(57)【要約】  本発明による有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法は、１）成形用モールドにゲルコートを塗布してゲルコート層を形成する第１段階と、２）前記ゲルコート層に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡して第１複合材層を形成した後、有孔金属薄板を配列して第１金属層を形成する第２段階と、３）前記第１金属層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡して第２複合材層を形成した後、有孔金属薄板を前記第１金属層と穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列して第２金属層を形成する第３段階と、４）前記第２金属層上に、再び３次に熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡して第３複合材層を形成した後、硬化させ、脱型して電磁波遮蔽材を成形する第４段階と、を含み、前記第１段階乃至第４段階の工程を行い続けることにより成形される電磁波遮蔽材は、各構成層間の化学的結合によって一体化されることを特徴とする。
2020505763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）成形用モールドにゲルコートを塗布してゲルコート層を形成する第１段階と、
２）前記第１段階で形成されたゲルコート層に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡して第１複合材層を形成した後、有孔金属薄板を配列して第１金属層を形成する第２段階と、
３）前記第２段階で形成された第１金属層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡して第２複合材層を形成した後、有孔金属薄板を前記第２段階で形成された第１金属層と穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列して第２金属層を形成する第３段階と、
４）前記第３段階で形成された第２金属層上に、再び３次に熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡して第３複合材層を形成した後、硬化させ、脱型して電磁波遮蔽材を成形する第４段階と、を含み、
前記第１段階乃至第４段階の工程を行い続けることにより成形される電磁波遮蔽材は、各構成層間の化学的結合によって一体化されることを特徴とする、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項２】
前記第１段階で形成されるゲルコート層の厚さは０．３〜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項３】
前記第２段階、第３段階及び第４段階における強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維または玄武岩繊維でできたチョップマット、ヤーンクロス、ロービングクロス、コンティニアースマット及び不織布の中から選ばれたいずれか一つであることを特徴とする、請求項２に記載の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項４】
前記第２段階、第３段階及び第４段階における熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の中から選ばれたいずれか一つであることを特徴とする、請求項３に記載の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項５】
前記第２段階又は第３段階における金属薄板は、アルミニウムまたは銅であって、厚さが０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項６】
前記第４段階における硬化は−１０℃〜７０℃で行われることを特徴とする、請求項５に記載の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つの製造方法によって製造されることを特徴とする、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法に関する。さらに詳細には、穿孔した金属薄板を、液状の熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡した複合材層を形成して一体化することにより、高効率、高強度、軽量、低コストで製造することができる、電磁波遮蔽材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、航空機、自動車、船舶に設置される各種の電子機器は、利便性、高級化、軽量化、スリム化、ハイブリッド化などの特性に応じた開発により、多くの電装部品が採用されている。ところが、これらの機器から有害電磁波が多量に放出され、これにより各種の電子機器の誤作動及び安全事故の発生などが社会問題として台頭している。このような電磁波遮蔽を目的として、軽量化された高分子複合素材に炭素、金属、セラミックなどの素材を添加して電磁波を遮蔽する、新しい機能性を有する複合素材が研究されている。
【０００３】
これに関連した従来技術として、韓国登録特許公報第１０−０９４３７２１号（２０１０年２月２６日）は、アルミニウム薄板などの金属薄板をコンクリートに積層した状態で配置することにより、優れた電磁波遮蔽性能を示しながらも、安価かつ簡便に製作することができる新規構造のコンクリート部材に関するものである。ところが、この技術は、電磁波遮蔽の対象がコンクリート部材であって、その対象が相違して電子機器に適用することができないという問題点がある。
【０００４】
韓国登録特許公報第１０−４６０２９７号（２００４年１１月２６日）には、比透磁率１０００以上の金属または合金で形成された、厚さ１〜９００μｍ及び幅１〜９０ｍｍの金属箔リボンと、金属箔リボンの少なくとも一面に形成された粘着層とをさらに含む、高透磁率の金属箔リボンを用いた電磁波遮蔽材の技術が開示されている。
【０００５】
また、韓国登録特許公報第１０−３７６９６０号（２００３年３月８日）には、プラスチック基板上に電磁波遮蔽用機能膜を形成する方法でプラスチック基板の表面上に多層めっき膜を形成した後、最終的に形成される電磁波遮蔽用金（Ａｕ）薄膜とメッキ膜間の付着力の向上のためにマグネトロンスパッタリング法で多層めっき膜上にニッケル、クロム、及びニッケルとクロムの合金のうちの少なくとも一つの材料からなるスパッタリングターゲットを用いて、各材料の単一膜またはこれらの単一膜の組み合わせからなる多層膜を蒸着形成する技術が開示されている。
【０００６】
また、韓国登録特許第１０−７０７３８２号（２００７年４月６日）には、合成樹脂組成物の配合割合に比べて、酸化物磁性材料であるフェライト粉末からなる電磁波吸収遮断物質組成物を電磁波吸収体の全体組成物に対して８０〜９０重量％以上の配合割合で配合した液状の電磁波吸収体を塗布ローラーを用いて薄い耐熱性フィルム紙の表面に約０．０１〜０．５ｍｍの厚さを有するようにコーティングした後、乾燥炉を通過させて硬化させた後、耐熱性フィルム紙を除去することにより、薄い薄膜状の柔軟性電磁波吸収体を製造する、電磁波吸収体の製造技術が開示されている。
【０００７】
ところが、前述したような従来技術の電磁波遮蔽材は、超薄膜型の軽量に製造することが難しいだけでなく、電磁波の吸収及び遮蔽効率も期待に及ばないため、軽薄短小化及び集積化される各種電子及び通信機器に幅広く活用されるには限界があるという問題点がある。
【０００８】
したがって、かかる問題点を解決するための電磁波遮蔽材の技術開発が切実に求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した問題点および困難さを解決するために発明されたもので、その目的は、有孔金属薄板を、液状の熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡した複合材層を形成して一体化することにより、高効率、高強度、軽量、低コストで製造することができる、有孔法金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、１）成形用モールドにゲルコートを塗布してゲルコート層を形成する第１段階と、２）前記第１段階で形成されたゲルコート層に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡して第１複合材層を形成した後、有孔金属薄板を配列して第１金属層を形成する第２段階と、３）前記第２段階で形成された第１金属層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡して第２複合材層を形成した後、有孔金属薄板を前記第２段階で形成された第１金属層と穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列して第２金属層を形成する第３段階と、４）前記第３段階で形成された第２金属層上に、再び３次に熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡して第３複合材層を形成した後、硬化させ、脱型して電磁波遮蔽材を成形する第４段階と、を含み、前記第１段階乃至第４段階の工程を行い続けることにより成形される電磁波遮蔽材は、各構成層間の化学的結合によって一体化されることを特徴とする、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記電磁波遮蔽材の製造方法によって製造されることを特徴とする、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材を提供する。
【００１２】
一方、本発明に係るその他の具体的な課題の解決手段は、発明の詳細な説明に記載されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法によれば、有孔金属薄板を、液状の熱硬化性樹脂をガラス繊維などの各種強化繊維に含浸させ、脱泡した複合材層を形成して一体化し、穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列することにより、電磁波遮蔽材を高効率、高強度、軽量、低コストで製造することができるという利点がある。
【００１４】
さらに、グラフェンやカーボンナノチューブ、カーボン繊維などを活用した電磁波遮蔽材が持つ問題点である高価、成形性の限界を克服することが可能な新素材として活用することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法を説明するための電磁波遮蔽材の概略図である。
【図２】本発明の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法を説明するための電磁波遮蔽材の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は、様々な形態に変形できる。本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。本実施形態は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状及び詳細な構成は、説明のために単純化された。本明細書で使用される用語は、本発明の好適な実施形態を適切に表現するために使用された用語であることを参照すべきである。
【００１７】
次に、電磁波遮蔽材に使用できるものであって、本実施形態の電磁波を遮蔽することができる、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材に関連して、その製造方法及びその構造と共に詳細な特徴を説明する。本発明の有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法は、これに限定されず、この他にも、電磁波の遮蔽を必要とする様々な装置及び機器に制限なく利用可能である。
【００１８】
図１及び図２には、本発明に係る有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材及びその製造方法を説明するための概略図が示されている。
【００１９】
本発明に係る有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法は、１）成形モールドにゲルコートを塗布してゲルコート層１０を形成する第１段階と、２）前記第１段階で形成されたゲルコート層１０に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡して第１複合材層を形成した後、有孔金属薄板を配列して第１金属層３０を形成する第２段階と、３）前記第２段階で形成された第１金属層３０上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡して第２複合材層を形成した後、有孔金属薄板を前記第２段階で形成された第１金属層と穿孔３５、５５の位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列することにより、第２金属層を形成する第３段階と、４）前記第３段階で形成された第２金属層上に、再び３次に熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡して第３複合材層を形成した後、硬化させ、脱型して電磁波遮蔽材を成形する第４段階とを含んでなり、前記第１段階乃至第４段階の工程を行い続けることにより成形される電磁波遮蔽材は、各構成層間の化学的結合によって一体化されることを特徴とする。
【００２０】
まず、第１段階は、本発明に係る有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法の準備段階であって、成形モールドにゲルコート（ｇｅｌ  ｃｏａｔ）を塗布してゲルコート層１０を形成する段階である。より詳細に説明すると、様々な形態の遮蔽材に応じて、離型剤が処理された成形用モールドの表面状態を確認した後、スプレーガンまたはブラシによって遮蔽材がモールドの表面と直線になるようにする。これは、前記モールドの表面を均一にコーティングさせてゲルコート層１０の表面を保護するためのものであり、不飽和ポリエステルまたはビニルエステル樹脂からなるゲルコートを複数回塗布することにより、ゲルコート層１０の厚さが０．３〜０．５ｍｍとなるようにすることが好ましい。この時、その厚さが０．３ｍｍ未満である場合には、ガラスパターン（Ｇｌａｓｓ  Ｐａｔｔｅｒｎ）が発生して肉眼上の問題があり、その厚さが０．５ｍｍを超える場合には、表面の割れ、剥離が発生するという問題がある。
【００２１】
第２段階は、前記第１段階で形成されたゲルコート層１０に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡して第１複合材層２０を形成した後、有孔金属薄板を配列することにより、第１金属層３０を形成する段階である。この時、使用できる強化繊維としては、材質がガラス繊維、炭素繊維または玄武岩繊維であって、チョップマット（Ｃｈｏｐｐｅｄ  Ｍａｔ）やヤーンクロス（Ｙａｒｎ  Ｃｌｏｔｈ）、ロービングクロス（Ｒｏｖｉｎｇ  Ｃｌｏｔｈ）、コンティニアースマット（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｍａｔ）、不織布などが挙げられる。また、前記強化繊維に含浸させるための熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、有孔金属薄板は、アルミニウムまたは銅であって、厚さ０．０１〜０．５ｍｍの薄板を使用することが好ましいが、厚さが０．０１ｍｍ未満である場合には、使用中に強度が弱くて裂けるという問題が発生し、厚さが０．５ｍｍを超える場合には、作業性が悪くなって積層が困難であるという欠点がある。また、前記含浸及び脱泡工程は、含浸ローラーを用いて強化繊維に含浸させるとともに、脱泡も行うことができる。こうしてゲルコート層１０との間に存在する微細な気泡ないし空隙を脱泡することにより、これらが強固に積層できる。
【００２２】
第３段階は、前記第２段階で形成された第１金属層３０上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡して第２複合材層４０を形成した後、有孔金属薄板を、前記第２段階で形成された第１金属層３０と穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列することにより、第２金属層５０を形成する段階である。この時、使用される強化繊維または熱硬化性樹脂は、前記第２段階で使用されたのと同様のものを使用することができ、含浸および脱泡工程は、前記第２段階の工程と同様に行うことができる。また、第２段階で形成された第１金属層３０の穿孔３５と金属薄板の穿孔５５との位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列する理由は、電磁波遮蔽材の遮蔽効率を高め、電磁波遮蔽材の強度を向上させるためである。
【００２３】
第４段階は、本発明に係る有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材の製造方法の仕上げ段階であって、前記第３段階で形成された第２金属層５０上に、再び３次に熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させ、脱泡して第３複合材層６０を形成した後、硬化させ、前記モールドから脱型して電磁波遮蔽材１００を成形する段階である。この時、使用される強化繊維または熱硬化性樹脂は、前記第２段階で使用されたのと同様のものを使用することができ、含浸および脱泡工程は、前記第２段階の工程と同様に行うことができる。さらに、前記硬化は、−１０℃〜７０℃で行われることが好ましいが、その温度が−１０℃未満である場合には、成形モールドで硬化がうまく行われず、硬化時間があまり長くなるという問題点がある。その温度が７０℃を超える場合には、熱硬化性樹脂の硬化があまり速くて含浸、脱泡の作業性が悪くなるという問題点がある。
【００２４】
このように前記第１段階乃至第４段階の工程を行い続けることにより、電磁波遮蔽材は、各構成層間の化学的結合によって一体化されることにより、強度などの機械的特性に優れた軽量の製品を製造することができる。
【００２５】
一方、前記製造方法によって、１）成形モールドにゲルコートを塗布させたゲルコート層と、２）前記ゲルコート層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に１次含浸させ、脱泡することにより形成される第１複合材層と、３）前記第１複合材層上に有孔金属薄板を配列することにより形成される第１金属層と、４）前記第１金属層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に２次含浸させ、脱泡することにより形成される第２複合材層と、５）前記第２複合材層上に、有孔金属薄板を前記第１金属層の穿孔位置が互いにずれて全く重なり合わないように配列することにより形成される第２金属層と、６）前記第２金属層上に、熱硬化性樹脂を強化繊維に３次含浸させ、脱泡することにより形成される第３複合材層とを含むことを特徴とする、有孔金属薄板を用いた電磁波遮蔽材を製造することができる。
【００２６】
以下、実施例及び図面によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００２７】
＜実施例＞
本発明に係る電磁波遮蔽材を次の工程によって製造することができる。
【００２８】
１）成形モールドに液状ゲルコート樹脂｛インソン産業（株）製、ＡＣ−２００｝と硬化剤（ＭＥＫＰＯ）とを混合して０．４ｍｍの厚さにコーティングした後、手でコーティング面を押圧して指紋が見える程度まで硬化させることにより、ゲルコート層を形成した。
【００２９】
２）前記ゲルコート層上に、強化繊維としてのガラスチョップマット（Ｇｌａｓｓ  Ｃｈｏｐｐｅｄ  Ｍａｔ、４５０ｇ／ｍ２）１Ｐｌｙに不飽和ポリエステル樹脂｛（株）ＡＰＳ  ＡＰ１７００｝と硬化剤（ＭＥＫＰＯ）との混合物を含浸ローラーで１次含浸させ、脱泡して第１複合材層を形成した後、有孔アルミニウム薄板を配列することにより、第１金属層を形成した。
【００３０】
３）前記第１金属層上に、前記２）段階の含浸、脱泡工程を繰り返して第２複合材層を形成した後、有孔アルミニウム薄板の穿孔位置が第１金属層の有孔アルミニウム薄板と互いにずれて全く重なり合わないように配列することにより、第２金属層を形成した。
【００３１】
４）前記第２金属層上に、前記２）段階の含浸、脱泡工程を繰り返して第３複合材層を形成した後、成形モールドから、表面硬度がバーコル硬度計で測定して３５以上となるまで硬化させ、脱型して３０℃で８時間後に硬化させた後、厚さ３．０ｍｍの電磁波遮蔽材を製造した。
【００３２】
＜比較例１＞
冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて厚さ０．７５ｍｍの電磁波遮蔽材を製造した。
【００３３】
＜比較例２＞
樹脂フィルム、金属繊維ヤーン、薄膜アルミニウム、金属繊維ヤーン、樹脂フィルムを順次積層させ、樹脂フィルムを溶融させた後、プレス金型のパンチで圧着させ、溶融樹脂を硬化させ、成形することにより、薄膜アルミニウムを用いた厚さ３．０ｍｍの電磁波遮蔽材を製造した。
【００３４】
＜実験例１＞電磁波遮蔽率
実施例及び比較例１、２で製造された電磁波遮蔽材を基準試験片（２９．７ｃｍ×２１．０ｃｍ）にして、遮蔽率を、国際的に最も多く使用される標準測定方法ＩＥＥＥ−Ｓｔｄ−２９９に基づいて測定し、その結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】
2020505763.tif 000003
【００３６】
＜実験例２＞機械的物性
実施例及び比較例２で製造された電磁波遮蔽材に対して、ＫＳＭ３０１５（熱硬化性プラスチックの一般試験方法）による曲げ強度などの機械的物性を測定し、また、バーコル硬度（Ｂａｒｃｏｌ  Ｈａｒｄｎｅｓｓ）及び重量を測定し、その結果を表２に示した。
【００３７】
【表２】
2020505763.tif 000004
【００３８】
［実験結果の分析］
実施例及び比較例１、２の実験結果から、本発明の好適な実施形態による電磁波遮蔽材は、比較例の電磁波遮蔽材と比較して、軽量、曲げ強度などの機械的特性に優れるだけでなく、遮蔽率にも優れるという利点があることが分かった。特に、実施例による電磁波遮蔽材は、周波数７００〜１４００ｋＨｚの帯域で、比較例１の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて製造した遮蔽材よりも遥かに軽量でありながら遮蔽率がさらに優れることが分かった。
【００３９】
以上、本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明しているが、これは、例示的なものに該当し、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するだろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲が下記特許請求の範囲によって定められるのは自明である。
【図１】
2020505763.tif 000005
【図２】
2020505763.tif 000006
【国際調査報告】
2020505763.tif 000007
2020505763.tif 000008
2020505763.tif 000009
2020505763.tif 000010