WO2019172564A1 - 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블 - Google Patents

고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블 Download PDF

Info

Publication number
WO2019172564A1
WO2019172564A1 PCT/KR2019/002319 KR2019002319W WO2019172564A1 WO 2019172564 A1 WO2019172564 A1 WO 2019172564A1 KR 2019002319 W KR2019002319 W KR 2019002319W WO 2019172564 A1 WO2019172564 A1 WO 2019172564A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
copper
copper alloy
alloy cable
cable
iron
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/002319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박상현
Original Assignee
블루메탈(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 블루메탈(주) filed Critical 블루메탈(주)
Publication of WO2019172564A1 publication Critical patent/WO2019172564A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping
    • H01B13/2606—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping by braiding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1033—Screens specially adapted for reducing interference from external sources composed of a wire-braided conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0016—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables for heat treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • H01B3/445—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds from vinylfluorides or other fluoroethylenic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0275—Disposition of insulation comprising one or more extruded layers of insulation

Definitions

  • the present invention relates to a copper iron alloy cable having a high shielding, and more particularly, by using a cable provided with a plurality of layers containing a copper alloy component and a specific component in a certain component ratio, the electromagnetic shielding performance can be significantly improved A copper iron alloy cable having high shielding properties.
  • a cable is usually installed in a protective sheath or sheath with one or more bundles of wires or optical fibers insulated, and the wires have a high conductivity, low electrical resistance, and require traction strength. Twisted lines or dozens of strings are twisted together, or steel cores are twisted in the center and aluminum cores are used around the core.
  • the corridor system which is made up of several strands, is the mainstream.
  • the cable is used as a power cable and a control cable in the information and communication field according to the use, and in the case of the control cable, noise is prevented from occurring in an electric signal inside the cable due to electromagnetic waves and static electricity generated from the outside. In order to shield the electromagnetic waves.
  • Electromagnetic shielding technology is applied to communication cable to which electromagnetic wave shielding is applied by covering copper tape or aluminum tape, but shielding is done with general metal materials such as copper, aluminum and iron.
  • general metal materials such as copper, aluminum and iron.
  • single core cable generates heat due to electromagnetic induction, which shortens cable life and ages rapidly, and also requires additional plating process due to weak corrosion resistance.
  • Winding the copper tape and re-wrapping the soft iron tape or winding the soft iron tape and winding it with copper wire However, due to heat generation or duplication, the cable production cost increases, and the plating cost to prevent the corrosion of iron increases. Problems and shielding effect is also below 30dB and above 40dB There was a problem in that it was not possible to produce a shielding material using a control cable requiring a shielding level or an ultra-rolled foil of about 10 microns.
  • the alloy alloy thin body made of 1-4% by weight, 2-7% by weight of antimony, etc.
  • the alloy is excellent in corrosion resistance, there is a disadvantage that the electromagnetic shielding effect is lowered due to the lack of conductivity, and the Korean Patent Publication No. 10-567739 No.
  • the production process is complicated due to the complicated lamination, and there is a problem of gap between layers, and there is almost no electromagnetic shielding effect in the low frequency range of 0.1 MHz to 100 MHz in materials such as copper, aluminum and iron. There is a problem.
  • miniaturized display devices have been required to develop products having shielding properties capable of maintaining high conductivity while solving problems of the magnetic field shielding agent as well as the electric field.
  • Patent Document 0001 Published Patent Publication No. 10-2010-0012590 (2010.02.08)
  • Patent Document 0002 Registered Patent Publication No. 10-0374422 (2003.03.04)
  • Patent Document 0003 Publication No. 10-2005-0109545 (2004.09.23)
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • the inventors of the present application greatly increase the electromagnetic shielding performance by using a cable provided with a plurality of layers including copper alloy components and specific components in a certain component ratio, as will be described later. It is to provide a copper alloy cable having a high shielding properties that can be improved.
  • a core comprising at least one of iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu);
  • a braided wire including at least one of iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu) and provided outside the insulating layer; It may be configured to include.
  • the copper alloy cable is configured to prevent segregation of iron even though iron and copper are contained above a certain content, thereby maximizing electromagnetic shielding effect, and thus controlling malfunctions due to noise in circuits such as audio devices, precision machines, robots, and automobiles. It may be easy.
  • At least one of the core and the braided wire may comprise 90% to 99% by weight of copper, and 1% to 10% by weight of iron.
  • the braided wire may comprise one or two or more strands of fibers having a fineness of 400 to 2,000 denier.
  • the insulating layer is polyvinyl chloride (Polyvinyl chloride), crosslinked polyvinyl chloride (Polyvinyl chloride, crosslinked), polyethylene (Polyethylene), polyamide (Polyamide), polytetrafluoroethylene ( Polytetrafluoroethylene, Fluorinated ethylene propylene, Ethlen tetrafluoroethylene, Polypropylene, Polyvinyliden fluorid, Perfluoroalkoxy copolymer Thermoplastic polyurethanes, Thermoplastic polyether polyurethanes, Thermoplastic polyether ester elastomers, Thermoplastic polyether elastomers, Thermoplastic polystyrene block noses Thermoplastic polystyrene block c opolymer), a thermoplastic polyamide elastomer, and silicone rubber may include one or more selected from the group consisting of.
  • the copper alloy cable may further include a second insulating layer including at least one selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu) and nickel (Ni).
  • the second insulating layer may be in the form of a tape or aluminum foil.
  • the copper alloy cable In one preferred embodiment of the present invention, the copper alloy cable,
  • a coating layer comprising at least one selected from the group consisting of ethylene ethylene ethylene (ETFE), fluoroethylenepropylene (FEP), perfluoro alkoxide resin (PFA), tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride (THV), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyurethane-based resin It may include.
  • ETFE ethylene ethylene ethylene
  • FEP fluoroethylenepropylene
  • PFA perfluoro alkoxide resin
  • TSV tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • polyurethane-based resin It may include.
  • the coating layer may have a thickness range of 1mm to 5mm.
  • the core may be formed by stranding at least one copper wire silver plated (Ag) on the surface.
  • the core or braided wire is iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg) and copper (Cu) It may be produced by a horizontal continuous casting method using a casting comprising at least one of.
  • the present invention provides a method for manufacturing a copper alloy cable comprising the above-described copper alloy base material
  • a copper iron alloy including at least one of iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu) is added to the molten metal. Filling at approximately 50-90% and melting for 10-50 hours; Measuring copper copper base metal and copper; Metering the deoxidant dose; Preheating the copper base material to a temperature range of 100 to 300 degrees before charging; Charging the copper, copper base material and deoxidizer; And withdrawing at a temperature range of 1100 to 1300 degrees while maintaining a temperature range of 1000 to 1500 degrees upon initial tapping.
  • the copper shield alloy cable having high shielding properties according to the present invention has the effect of greatly improving the electromagnetic shielding performance by using a cable having a plurality of layers including the copper alloy component and a specific component in a certain component ratio. There is.
  • the copper shielding alloy having high shielding properties according to the present invention is manufactured by casting copper alloy for casting cores and braided wires in a horizontal continuous casting method, shielding against electromagnetic fields can be improved without deteriorating physical properties of the final product. have.
  • FIG. 1 is a perspective view of a copper alloy audio cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a copper alloy audio cable according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart showing a horizontal continuous casting process using a copper alloy in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic shielding performance is greatly improved, and the above-mentioned problems have been sought.
  • FIG 3 is a flow chart showing a horizontal continuous casting process using a copper alloy according to an embodiment of the present invention.
  • iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu) are filled with 70% of molten metal. Melt safely over approximately 20 hours to remove hazards and the like (a).
  • the steel base metal and the copper copper according to the alloy schedule are measured and prepared (b), and the amount of aluminum (Al) is precisely measured and prepared by deoxidizing material.
  • the copper base metal is vulnerable to moisture in the form of cast nodules, so if it is immediately charged into the molten water vapor explosion may occur, preheated to 150 to 200 °C to completely remove the moisture (c).
  • the charging sequence is charged in order of copper, iron base and deoxidizer.
  • the tapping preparation is prepared, but the tapping temperature is warmed with gasstoche and the tapping temperature is maintained at approximately 1280 to 1320 ° C. (d). Withdrawal of the original casting is performed by withdrawing at approximately 1200 ° C. (E)
  • Figure 1 is a perspective view schematically showing a copper alloy alloy audio cable according to an embodiment of the present invention.
  • a core 10 including at least one of iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu) At least one of the insulating layer 20 and the iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg), and copper (Cu) that insulate the core 10. It comprises a braided wire 40 which includes one and is provided outside the insulating layer 20.
  • the core 10, which is a center conductor, may use a conductive metal material as a center line of the audio cable.
  • the coder 10 includes but is not limited to a plurality of metal wires are twisted.
  • the core 10 includes two or more metal wires, the metal wires are twisted to a predetermined pitch to form the core 10. If the pitch is less than about 0.5 mm, the outer diameter of the core 10 is unnecessarily large and the bending characteristics deteriorate. If the pitch is greater than about 3 mm, the inner conductor made of metal wire is not densely connected, and a gap is formed. There is a problem that causes a defect.
  • the pitch may be about 0.5 mm to about 3.0 mm, but is not limited thereto.
  • the diameter of the metal wire may consider a frequency characteristic (RadioFrequency; RF).
  • the insulating layer 20 is a dielectric layer provided between the core 10 and the braided wire 40 which is a metal shielding layer to prevent energy loss of electromagnetic wave energy, and may include a dielectric insulating the center conductor and the shielding layer. have.
  • the insulating layer is polyvinyl chloride, crosslinked polyvinyl chloride, crosslinked, polyethylene, polyamide, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene ethylene propylene, ethylene tetrafluoroethylene, polypropylene, polyvinyliden fluorid, perfluoroalkoxy copolymer, thermoplastic polyurethane, thermoplastic Thermoplastic polyether polyurethanes, Thermoplastic polyether ester elastomers, Thermoplastic polyether elastomers, Thermoplastic polystyrene block copolymers, Thermoplastic polystyrene block copolymers Amide Illes Thermoplastic polyamide elast
  • the polyethylene (PE) -based resin for example, high density polyethylene (High Density Poly Ethylene; HDPE), medium density polyethylene (Medium Density Poly Ethylene; MDPE), low density polyethylene (Low Density Poly Ethylene; LDPE) and linear low density polyethylene (Linear Low Density Poly Ethylene; LLDPE) may include, but is not limited to, one or more of the above polymer blends.
  • the insulating layer 20 may be about 40 ⁇ m to about 100 ⁇ m thick, but is not limited thereto.
  • the coating process for forming the insulating layer 20 may be used without particular limitation as long as it is commonly used in the art, for example, may be extruded and coated.
  • the braided wire 40 is used as a covering material, and the braided wire 40 can effectively shield electromagnetic waves generated from the core 10 by wrapping the core 10 from the outside. That is, the braided wire 40 is produced by twisting several strands of thin wires with each other, and each wire includes an alloy of copper (Cu) and iron (Fe). As described above, when the braided wire 40 is manufactured from the copper iron alloy, first, the copper and the iron in the molten state are alloyed with each other.
  • the needle-like iron When the needle-like iron is employed in the copper in this way, when electromagnetic waves arrive, a magnetic field by an electric field and an electric field by a magnetic field are formed from the inner surfaces of the needle-like iron and copper. Therefore, the magnetic field formed in the needle iron acts as a lightning rod to absorb the surrounding electric field, and the magnetic field due to the electric field and the magnetic field due to the magnetic field have opposite directions, causing hysteresis in the iron and disappearing.
  • Hysteresis refers to a phenomenon in which a magnetic field acts on a metal that can become a magnetic body and remains as a magnetic body without returning to a state in which there is no magnetic field even after the magnetic field is cut off after becoming a magnet.
  • This phenomenon persists momentarily and repeatedly, effectively shielding electromagnetic waves.
  • the shielding becomes higher at high energy, and the electrical energy phenomenon is instantaneously and repeatedly to effectively shield electromagnetic waves.
  • the shielding property becomes higher at high frequencies with strong energy, and electrical energy is dissipated and does not remain, arc resistance (no sparks) is good.
  • the braided wire 40 is manufactured by twisting the thin wires of the copper alloy component in several strands, and the braided wire 40 is used as a covering material for the cable, thereby effectively shielding electromagnetic waves generated from the cable.
  • Copper Ferrous Alloy can be prepared by methods known in the art. For example, in addition to the horizontal continuous casting method described above, copper and flux may be added and dissolved in a molten iron completely dissolved therein, and then the flux may be removed and solidified to form a billet.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a copper alloy audio cable according to another embodiment of the present invention.
  • a coating layer 50 surrounding the outer surface of the shielding tape 30 and the braided wire 40 is added between the insulating layer 20 and the braided wire 40. Since it is the same as described above except that it is further included, description of overlapping portions will be omitted.
  • the shielding tape 30 may be composed of aluminum foil in the form of a tape plated with silver and copper, but is not limited thereto.
  • the coating layer 50 is not particularly limited and may be formed of a material having insulator properties such as polyethylene or polyvinyl chloride. In one example, low smoke insulation such as fluorinated polymers may be used.
  • Iron (Fe), zinc (Zn), nickel (Ni), tin (Sn), chromium (Cr), magnesium (Mg) and copper (Cu) are added to the melting furnace at 1200 °C in the content ratio of Table 1 as the main raw material Slowly dissolve them. After maintaining this for about 30 minutes, the temperature is raised to 1300 °C while maintaining the temperature for about 1 hour in the state that the main raw metals are not completely dissolved, but 70% by weight dissolved. The metals then dissolve completely. At this time, in order to prevent risk factors such as gas explosive eruption, leakage, etc., slowly dissolve over about 20 hours.
  • Copper alloy castings were prepared in the same manner as in Example 1 except for changing the content ratio as shown in Table 1.
  • Copper alloy castings were prepared in the same manner as in Example 1 except for changing the content ratio and casting method as shown in Table 1.
  • Copper alloy castings were manufactured in the same manner as in Example 1, except that casting methods were changed as shown in Table 2 below.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Deoxidizer (Al) 3 2 3 3 3 3 3 Casting method Horizontal Continuous Casting Horizontal Continuous Casting Horizontal Continuous Casting Horizontal Continuous Casting Horizontal Continuous Casting Vertical casting Centrifugal casting
  • Example 3 compared with Example 1, it can be seen that in the case of Examples 2 to 3 have similar performance, but 99.18746 weight percent copper (Cu) and 0.74584 weight percent iron (Fe) The performance was slightly reduced for Comparative Example 1, which included, and significantly decreased for Comparative Example 2, which contained 89.18746 weight percent copper (Cu) and 10.64584 weight percent iron (Fe).
  • Comparative Example 1 prepared by the vertical casting method and Comparative Example 4 prepared by the vertical casting method but the same composition and content ratio as Example 1 compared to Example 1 manufactured by the horizontal continuous casting method It can be seen that this is somewhat reduced.
  • the copper alloy audio cable has been described as an example, but is not particularly limited as long as it can be used as an electromagnetic shield, and may be used in all vehicles, ships, medical equipment, semiconductor materials, and the like. Of course.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 이용함으로써, 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블을 제공할 수 있다.

Description

고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블
본 발명은 높은 차폐성을 갖는 동철 합금 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 이용함으로써, 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블에 관한 것이다.
일반적으로 케이블은 보통 보호 피복이나 외장 안에 하나 이상의 전선이나 광섬유의 묶음이 절연된 상태로 내장되어 있으며, 전선은 높은 전도도와 전기저항이 적고, 견인강도가 요구되므로 1 ~ 5㎜ 정도의 구리선을 몇 줄 내지 몇십 줄을 한데 꼬은 동연선(銅撚線)이나, 중심부에 강철선을 꼬아 넣고 둘레에는 알루미늄선을 사용한 강심(鋼心) 알루미늄선을 사용하고 있으며, 27.5만V의 초고압 송전선에서는 이 같은 도체를 다시 몇 가닥 다발로 만든 복도체 방식(複導體方式)이 주류를 이루고 있다.
상기한 케이블은 용도에 따라 전력용 케이블과 정보 통신분야의 제어용 케이블 등으로 사용되고 있으며, 제어용 케이블의 경우에는 외부로부터 발생되는 전자기파 및 정전기에 의해 케이블 내의 전기 신호 등에 노이즈(noise)가 발생되는 것을 방지하기 위해 전자기파를 차폐하여야 한다.
전자기파 차폐기술로는 동 테이프나 알루미늄 테이프를 피복하는 방식으로 전자기파 차폐가 적용되는 통신케이블에 적용되고 있으나, 동이나 알루미늄, 철 등 일반적인 금속소재로는 차폐가 되지만, 자기파는 일반적인 금속으로는 차폐가 어렵고 비철이 아닌 철을 사용했을 경우에는 단심케이블의 경우 전자기유도에 의한 열이 발생되어 케이블의 수명 단축이나 노후화가 빠르게 진행되는 문제점이 있을 뿐 아니라 내식성이 약해 추가로 도금 공정이 필요하며 또 더 나아가 동테이프를 감고 다시 연철테이프를 감거나 연철테이프를 감고 동선으로 감는 방식을 사용하고 있으나, 열이 발생되거나 이중작업으로 인한 케이블 생산비용의 증가, 철의 부식을 방지하기 위한 도금 비용의 증가에 따른 문제점 및 차폐효과도 30㏈ 이하의 수준으로서 40㏈ 이상의 차폐 수준을 요구하는 제어용 케이블이나 10미크론 정도의 극압연박을 사용하는 차폐재로는 생산이 불가했던 문제점이 있었다.
상기한 전자기파 차폐 기술과 관련하여 선행기술로 예를 들면, 국내 특허공보 공고번호 1990-2983호에 주석 1-4중량%, 안티몬 2-7중량% 등으로 이루어진 '연합금 박엽체 및 이를 사용한 케이블 피복용 연 라미네이트 테이프를 개시하고 있으나, 연합금은 내식성은 뛰어나나, 도전성이 떨어져 전자기파 차폐효과가 떨어지는 단점이 있으며, 또 국내 등록특허공보 등록번호 제10-567739호에는 알루미늄 포일층과; 상기 알루미늄 포일층의 일면에 접착제층을 매개로 하여 접착되어 적층되는 필름층과; 상기 필름층의 외면에 우레탄 계열의 수지 용액을 입혀 건조시켜서 히트실링 처리되어 형성되는 우레탄수지 접착층과; 펠릿을 용융시킨 상태에서 상기 우레탄수지 접착층의 외면에 분출하여 코팅 형성되어 적층되는 본딩층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 마일라 테이프를 개시하고 있으나, 필름층을 갖으며, 접착제 등으로 양 층을 적층하는 등 제조공정이 복잡하여 생산성이 저하되며, 층과 층 사이가 벌어지는 문제점이 있을 뿐 아니라 동이나 알루미늄, 철 등의 소재에서는 0.1㎒ 에서 100㎒에 이르는 저주파 영역에서는 전자기파 차폐 효과가 거의 없는 문제점이 있다.
더불어, 최근에 4차 산업혁명의 핵심으로 대용량 고속무선 통신인 5G가 각광받고 있고, 이 경우에 고주파 전송에 따른 전자 자기파 문제가 소형화된 디스플레이 기기에 심각하게 발생되지만 이에 대한 뚜렷한 해결책이 제시되지 못하고 있다.
따라서, 최근 소형화된 디스플레이 기기에서 상기 전계 뿐만 아니라 자계 차폐제가 가지고 있는 문제점들을 해결하면서도 고전도성을 유지할 수 있는 차폐성을 갖는 제품의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
(특허문헌 0001) 공개특허공보 제10-2010-0012590호 (2010.02.08)
(특허문헌 0002) 등록특허공보 제10-0374422호 (2003.03.04)
(특허문헌 0003) 공개특허공보 제10-2005-0109545호 (2004.09.23)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 이용함으로써, 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블은,
철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 코어;
상기 코어를 절연하는 절연층; 및
철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하며 상기 절연층 외측에 구비되는 편조선;을 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 철과 구리를 특정 함량 이상으로 포함하더라도 철간의 편석을 방지하도록 동철합금 케이블을 구성함으로써, 전자기파 차폐 효과가 극대화하여 오디오 장치, 정밀기계나 로봇, 자동차 등의 회로에서 노이즈에 의한 오작동 제어가 용이할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 코어 및 편조선 중 적어도 하나는 구리 90중량% 내지 99중량%, 철은 1 중량% 내지 10중량% 범위 이내를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 편조선은 400 내지 2,000 denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 절연층은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에 틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머 (Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머 (Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 동철합금 케이블은, 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 제 2 절연층을 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 제 2 절연층은 테이프 또는 알루미늄 호일 형태일 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 동철합금 케이블은,
ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), FEP(Fluoroethylenepropylene), PFA(Per Fluoro Alcoxide resine), THV(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 피복층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 피복층은 1mm 내지 5mm의 두께 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 코어는 표면에 은(Ag) 도금된 적어도 하나의 구리선을 연선(stranding)하여 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 코어 또는 편조선은 상기 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 주물을 이용하여 수평연속 주조 방식으로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 동철합금 모재를 포함하는 동철합금 케이블을 제조하는 방법을 제공하는 바,
구체적으로, 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 동철합금을 용탕에 대략 50 내지 90%로 채우고 10 내지 50 시간 동안 용융시키는 단계; 동철 모재와 전기동을 계량하는 단계; 탈산제 투입량을 계량하는 단계; 상기 동철모재를 장입 전에 100 내지 300도 온도범위로 예열하는 단계; 상기 전기동, 동철 모재 및 탈산제를 장입하는 단계; 및 초기 출탕 시에 1000 내지 1500도 온도범위를 유지하면서 1100 내지 1300도 온도 범위에서 인출하는 단계;를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블은 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 이용함으로써, 전자계 차폐 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따른 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블은 코어 및 편조선을 제조하기 위한 동철합금 주물을 수평연속 주조 방식으로 제조하므로 최종 제품의 물성을 저하시키지 않으면서도 전자계에 대한 차폐성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동철합금 오디오 케이블의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동철합금 오디오 케이블의 사시도이다;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동철합금을 이용한 수평연속 주조과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 다만, 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 종래의 케이블 구조에서는 최근 소형화되는 디스플레이 기기의 전자파 이외에 높은 자계에 대한 차폐 성능에서 만족한 만한 케이블 제작에 대한 한계가 있었다.
이에 본 발명에서는 동철합금 성분 및 특정 성분을 일정 성분비로 포함하는 복수의 층으로 구비되는 케이블을 이용함으로써, 전자계 차폐 성능을 크게 향상되도록 하여 전술한 문제점의 해결을 모색하였다.
도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 동철합금을 이용한 수평연속 주조과정을 나타내는 순서도가 나타나 있다.
도 3을 참조하면, 먼저, 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu)를 용탕에 70% 정도 채운 상태에서 위험요소 등을 제거하기 위하여 대략 20 시간에 걸쳐 안전하게 용융시킨다(a).
또, 합금 계획표에 따른 철동 모재와 전기동을 계량해 준비하고(b), 탈산재로 알루미늄(Al)을 1회 투입량을 정밀하게 계량하여 준비한다. 여기서, 상기 철동 모재는 주조단괴 형태로 습기에 취약하므로 바로 용탕에 장입하면 수증기 폭발이 일어날 수 있으므로 150 내지 200℃ 정도로 예열하여 습기를 완전 제거한 후에 장입한다(c). 장입 순서는 전기동, 철동모재 및 탈산제 순으로 장입시킨다. 그 다음, 출탕 준비를 하되 탕도를 가스토치로 데운 후에 출탕 온도를 대략 1280 내지 1320℃로 유지하고(d). 최초 주조물의 인출은 대략 1200℃에서 인출이 수행되어 주조된다.(e)
한편, 도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 동철합금 오디오 케이블의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 코어(10), 코어(10)를 절연하는 절연층(20) 및 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하며 절연층(20) 외측에 구비되는 편조선(40)을 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 구리(Cu)는, 상기 코어 또는 편조선 전체 100 중량부에 대해서, 90중량% 내지 99중량%으로 포함하고 상기 철은 1 중량% 내지 10중량% 범위로 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 구리는 93 내지 97 중량부로 포함하고 상기 철은 3 내지 7 중량부로 포함할 수 있다.
중심 도체인 코어(10)는 오디오 케이블의 중심선으로서, 도전성 있는 금속 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 코더(10)는 복수의 금속선이 꼬여서 이루어진 것을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 코어(10)가 두 개 이상의 금속선을 포함하는 경우, 상기 금속선들은 소정의 피치로 꼬여서 코어(10)를 형성하게 된다. 상기 피치가 약 0.5 mm 미만인 경우 코어(10)의 외경이 불필요하게 커지며 굴곡 특성이 나빠지게 되고, 약 3 mm 를 초과할 경우 금속선으로 이루어진 내부 도체가 조밀하게 연결되지 않고 빈틈이 생겨 커넥터 연결 시 접점 불량을 유발하는 문제가 있다.
따라서 상기 피치는 약 0.5 mm 내지 약 3.0 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 상기 금속선의 직경은 주파수 특성(RadioFrequency; RF)을 고려할 수 있다.
절연층(20)은 코어(10) 및 금속 차폐층인 편조선(40) 사이에 구비되어 전자기파 에너지의 에너지 손실을 방지하는 유전층으로서, 상기 중심도체 및 차폐층 사이를 절연하는 유전체를 포함할 수 있다. 상기 절연층은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머 (Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머 (Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리에틸렌(PE)계 수지는, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌(High Density Poly Ethylene; HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density Poly Ethylene; MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Poly Ethylene; LDPE) 및 선상 저밀도폴리에틸렌(Linear Low Density Poly Ethylene; LLDPE) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 상기 중합체 배합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 구현예에 있어서, 절연층(20)은 약 40 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 의 두께일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 절연층(20) 형성을 위한 피복 공정은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 압출하여 피복할 수 있다.
편조선(40)은 피복재로 사용되는 바, 이러한 편조선(40)은 코어(10)를 외부에서 감쌈으로써 코어(10)로부터 발생되는 전자파를 효과적으로 차폐할 수 있다. 즉, 이러한 편조선(40)은 여러가닥의 가는 소선을 서로 꼬아서 제조하게 되는 바, 각각의 소선은 동(Cu)과 철(Fe)의 합금을 포함하여 구성된다. 이와 같이 동철합금으로 편조선(40)을 제조하는 경우, 먼저 용융상태의 동과 철을 서로 합금하는 바, 이때 동의 내부에 철이 침상으로 고용된다.
이와 같이 침상의 철이 동의 내부에 고용되면, 전자파가 도달하는 경우 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 전기장이 침상의 철과 구리의 내부표면으로부터 형성된다. 따라서, 침상의 철에 형성된 자기장이 피뢰침의 역할을 하여 주변의 전기장을 흡수하고, 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 자기장은 반대방향성을 가져 철에 히스테리시스 현상을 일으키며 소멸한다.
이때, 침상의 철에 형성된 자기장이 피뢰침의 역활을 하여 주변의 전기장을 흡수하고, 전계에 의한 자기장과 자계에 의한 자기장은 반대방향성을 가져 철에 히스테리시스 현상(Hysteresis)을 일으키며 소멸한다. 히스테리시스 현상이란 자성체가 될 수 있는 금속에 자계가 작용하여 자석이 된 후 자계를 끊어도 자성이 없던 상태로 돌아가지 않고 자성체로 남는 현상을 의미한다.
이 현상은 순간적이고도 반복적으로 지속되어 전자파를 효과적으로 차폐하게 된다. 특히 에너지가 강한 고주파에서 차폐성이 더욱 높아지며, 또한 전기 에너지 현상은 순간적이고도 반복적으로 지속되어 전자파를 효과적으로 차폐하게 된다. 특히 에너지가 강한 고주파에서 차폐성이 더욱 높아지며, 또한 전기 에너지가 소멸되어 잔류하지 않으므로 내아크성(스파크가 나지 않음)이 좋다.
이와 같이 동철합금 성분의 가는 상기 소선을 여러 가닥 꼬아서 편조선(40)을 제조하고, 이 편조선(40)을 케이블의 피복재로 사용함으로써 케이블에서 발생하는 전자파를 효과적으로 차폐할 수 있다.
동철합금(Copper Ferrous Alloy: CFA)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 전술한 수평연속 주조방식 이외에 철을 완전히 용해시킨 용탕 내에 구리와 플럭스를 투입하고 용해시킨 다음 용탕 표면의 플럭스를 제거하고 응고시켜 빌렛을 제조하는 방법으로도 제조할 수 있다.
도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동철합금 오디오 케이블의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 동철합금 오디오 케이블(100)에서, 절연층(20)과 편조선(40) 사이에 차폐테이프(30) 및 편조선(40)의 외면을 감싸는 피복층(50)을 추가로 더 포함한다는 점을 제외하고 전술한 바와 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
여기서, 본 발명에 따르면, 차폐테이프(30)는 은 및 동으로 도금된 테이프 형태인 알루미늄 호일로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 피복층(50)은 특별히 제한되는 것은 아니며, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐클로라이드와 같은 부도체 특성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 불소화 폴리머와 같은 낮은 스모크 절연체(smoke insulation)가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예 1> 구리합금 주물 제조
철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu)를 하기 표 1의 함량비로 1200℃의 용해로 내에 투입하여 주 원료들을 서서히 용해시킨다. 이를 30분 정도 유지한 후 주 원료인 금속들이 완전히 용해되지 않고 70중량% 정도 용해된 상태에서 온도를 1300℃ 로 상승시켜 1시간 정도 온도를 유지한다. 이후 금속들이 완전히 용해시킨다. 이 때, 가스 폭발성 분출, 누탕 등의 위험요소를 방지하기 위하여 대략 20시간에 걸쳐 천천히 용해시킨다.
이후 전기동 및 철동모재를 장입하되 150 내지 200℃ 정도로 가열하여 습기를 완전히 제거한 후에 순수한 알루미늄 탈산제를 대략 1 내지 5 중량부로 투입하고 용해로의 온도를 서서히 상승시키면서 산소와 불순물을 제거한다. 마지막으로 도 3에 따른 수평연속 주조방식을 이용하여 대략 1200℃에서 인출을 시작하여 1280 내지 1320℃의 출탕 온도로 유지하면서 최종 동철합금 주물을 제조하였다.
종류 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
Cu 95.53657 90.85992 98.14936 99.18746 89.18746 95.53657 95.53657
Fe 4.34589 8.68873 1.58933 0.74584 10.64584 4.34589 4.34589
Zn 0.04456 0.09778 0.04597 0.00885 0.00885 0.04456 0.04456
Ni 0.05985 0.08697 0.03724 - 0.06548 0.05985 0.05985
Sn 0.00599 0.09876 0.01254 0.05693 0.08693 0.00599 0.00599
Cr 0.00360 0.09895 0.07391 - 0.00451 0.00360 0.00360
Mg 0.00354 0.06886 0.09165 - - 0.00354 0.00354
합계(%) 100 100 100 100 100 100 100
<실시예 2~3>
상기 표 1과 같이 함량비를 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
[비교예]
<비교예 1~2>
상기 표 1과 같이 함량비 및 주조 방법을 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
<비교예 3~4>
하기 표 2와 같이 주조 방법을 달리한 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 동철합금 주물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
탈산제(Al) 3 2 3 3 3 3 3
주조방식 수평연속주조 수평연속주조 수평연속주조 수평연속주조 수평연속주조 수직주조 원심주조
[실험예]
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 구리합금 주물을 제조한 후에 7가닥을 1가닥으로 연선(stranding)하여 중심 도체를 제조하고 플루오르화에틸렌프로필렌(Fluorinatedethylene propylene, FEP)을 50 ㎛ 두께로 절연 압출하여 상기 중심 도체를 둘러 쌓았다. 그 다음에, 상기 절연층 위에 상기 실시예 1에 따른 구리합금 주물을 이용하여 편조선을 형성시켜 동철합금 케이블을 제조한 후 물성을 테스트하고 하기 표 3에 그 결과를 나타내었다.
종류 단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
임피던스 Ω 50±3 50±3 50±3 50±3 50±3 50±3 50±3
전동선로 손실(transmission line loss) 1~990 dB/m 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
1000 0.3 0.5 0.6 0.9 1.2 0.7 0.8
정재파비(VSWR: voltage standing wire ratio) 200MHz 1.01 1.03 1.04 1.18 1.22 1.09 1.10
800MHz 1.03 1.02 1.03 1.17 1.25 1.09 1.09
1000MHz 1.12 1.19 1.25 1.53 1.65 1.39 1.41
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 비교하여, 실시예 2 내지 실시예 3의 경우에 유사한 성능을 가짐을 알 수 있으나, 구리(Cu) 99.18746 중량%와 철(Fe) 0.74584중량%로 포함하는 비교예 1의 경우에 성능이 다소 감소되었고, 구리(Cu) 89.18746 중량%와 철(Fe) 10.64584 중량%로 포함하는 비교예 2의 경우에 성능이 크게 감소되었다. 또한, 실시예 1과 동일한 조성물과 함량비를 포함하지만 수직주조 방식으로 제조된 비교예 1 및 원심주조 방식으로 제조된 비교예 4의 경우에 수평연속 주조방식으로 제조된 실시예 1과 비교하여 성능이 다소 감소되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 상기 동철합금 오디오 케이블을 예로 설명하였으나, 전자계 차폐로 사용될 수 있는 용도이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 안테나와 같은 통신 장비를 포함하여, 차량, 선박, 의료, 반도체 소재 등에 모두 사용될 수도 있음은 물론이다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 코어 20: 절연층
30: 차폐테이프 40: 편조선
50: 피복복층

Claims (10)

  1. 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 코어;
    상기 코어를 절연하는 절연층; 및
    철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하며 상기 절연층 외측에 구비되는 편조선;을 포함하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어 및 편조선 중 적어도 하나는 구리 90중량% 내지 99중량%, 철은 1 중량% 내지 10중량% 범위 이내를 포함하는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 편조선은 400 내지 2,000 denier의 섬도를 갖는 1 또는 2가닥 이상을 합사한 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 가교 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, crosslinked), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리아미 드(Polyamide), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 불화계 에 틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (Ethylen tetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐리덴플루 오르(Polyvinyliden fluorid), 퍼플루오로알콕시 코폴리머 (Perfluoroalkoxy copolymer), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane), 열가소성 폴리에테르 폴리우레탄 (Thermoplastic polyether polyurethane), 열가소성 폴리에테르 에스테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether ester elastomer), 열가소성 폴리 에테르 일레스토머 (Thermoplastic polyether elastomer), 열가소성 폴리스티렌 블록 코폴리머 (Thermoplastic polystyrene block copolymer), 열가소성 폴리아미드 일레스토머 (Thermoplastic polyamide elastomer), 실리콘 러버(Silicone rubber)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동철합금 케이블은,
    은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 제 2 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 절연층은 테이프 또는 알루미늄 호일 형태인 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 동철합금 케이블은,
    ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), FEP(Fluoroethylenepropylene), PFA(Per Fluoro Alcoxide resine), THV(tetrafluoroethylenehexafluoropropylene-Vinylidenfluoride), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 및 폴리우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 피복층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 피복층은 1mm 내지 5mm의 두께 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 표면에 은(Ag) 도금된 적어도 하나의 구리선을 연선(stranding)하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어 및 편조선 중 적어도 하나는 상기 철(Fe), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하여 수평연속 주조 방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고차폐성을 갖는 동철합금 케이블.
PCT/KR2019/002319 2018-03-09 2019-02-26 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블 WO2019172564A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180027759A KR102022982B1 (ko) 2018-03-09 2018-03-09 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블
KR10-2018-0027759 2018-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019172564A1 true WO2019172564A1 (ko) 2019-09-12

Family

ID=67846620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/002319 WO2019172564A1 (ko) 2018-03-09 2019-02-26 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102022982B1 (ko)
WO (1) WO2019172564A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0133454B1 (ko) * 1994-07-27 1998-05-15 권문구 고강도 내열, 내마모성을 갖는 Cu-Mg-Sn 동합금 도체
KR20160054103A (ko) * 2014-11-05 2016-05-16 엘에스전선 주식회사 섬유편조 케이블
KR20170033921A (ko) * 2015-09-17 2017-03-28 주식회사 포스코 동철합금 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 동철합금 분말
JP2017147268A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 古河電気工業株式会社 ケーブル

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246006B1 (en) 1998-05-01 2001-06-12 Commscope Properties, Llc Shielded cable and method of making same
DE10310865B3 (de) 2003-03-11 2004-05-27 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung
KR20090011197U (ko) * 2008-04-29 2009-11-03 영창실리콘 주식회사 주석 디핑된 편조층을 갖는 난연전선케이블
KR20100012590A (ko) 2008-07-29 2010-02-08 동신대학교산학협력단 나노동축차폐케이블 및 그의 제조방법
KR20150053052A (ko) * 2013-11-07 2015-05-15 (주)썸텍 고출력 금속저항선 히팅케이블
KR101593027B1 (ko) 2014-12-03 2016-02-11 주식회사 대창 철 와이어를 이용한 전자기파 차폐용 철동합금 및 그 제조방법
KR101591418B1 (ko) 2015-03-06 2016-02-03 국제케이블(주) 차폐케이블
KR101758531B1 (ko) * 2015-12-24 2017-07-17 주식회사 포스코 동-철 합금 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0133454B1 (ko) * 1994-07-27 1998-05-15 권문구 고강도 내열, 내마모성을 갖는 Cu-Mg-Sn 동합금 도체
KR20160054103A (ko) * 2014-11-05 2016-05-16 엘에스전선 주식회사 섬유편조 케이블
KR20170033921A (ko) * 2015-09-17 2017-03-28 주식회사 포스코 동철합금 분말의 제조방법 및 이에 의해 제조된 동철합금 분말
JP2017147268A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 古河電気工業株式会社 ケーブル

Also Published As

Publication number Publication date
KR102022982B1 (ko) 2019-09-19
KR20190106359A (ko) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130059771A (ko) 실리콘 코팅 마이카 테이프를 포함하는 내화 케이블
US20190013116A1 (en) Shielded communication cable
WO2019058437A1 (ja) 通信用シールド電線
CN107068248A (zh) 高载流量电源用软线缆
KR102207956B1 (ko) 고차폐성 및 고절연성을 갖는 오디오케이블 제작 방법 및 이에 의해 제작된 오디오케이블
CN105006282B (zh) 一种智慧能源动车组用薄壁电缆及其生产工艺
WO2019172564A1 (ko) 고차폐성을 갖는 동철 합금 케이블
CN105845263B (zh) 计算机传输电缆及其制备方法
CN105469883B (zh) 通信数据复合缆
CN207038207U (zh) 复合石墨烯屏蔽绝缘电缆
CN203433883U (zh) 一种钪铝合金导体低压耐火电力电缆
CN104867551A (zh) 一种采煤机引流软电缆
CN209993393U (zh) 一种带有轻型屏蔽结构的计算机电缆
CN110767371B (zh) 一种高温计算机电缆及其加工工艺
WO2020183925A1 (ja) 通信用シールド電線
CN113096845A (zh) 一种电力电缆用耐热稀土铝合金导体及其加工工艺
CN112820455A (zh) 低噪音软电缆及其制造方法
CN207441339U (zh) 一种高速动车组电缆
CN206412105U (zh) 超柔软多防护电动汽车高压铝导线
CN206225023U (zh) 新能源汽车用耐火耐高温特种柔性动力电缆
CN206401075U (zh) 控制复合舰船用中压电力电缆
CN104766656A (zh) 高耐磨电话引入线
CN105448422A (zh) 便于综合布线的低损耗复合数据电缆
CN212461181U (zh) 柔性矿物绝缘防火电缆
CN209912521U (zh) 一种基于抗氧化保护的软铜绞线

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19764036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19764036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 15/04/2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19764036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1