전파흡수 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전파흡수 구조체는 기재; 및 상기 기재 내에 위치하는 복합섬유;를 포함하고, 상기 복합섬유는 유리 섬유를 함유하는 코어부 및 상기 코어부를 감싸는 금속 시스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 유리 섬유는 평균직경이 5 내지 15㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 시스부의 두께는 50 내지 80㎚ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 코어부의 직경과 시스부의 두께의 비는 150 : 1 내지 200 : 1일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 기재는 아크릴계 고분자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 기재는 측쇄에 실리콘계 커플링제를 포함하는 아크릴계 고분자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 전도성 시스부는 주기율표 2족 내지 13족에서 선택되는 금속일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 전도성 시스부는 유리 섬유의 표면에 등각적(conformal)으로 코팅된 것 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 복합섬유는 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra) 가 20nm 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전파흡수 구조체에 있어서, 상기 복합섬유의 기재 내 함량은 15 내지 25중량%일 수 있다.
본 발명에 따른 전파흡수 구조체는 유리 섬유에 도전성을 부여한 복합섬유를 포함하여 우수한 전파흡수능을 가지며, 무게 대비 고강도 및 고강성을 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미하고, 중량%는 달리 정의되지 않는 한 전체 조성물 중 어느 하나의 성분이 조성물 내에서 차지하는 중량%를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, '포함한다'는 '구비한다', '함유한다', '가진다' 또는 '특징으로 한다' 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
본 발명에 따른 전파흡수 구조체는 기재 및 기재 내에 위치하는 복합섬유를 포함하고, 상기 복합 섬유는 유리 섬유를 함유하는 코어부 및 코어부를 감싸는 금속 시스부를 함유한다.
종래, 전파 흡수체는 탄소, 연자성 금속, 금속 합금 등의 필러를 고분자 수지 등의 바인더에 함유시킨 복합체를 이용하고 있으나, 낮은 강도 및 강성을 가지는 단점이 있다. 또한, 고분자 수지 대비 필러가 무겁기 때문에, 필러가 고분자 수지 내에서 가라앉음에 따라, 전파 흡수체 전면에 걸쳐 균일한 강성, 강도, 전파흡수능을 가지기 어려웠다.
그러나 본 발명에 따른 전파흡수 구조체는 종래, 필러 대신 유리 섬유에 도전성을 부여한 복합섬유를 통해 전파흡수능을 가지는 것으로써, 비교적 비중이 낮은 복합섬유가 기재 내에 균일하게 분산될 수 있음에 따라, 구조체 전체에 걸쳐 우수한 전파흡수능을 가질 수 있으며, 무게 대비 고강도 및 고강성을 가질 수 있다.
구체적으로 복합섬유는 유리섬유를 함유하는 코어부 및 코어부를 감싸는 금속 시스부를 포함하는 것으로, 코어부 및 시스부를 포함함에 따라 코어-시스형으로 구비된다. 코어부가 금속에 비해 비중이 낮은 유리섬유를 함유하며 시스부가 금속을 포함함에 따라, 금속 필러와 비슷한 전도율을 가짐과 동시에 비중이 낮다. 이에, 후술할 기재 내에 균일하게 분산될 수 있으며, 기재 전면에 걸쳐 균일한 전파 흡수능을 부여할 수 있다.
코어부는 유리섬유를 함유하는 것으로, 전파흡수 구조체의 강도 및 강성을 향상시킬 수 있다. 유리섬유는 필요에 따라 다양한 크기 및 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 단면 평균 직경이 3 내지 20㎛, 구체적으로 5 내지 15㎛일 수 있으며, 길이는 0.1 내지 5mm, 구체적으로 1 내지 4mm일 수 있다. 상기 범위에서, 유리섬유의 기공체적이 비교적 높으며 강도 보강 효과가 우수하다. 바람직한 일 예에 따르면, 코어부는 적절한 거칠기를 가지는 표면을 가지는 것일 수 있으며, 구체적으로 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 20nm 이상, 구체적으로 20nm 내지 100nm 일 수 있다.
금속 시스부는 코어부의 표면에 형성되는 것으로, 복합섬유에 전도성을 부여하여 복합섬유가 전파 흡수 및 차단능을 갖도록 한다. 금속 시스부는 종래, 전파 차단 및 흡수능을 가지는 금속이라면 한정되지 않고 적용이 가능하나, 바람직하게는 주기율표 2족 내지 13족, 구체적으로 10 내지 13족에서 선택되는 하나 또는 이들의 합금일 수 있다. 더욱 구체적으로 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금일 수 있다. 이와 같은 금속을 포함하는 금속 시스부는 유리섬유를 포함하는 코어부 표면에 용이하게 코팅될 수 있으며, 코어부의 강도 및 강성을 보강할 수 있다.
금속 시스부는 코어부의 비중을 과도하게 높이지 않는 두께라면 한정되지 않고 코어부의 표면에 형성될 수 있으나, 바람직하게 전도성 시스부의 두께는 10 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 50 내지 80㎚일 수 있다. 이때, 코어부의 직경과 시스부의 두께 비는 10:1 내지 1000:1, 구체적으로 100:1 내지 500:1, 더욱 구체적으로 150:1 내지 200:1의 비율일 수 있다. 상기 범위에서 유리섬유의 비중을 거의 유지시키며 높은 전도율을 가질 수 있다.
금속 시스부는 유리섬유 표면에 다양하게 형성될 수 있으나, 바람직하게는 등각적(conformal)으로 코팅된 것 일 수 있다. 이와 같은 시스부를 포함하는 복합섬유는 코어부가 가지는 거칠기를 그대로 유지함에 따라 적절한 거칠기를 나타내어 후술할 기재와 우수한 접착성을 나타낼 수 있다. 이에, 더욱 더 우수한 강도 및 강성을 가지는 전파흡수 구조체를 제공할 수 있도록 한다. 구체적으로, 시스부는 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 20nm 이상, 구체적으로 20nm 내지 100nm 일 수 있다.
이와 같은 코어부 및 금속 시스부를 포함하는 복합섬유는 상술한 바와 같이 길이방향과 직교하는 방향의 단면이 코어-시스형으로 형성되며, 단면 전체의 형상이 원형, 타원형, 삼각형 및 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 복합섬유는 후술할 기재 내부에 물리적, 전기적 또는 화학적으로 흡착되거나 기재 내에 임베딩(embedding)될 수 있다.
복합섬유는 방사 공정을 통해 제조된 코어부 표면에 금속 시스부가 증착되어 형성된 것일 수 있으며, 금속 시스부의 증착 공정을 통해 거칠기 및 도전율을 조절할 수 있다.
이와 같은 복합섬유는 기재 내에 균일하게 분산될 수 있는 함량이라면 한정되지 않으나, 구체적으로 전파흡수 구조체 총 중량 중 5 내지 40중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 25중량% 함량으로 사용될 수 있다. 상기 범위에서 복합섬유에 의한 강도 및 강성 향상 효율이 우수하다.
기재는 상술한 복합섬유를 내부에 함유하며, 함정, 비행기 및 자동차 등 다양한 생활소재에 사용되는 고분자 수지라면 한정되진 않으나, 아크릴계 고분자, 실록산계 고분자, 비닐계 고분자, 우레탄계 고분자, 올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자 또는 셀룰로오스계 고분자일 수 있다. 바람직하게는 우수한 내구성을 가지는 폴리카보네이트계 고분자 또는 아크릴계 고분자일 수 있으며, 일 구체예로 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 또는 비스페놀-A(BPA)계 폴리카보네이트일 수 있다. 이와 같은 기재는 우수한 기계적 강도 및 경도가 우수하여 비교적 큰 외력이 발생하는 함정, 비행기 및 자동차의 등에 적용될 수 있다.
기재의 두께는 전파흡수 구조체의 두께를 의미할 수 있으며, 필요에 따라 자유롭게 조절될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 기재는 측쇄에 실리콘계 커플링제를 포함하는 아크릴계 고분자(공중합체)를 더 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 기재 총 중량 중 1 내지 20 중량%, 구체적으로 2 내지 10 중량%의 범위로 포함될 수 있다.
구체적으로, 상기 실리콘계 커플링제는 비닐기 및 티올기를 포함하는 실리콘계 중합성 단량체일 수 있으며, 공중합체 총 중량 중 1 내지 10 중량%의 범위로 포함될 수 있다. 실리콘계 중합성 단량체의 일 구체예로, γ-메르캅토프로필 비닐실란(γ-mercaptopropyl vinylsilane)일 수 있다. 이처럼 측쇄에 실리콘계 커플링제를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어진 기재는 복합섬유와 결합력이 높아 전파흡수 구조체의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 비한정적인 일 구체예에 따르면, 측쇄에 실리콘계 커플링제를 포함하는 아크릴계 고분자는 메틸 메타크릴레이트와 γ-메르캅토 프로필 비닐 실란이 공중합된 폴리(메틸메타크릴레이트-co-γ-메르캅토프로필 비닐실란) 공중합체일 수 있으며, 상기 공중합체가 폴리카보네이트와 블렌드된 혼합물이 기재를 바람직하게 형성할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 전파흡수 구조체는 액상으로 구비된 기재 원료에 복합섬유가 분산된 후 경화 또는 건조되어 구비될 수 있다.
또한, 다른 일 양태에 있어서, 복합섬유를 기재 원료 내에 분산시키기 전, 복합섬유의 표면을 개질시켜 복합섬유와 기재의 접착성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 기재의 종류에 따라 복합섬유의 표면이 양이온 또는 음이온을 띠도록 표면 개질시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (10)
- 기재; 및
상기 기재 내에 위치하는 복합섬유;를 포함하고,
상기 복합섬유는 유리 섬유를 함유하는 코어부 및 상기 코어부를 감싸는 금속 시스부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 유리 섬유는 평균직경이 5 내지 15㎛ 인, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 시스부의 두께는 50 내지 80㎚ 인, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 코어부의 직경과 시스부의 두께의 비는 150 : 1 내지 200 : 1인, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 기재는 아크릴계 고분자인, 전파흡수 구조체.
- 제5항에 있어서,
상기 기재는 측쇄에 실리콘계 커플링제를 포함하는 아크릴계 고분자를 더 포함하는, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 시스부는 주기율표 2족 내지 13족에서 선택되는 금속인, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 시스부는 유리 섬유의 표면에 등각적(conformal)으로 코팅된 것인, 전파흡수 구조체.
- 제1항에 있어서,
상기 복합섬유는 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra) 가 20nm 이상인, 전파흡수 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 복합섬유의 기재 내 함량은 15 내지 25중량% 인, 전파흡수 구조체
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| KR100542061B1 (ko) | 2002-08-20 | 2006-01-11 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 전파흡수체 및 전파흡수체의 제조방법 |
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2021
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