KR100679486B1

KR100679486B1 - 전자파 흡수체 제조방법

Info

Publication number: KR100679486B1
Application number: KR1020050041993A
Authority: KR
Inventors: 정용채
Original assignee: 이동균
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2007-02-06

Abstract

본 발명은 전자파 흡수체 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법은, 페라이트 분말, 퍼멀로이 분말, 샌더스트, 도전성 카본블랙 및 그래파이트 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물의 자성재료 분말을 준비하고, 이들 재료를 소정 성분비로 혼합하며, 상기 고분자물질과 자성재료분말의 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부의 발포제를 혼합시키는 단계; 상기 발포제가 투입된 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 80 중량부의 양을 가지며, 40 내지 60℃에서 1시간 이상 방치과정을 거친 경화제를 혼합키는 단계; 및 상기 단계의 결과물을 발포시킨 후, 50 내지 80℃에서 2시간 동안 방치하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 제품에 비해 전자파 흡수의 성능이 개선되며, 저주파수 대역(20 내지 300 MHz)에서도 유효하게 전자파를 흡수할 수 있음으로써, 각종 전자기기에서 발생하는 방사 노이즈(Radiation Noise)로 인한 제품 상호간의 오동작 발생은 물론 인체에 유해한 원인이 되는 전자파를 원천적으로 제거할 수 있는 장점을 갖는다.

전자파 흡수, 자성재료, 폴리올, 경화제, 발포제, 저주파

Description

전자파 흡수체 제조방법{Manufacturing method of electromagnetic absorber}

도 1은 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2는 상기 도 1의 (S1) 단계를 세부적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 전자파 흡수체 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리올 등의 고분자물질과 페라이트 분말 등의 자성재료를 혼합한 후, 이를 발포 경화시켜 얻어진 재료가 전자파, 특히 저주파 대역의 전자파를 흡수함으로써 전자기기에서 발생될 수 있는 방사 노이즈를 흡수케 할 수 있는 전자파 흡수체 제조방법에 관한 것이다.

현재, 많은 전자제품 등에서는 전자파가 발생되고 있으며, 이러한 전자파가 인체에 유해하다는 점을 들어 전자파를 차단시키는 방법이 많이 개발되어 왔다. 그 중에서, 일본특허 평 11-307361에는 표면에 2㎛이상의 후막의 강자성체가 아닌 금 속을 함유한 피막을 입혀 접합부에서의 전도도 향상에 의해 차폐성능을 향상시킨 기술이 소개되어 있다. 이 방법은 전도율이 높은 재료를 이용하여 전자파의 침투 및 발산을 방지하는 것으로서, 금속 중 아연, 금, 은 및 구리 등의 비강자성체를 이용한 것이다.

한편, 유럽특허 제 0,186,145호는 고주파영역(1MHz-1GHz)에서 납+ 아연+ 니오비움, 납+ 아연+ 탄탈늄 또는 납+ 아연+ 텅스텐으로 이루어진 금속계와 세라믹의 합성 물질로서 주파수 차폐효과를 증가시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 이 방법은 금속계와 세라믹의 혼합에 의한 것으로 경하며, 차폐성능도 약한 단점이 있다. 또한, 유럽특허 제 0,107,863호는 중합체 물질과 팔라듐 또는 니켈 등의 금속물질의 혼합에 의한 전자파 차폐에 관한 것으로서, 주파수 영역에 따른 전자파 차폐 및 흡수가 양호한 것으로 알려져 있으나, 이 방법은 금속과 중합체의 혼합시 금속의 입도에 따라 차폐효과에 큰 차이가 발생하며, 금속성분의 균일한 분포가 어려워 차폐성능이 저하되는 단점이 있다.

또한, 일본특허 소 61-163231은 알루미늄에 구리, 망간, 니켈 및 철 등의 원소를 일정량 혼합하여 제조된 물질로 전자파를 차폐하는 방식을 소개하고 있다. 그러나, 이 방법은 대부분 차폐능이 국소적이고, 성능도 약하며 특히 저주파(KHz 영역)에서는 효과가 미약한 단점이 있다. 또한, 일본특허 제 2000-36419호는 재진 강판을 만들어서 차폐능을 향상시킨 것이지만, 그 제조방법이 복잡하고 비용이 많이 드는 단점이 있다. 한편, 일본특허 평 7-86788은 레이저 빔을 이용하여 강판의 표면을 개질함으로써 전자파 차폐성능을 개선한 것을 개시하고 있다. 그러나,이 방법 은 일정방향 및 두께로 레이저 조절을 하는 것이 현실적으로 어려운 단점이 있다.

전술한 바와 같이, 전자파 차폐 또는 흡수를 목적으로 하는 소재의 개발이 관련업계에서 꾸준히 이루어져 왔으며, 본 발명도 이러한 기술적 배경하에서 안출된 것이다.

전술한 종래의 문제점에 기초하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저주파대역의 전자파를 유효하게 흡수할 수 있는 소재를 개발하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 전자파 흡수체 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조용 조성물은, 고분자물질, 전자파 차폐 및 흡수체 자성재료 분말, 경화제 및 발포제를 포함하여 이루어지며, 상기 고분자물질은 합성고무, 엘라스토머, 폴리우레탄 및 폴리올 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어지고, 상기 고분자물질 100 중량부에 대해, 상기 자성재료 분말은 10 내지 50 중량부; 상기 경화제는 5 내지 80 중량부; 및 상기 발포제는 5 내지 10 중량부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 자성재료분말 함량과 관련하여, 상기 수치한정의 하한에 미달하는 경우에는 전자파 흡수 성능이 저하되며, 상기 수치한정의 상한을 초과하는 경우에는 발포물로서의 제품을 생산할 수 없는 문제점이 발생되므로 바람직하지 못하다. 또한, 상기 경화제 함량과 관련하여, 상기 수치한정의 하한에 미달하는 경우에는 고분자물질이 경화되지 않고 액상 형태로 존재하게 되며, 상기 수치한정의 상한을 초과하는 경우에는 제품 자체가 너무 딱딱하게 굳어져 절단 작업(cutting)이 어려운 문제점이 있어 바람직하지 못하다. 한편, 상기 발포체 함량과 관련하여, 상기 수치한정의 하한에 미달하는 경우에는 고분자물질 자체의 개방 셀(open cell)이 형성되지 않으며, 셀간 간격이 너무 넓어져 발포 형태가 함몰됨과 동시에 제품 자체가 너무 단단하게 굳어져 절단 작업이 불가능하게 되어, 궁극적으로 전자파의 흡수가 유효하게 이루어지지 않아 바람직하지 못하다.

이때, 상기 자성재료분말은 페라이트 분말, 퍼멀로이 분말, 샌더스트, 도전성 카본블랙 및 그래파이트 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물이면 바람직하며, 상기 자성재료분말은 100 메쉬 이상의 입경을 갖는 것이면 더욱 바람직하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법은, (S1) 페라이트 분말, 퍼멀로이 분말, 샌더스트, 도전성 카본블랙 및 그래파이트 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물의 자성재료 분말을 준비하는 단계; (S2) 40 내지 70℃의 온도에서 2시간 이상 방치과정을 거친 합성고무, 엘라스토머, 폴리우레탄 및 폴리올 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물인 고분자 물질 100 중량부에 대해, 상기 자성재료분말 10 내지 50 중량부의 양을 적량하여 상기 고분자물질과 자성재료분말을 혼합시키되, 상기 고분자물질의 온도가 혼합 과정 동안 유지되도록 하는 단계; (S3) 상기 고분자물질과 자성재료분말의 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부의 발포제를 혼합시키는 단계; (S4) 상기 발포제가 투입된 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 80 중량부의 양을 가지며, 40 내지 60℃에서 1시간 이상 방치과정을 거친 경화제를 혼합키는 단계; 및 (S5) 상기 단계의 결과물을 발포시킨 후, 50 내지 80℃에서 2시간 동안 방치하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 (S1)단계의 자성재료분말의 준비는, (S11) 자성재료분말을 소성시키는 단계; (S12) 상기 결과물에 증류수를 투입하여 슬러리화하는 단계; (S13) 상기 결과물을 분쇄하는 단계; 및 (S14) 상기 결과물을 건조시킨 후, 소정의 입경조건을 갖는 자성재료분말을 선별하는 단계;를 포함하여 진행하면 바람직하다. 한편, 상기 자성재료분말은 100 메쉬 이상의 입경을 갖는 것을 이용하면 바람직하다.

상기 (S2)단계의 온도 조건에 부합되지 않는 경우에는 고분자물질과 자성분말재료의 혼합 분산이 충분하게 이루어지지 않아 바람직하지 않으며, 상기 (S4)단계의 온도조건에 부합되지 않는 경우에는 경화제가 혼합물에 유효하게 분산되지 않으므로, 온도 조건의 유지에 각별한 주의가 요망된다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보 다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

실시예 1

중(Hard) 페라이트 (희토류 금속), 경(soft) 페라이트 분말, 퍼멀로이(MPP, 50Fe-50Ni), 샌더스트 (Fe-Al-Si) 및 도전성 카본블랙, 그래파이트(Graphite)로 구성된 자성재료분말 중에서 선택된 니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말을 증류수와 같이 어트리션 밀(Attrition Mill)에 채워 놓고 5 내지 12시간 동안 습식분쇄 하였다. 이후, 상기 습식분쇄된 슬러리(Slurry)를 105℃에서 완전 건조시켰다. 상기 건조된 소재를 60 메쉬 이상(250㎛이하)의 망으로 채친 다음, 합성고무, 엘라스토머(Elastomer), 폴리우레탄(Polyurethane) 및 폴리올(Ployol)로 구성된 고분자물질군 중에서 선택되어 준비된 폴리올 사용중량 대비 30 중량%로 적량한 후 폴리올과 완전하게 혼합되도록 하였다. 상기 혼합물에 사용된 폴리올 중량 대비 8중량%의 발포제를 첨가하여 혼합시키고, 이어서 상기 혼합물에 상기 사용된 폴리올 대비 65중량%의 경화제를 첨가하여 혼합시킨 후, 발포공정을 진행하였다. 이후. 상기 발포제품을 건조로에 적치한 후, 50 내지 80℃의 온도범위에서 2 내지 6시간 동안 건조시킨 후, 발포 제품을 4mm의 두께로 슬라이싱하였다. 전술한 바에 따라 제조된 전자파 흡수체 제품을 범용 전원 공급기(파워 서플라이) PCB 밑면에 밀착시킨 다음 근역장 측정용 프로브(Near field Probe)를 이용한 스펙트럼 분석기로 측정한 결과, 저주파 대역인 20MHz ~ 300MHz 사이에서 5dB이상의 감쇄 효과를 얻을 수 있었다.

실시예 2

니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말과 100메쉬 이상(150㎛이하)인 자성재료용 금속분말, 즉 MPP, 퍼멀로이(50Fe-50Ni), 샌더스트 (Fe-Al-Si)을 선택하여 자성재료분말혼합체를 준비하되, 니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말 : 금속분말의 혼합중량비를 7:3으로 하여 고분자물질인 폴리올에 혼합하여 전자파 흡수체를 제조하였다. 이때, 상기 자성재료분말혼합체 이외의 다른 성분 및 함량과 공정 진행조건은 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 진행하였다. 그 결과 상기 기술한 실시예 1과 같은 방법으로 측정하여서 같은 결과를 얻었다.

실시예 3

니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말과 금속분말 및 도전성 카본 블랙 또는 그래파이트(Graphite)의 선택하여 자성재료분말혼합체를 준비하되, 니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말 : 금속분말 : 도전성 카본블랙 또는 그래파이트(Graphite)의 혼합중량비를 7:2:1의 비로 하여 고분자물질인 폴리올에 혼합하여 전자파 흡수체를 제조하였다. 이때, 상기 자성재료분말혼합체 이외의 다른 성분 및 함량과 공정 진행조건은 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 진행하였다. 그 결과 상기 기술한 실시예 1과 같은 방법으로 측정하여서 같은 결과를 얻었다.

실시예 4

니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말과 금속분말 및 도전성 카본 블랙 또는 그래파이트(Graphite)를 선택하여 자성재료분말혼합체를 준비하되, 니켈-아연(Ni-Zn) 페라이트 분말 : 금속분말 : 도전성 카본 블랙 또는 그래파이트(Graphite)의 혼합중량비를 2:7:1의 비로 하여 고분자물질인 폴리올에 혼합하여 전자파 흡수체를 제조하였다. 이때, 상기 자성재료분말혼합체 이외의 다른 성분 및 함량과 공정 진행 조건은 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 진행하였다. 그 결과 저주파수 대역인, 20 ~ 300MHz 대역에서 전자파가 5dB 정도 감쇄되었으며, 흡수체의 두께를 8mm로 한 경우에는 전자파가 6 내지 8dB 감쇄됨을 확인하였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 2는 상기 도 1의 (S1)단계를 세부적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 페라이트분말, 퍼멀로이분말, 샌더스트, 도전성 카본블랙 및 그래파이트 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물의 자성재료 분말을 준비한다(S1).

이어서, 40 내지 70℃의 온도에서 2시간 이상 방치과정을 거친 합성고무, 엘라스토머, 폴리우레탄 및 폴리올 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물인 고분자 물질 100 중량부에 대해, 상기 자성재료분말 10 내지 50 중량부의 양을 적량하여 상기 고분자물질과 자성재료분말을 혼합시키되, 상기 고분자물질의 온도가 혼합과정동안 유지되도록 한다(S2). 이때, 혼합 분산을 용이하게 하기 위해 1000rpm에서 10초 이상 혼련시키는 것이 바람직하다.

이후, 상기 고분자물질과 자성재료분말의 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부의 발포제를 혼합시킨다(S3).

계속하여, 상기 발포제가 투입된 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 80 중량부의 양을 가지며, 40 내지 60℃에서 1시간 이상 방치과정을 거 친 경화제를 혼합시킨다(S4). 이때, 상기 경화제의 혼합을 용이하게 하기 위해 1500rpm 이상에서 10 내지 30초간 혼련시키면 바람직하다.

마지막으로 상기 단계의 결과물을 발포시킨 후, 50 내지 80℃에서 2시간 동안 방치시킴으로써 전자파 흡수체의 제조가 완료된다. 이때, 상기 방치 조건에 부합되지 않게 되면, 전자파 흡수체 제품이 제대로 경화되지 않아서 파우더가 묻어 나올 수 있으며, 이러한 제품을 현장에서 사용하는 경우에는 전자파 흡수 성능이 저하되므로, 본 목적에 부합되지 않는 것이 반복된 실험을 통해 확인되었으므로 발포 완료 후, 제품의 방치 조건의 유지에 각별한 주의가 요망된다.

이때, 상기 (S2)단계의 온도 조건에 부합되지 않는 경우에는 고분자물질과 자성분말재료의 혼합 분산이 충분하게 이루어지지 않아 바람직하지 않으며, 상기 (S4)단계의 온도조건에 부합되지 않는 경우에는 경화제가 혼합물에 유효하게 분산되지 않으므로, 온도 조건의 유지에 각별한 주의가 요망된다.

한편, 상기 자성재료를 준비하는 단계(S1)에 대해서는 도 2에 도시된 바를 참조하여 설명하기로 한다. 즉, 자성재료분말의 준비(S1)는, 자성재료분말을 소성시키고(S11), 그 결과물을 증류수를 투입하여 슬러리화한 후(S12), 슬러리를 예컨대 애트리션 밀(Attrition Mill)에서 5 내지 12시간 동안 분쇄시킨다(S13). 마지막으로 분쇄물을 충분하게 건조시킨 후, 100메쉬 이상(150㎛이하)의 망으로 채를 쳐서 통과된 미세한 입경을 갖는 분말재료가 준비된다.

이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적 에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 종래의 제품에 비해 전자파 흡수의 성능이 개선되며, 특히 저주파수 대역(20 내지 300 MHz)에서도 유효하게 전자파를 흡수할 수 있음으로써, 각종 전자기기에서 발생하는 방사 노이즈(Radiation Noise)로 인한 제품 상호간의 오동작 발생은 물론 인체에 유해한 원인이 되는 전자파를 원천적으로 제거할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims

(S1) 페라이트 분말, 퍼멀로이 분말, 샌더스트, 도전성 카본블랙 및 그래파이트 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물의 자성재료 분말을 준비하는 단계;

(S2) 40 내지 70℃의 온도에서 2시간 이상 방치과정을 거친 합성고무, 엘라스토머, 폴리우레탄 및 폴리올 중 선택된 어느 하나의 단일물 또는 둘 이상의 혼합물인 고분자 물질 100 중량부에 대해, 상기 자성재료분말 10 내지 50 중량부의 양을 적량하여 상기 고분자물질과 자성재료분말을 혼합시키되, 상기 고분자물질의 온도가 혼합과정동안 유지되도록 하는 단계;

(S3) 상기 고분자물질과 자성재료분말의 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량부의 발포제를 혼합시키는 단계;

(S4) 상기 발포제가 투입된 혼합물에 상기 고분자물질 100 중량부에 대해 5 내지 80 중량부의 양을 가지며, 40 내지 60℃에서 1시간 이상 방치과정을 거친 경화제를 혼합키는 단계; 및

(S5) 상기 단계의 결과물을 발포시킨 후, 50 내지 80℃에서 2시간 동안 방치하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 (S1)단계의 자성재료분말의 준비는,

(S11) 자성재료분말을 소성시키는 단계;

(S12) 상기 결과물에 증류수를 투입하여 슬러리화하는 단계;

(S13) 상기 결과물을 분쇄하는 단계; 및

(S14) 상기 결과물을 건조시킨 후, 소정의 입경조건을 갖는 자성재료분말을 선별하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 자성재료분말은 100 메쉬 이상의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 제조방법.
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