CN105439566B

CN105439566B - 烧结片材及其制备方法

Info

Publication number: CN105439566B
Application number: CN201510600109.3A
Authority: CN
Inventors: 郑亨旭; 梁殷寿; 金镇哲; 李东圭; 吴浚禄; 金俊映
Original assignee: SKC Co Ltd
Current assignee: SKC Co Ltd
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2018-10-02
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: CN105439566A; KR101536307B1

Abstract

本发明涉及一种烧结片材及其制备方法，所述烧结片材在至少一面上具有通过非加压性方式从纸的表面转印的细微凹凸，从而附着保护膜后，不容易被剥离，并且能够防止在层压天线时可能在保护膜中产生的气泡。并且，所述烧结片材通过简单的方式体现最佳表面粗糙度，因此，与现有的在赋有粗糙度的PET薄膜上进行加压等的方式相比，能够显著降低烧结片材的制备成本，并且容易调节表面粗糙度，并且，即使层叠两张以上而进行烧结，分离成单个烧结片材的效果仍然优异。

Description

烧结片材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种烧结片材(sintered sheet)及其制备方法。

背景技术

在电子设备中，为了吸收放射或侵入的电磁波，通常使用陶瓷材料。尤其，最近在近距离通信(NFC)中，将铁素体等的陶瓷烧结片材作为磁性片材(magnet sheet)使用，所述磁性片材通过抑制邻近天线(antenna)的金属/导体板中产生的涡电流和因该涡电流而产生的干扰电波，从而用于确保通信距离和可靠性。

通常，诸如铁素体片材的陶瓷片材是通过将混合分散有陶瓷粉末和粘合剂成分的陶瓷分散液进行铸造(casting)而制备成陶瓷生片(green sheet)后，在高温下进行烧结而制成。为此，用陶瓷分散液在连续型的承载膜的一面上进行流延成型(tape casting)，从而制备涂布有陶瓷生片的薄膜，然后用包含辊的移送装置来对该薄膜进行操作，切断成希望得到的形状并剥离，从而获得用于烧结的生片(参见日本授权专利公报平08-22527号)。

对于在之后的烧结工序中获得的陶瓷生片，一次性烧结一张时，生产率必然非常低，因此，为了一次性大量地烧结陶瓷片材，目前采用的方法为层叠多张的陶瓷片材后进行烧结。然而，在这种情况下，在高温烧结过程中会发生层叠的陶瓷片材之间相互粘结的问题。

此外，最终制得的烧结片材的表面上层压有保护膜及天线等而提供于电子设备中。在这种情况下，根据烧结片材的表面条件，在所述层压工序中，所述陶瓷烧结片材和保护膜之间会沉积()气泡。具有这种气泡的陶瓷层叠片材，因与保护膜的粘附性会降低，并且被判定为外观不良，从而会引起生产收率降低的问题。

发明内容

要解决的技术问题

本发明提供一种烧结片材及其制备方法，所述烧结片材在制备工序中层叠烧结后的分离性优异，并且在层压天线及保护膜时抑制气泡的产生。

技术方案

根据本发明的一方面，提供一种烧结片材，所述烧结片材在至少一面上具有通过非加压性方式从纸的表面转印的细微凹凸。

根据本发明的另一方面，提供一种烧结片材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)在纸上涂布用于制备烧结片材的原料物质；(2)对所述原料物质进行干燥，从而获得成型片材，所述成型片材在一面上具有通过非加压性方式从所述纸的表面转印的细微凹凸；以及(3)层叠两张以上的所述成型片材后进行烧结。

有益效果

所述烧结片材在附着保护膜后不容易被剥离，同时能够防止在层压天线时可能在保护膜中产生的气泡。并且，所述烧结片材通过简单的方式体现最佳表面粗糙度，所述方式为所述烧结片材通过非加压性方式从纸的表面转印细微凹凸。因此与现有的在赋有粗糙度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上进行加压等的方式相比，能够显著降低烧结片材的制备成本，并且容易调节表面粗糙度，即使层叠两张以上而进行烧结，分离成单个烧结片材的效果仍然优异。并且，纸的价格为PET薄膜的一半以下，并且不需要用于赋予表面粗糙度的额外的工序，因此，能够显著降低工序成本，并且，使用卷曲形态的纸时，还可以实现连续工序。

附图说明

图1为对根据本发明的烧结片材及其截面进行放大而示出的模式图。

图2为根据一实施例的烧结片材表面上形成的图案的模式图。

图3A及3B为根据本发明的烧结片材的表面照片的多种示例。

图4A及4B分别为在实施例1及比较例3的烧结片材上层压保护膜和天线的照片。

图5为示出利用纸来制备用于烧结的成型片材的工序的示例的截面图。

图6A及6B为示出能够从纸的表面观察到的细微凹凸的多种示例的照片。

附图标记说明

100：烧结片材 150：纤维形状的不规则图案

200：用于烧结的成型片材 310：纸

320：结合层 330：隔离层

最佳实施方式

以下，参照附图，对本发明进行更具体的说明。在附图中，为了有助于理解，可以将附图中的组件成分的大小或距离等放大而示出，并且将省略对于本领域技术人员来说显而易见的内容。

在所述烧结片材中，具有细微凹凸的面的Ra值及Ry/Ra值可以具有特定的范围。其中，Ra值表示表面粗糙度的算术平均粗糙度(arithmetical average roughness)。另外，Ry值表示表面粗糙度的最大高度(maximum height)值。

例如，具有所述细微凹凸的面的Ra值可以为0.8至3μm，Ry/Ra值可以为3至15。优选地，所述Ra值可以为0.8至2.5μm，Ry/Ra值可以为3至15。更优选地，所述Ra值可以为0.8至2μm，Ry/Ra值可以为3至10。另外，所述Ry值可以为5.5以上。

图2为根据一实施例的烧结片材表面上形成的图案的模式图。参照图2，所述烧结片材100的细微凹凸可以包括纤维形状的不规则图案150的凹凸。根据一具体例，所述纤维形状的不规则图案150包括纸浆纤维形状。另外，所述细微凹凸可以为高低不规则的凹凸。

图3A及3B为根据本发明的烧结片材的表面照片的多种示例。参见图3A及3B，在烧结片材的表面上形成有不规则形状和不规则高低的凹凸，但是在这种不规则的凹凸表面的各处可以发现细线形态的长纤维或短纤维形状的图案。

根据另一例，所述烧结片材的细微凹凸可以包括格子型、圆形及/或椭圆形的规则或不规则图案的凹凸。另外，所述凹凸可以为高低均匀或不均匀的凹凸。

所述烧结片材均可以制成薄膜或厚膜的片材，所述烧结片材的厚度可以例举如10μm至5000μm，具体地，可以为10μm至500μm，更具体地，可以为10μm至300μm，进一步具体地，可以为20μm至200μm，但不受特别限定。

根据一例，所述烧结片材可以为陶瓷烧结片材。所述陶瓷片材只要是包含陶瓷成分的片材，就不受特别限定，作为一例，所述陶瓷片材可以为具有磁性的陶瓷片材。作为优选的一例，所述陶瓷片材可以为含有Ni-Zn类、Mg-Zn类及Mn-Zn类铁素体等的铁素体片材。在这种情况下，所述铁素体片材可以进一步含有其它磁性材料成分，例如，坡莫合金(permalloy)及铁硅铝磁合金(sendust)等。

所述烧结片材可以在其的一面或两面上设置有保护膜。另外，所述保护膜的一面或两面上可以增加粘着层()或粘附层( )。

所述保护膜在材料方面不受特别限制。作为一例，所述保护膜可以为具有柔韧性(flexible)的片材，例如，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)或它们的混合材料的高分子薄膜。

另外，所述粘附层或粘着层只要是具有粘着力或粘附力的材料，则可以不受限定地使用，例如，可以为丙稀酸类压敏粘着剂(pressure sensitive adhesive)及硅类压敏粘着剂等材料的粘附层或粘着层。

根据一例，所述保护膜可以在一面或两面上可以设置用于提高粘附性的粘附层或粘着层，由此，所述保护膜可以将粘附层或粘着层作为介质附着在烧结片材上。根据另一例，所述保护膜可以为直接涂布于烧结片材而形成的树脂层。

本发明的烧结片材可以以附着有所述保护膜的状态使用，或者，最终使用时，可以以去除所述保护膜的状态使用。

这种保护膜、粘着层或粘附层在保护烧结片材的同时，还能够起到发挥附着性的作用。

所述保护膜、粘着层或粘附层的厚度可以为0.002mm至0.5mm，更优选为0.005mm至0.05mm。

所述烧结片材与所述保护膜及天线一起被层压，从而可以制成天线模块(参见图4A)。

此时，所述烧结片材具有前述的表面条件，因此，进行层压时，保护膜上产生气泡(参见图4B的用箭头表示的部分)的现象得到抑制，从而能够使得对于保护膜的附着性及外观优异。

所述烧结片材或天线模块设置在电子设备上，从而可以吸收电子设备中放射或侵入的电磁波。另外，所述烧结片材除了上述例示的用途以外，还可以应用到需要层叠烧结的所有用途的产品中。

根据本发明的另一方面，提供一种烧结片材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在纸上涂布用于制备烧结片材的原料物质；

(2)对所述原料物质进行干燥，从而获得成型片材，所述成型片材在一面上具有通过非加压性方式从所述纸的表面转印的细微凹凸；以及

(3)层叠两张以上的所述成型片材后进行烧结。

在步骤(1)中，作为涂布有原料物质的基础片材(基材片材)使用的纸，在材料特性方面，不作其它的处理也可以在一个表面上具有细微凹凸。

例如，所述纸的一个表面的Ra值可以为0.5至5μm，Ry/Ra值可以为2至20。具体地，所述纸的一个表面的Ra值可以为0.8至3μm，Ry/Ra值可以为3至15。更具体地，所述Ra值可以为0.8至2.5μm，Ry/Ra值可以为3至15。进一步具体地，所述Ra值可以为0.8至2μm，Ry/Ra值可以为3至10。另外，所述Ry值可以为5.5以上。

优选地，所述纸因包含在其中的纸浆纤维而可以具有纤维形状的不规则图案的凹凸。图6A及6B为示出能够从纸的表面观察到的细微凹凸的多种例示的照片。观察所述照片可以知道，细线形态的长纤维或短纤维形状的不规则图案以不规则的高低形成在表面上。

因此，如此地使用纸时，则不需要作为赋予表面粗糙度的其它工序，并且与现有的作为基础片材使用的PET相比，价格为其的一半以下，因此经济性及效率性非常优异。

但是根据需要，可以对纸进行加压处理，从而调节成希望得到的粗糙度值。例如，若纸表面的粗糙度比希望得到的水平高时，可以用加压辊等进行加压，将粗糙度降至合适的水平。

另外，纸的热特性优异，因此，涂布原料物质之后进行干燥时，可以在150℃以上的高温中进行干燥(将PET薄膜作为基础片材使用时，不能超过110℃)，因此，可以显著减少用于烧结的成型片材内残留的溶剂的量，从而可以提高烧结片材的品质。

所述纸的厚度可以为10～500μm，更具体地，可以为20～300μm。

参照图5的(a)，作为基础片材(基材片材)使用的纸310的表面上，在材料特性方面即使不作其它的处理，也能够形成有细微凹凸。

所述纸310可以在一面上设置有包含隔离剂成分的隔离层330。这种情况下，在所述步骤(1)中，所述用于制备烧结片材的原料物质可以涂布在所述隔离层330上。其结果，有助于原料物质在干燥后容易被分离，从而起到提高工序性，并且在进行分离时防止成型片材品质下降的作用。

所述隔离剂成分可以包含硅及聚四氟乙烯(teflon)中的一种以上的成分。所述隔离层330可以通过在所述纸310上涂布含有隔离剂成分的组合物来形成。

由此，所述纸310的表面粗糙度可以转印到所述隔离层330的表面上。其结果为，所述隔离层330的表面可以具有纤维形状，具体为纸浆纤维形状的不规则图案的凹凸。另外，所述隔离层330的表面粗糙度可以与所述纸310的表面粗糙度几乎相同，或者比所述纸310稍低一些。

所述隔离层330的厚度可以为0.1至5μm，更具体地，可以为0.1至3μm。

另外，所述纸310可以在一面上设置有包含选自聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸树脂及粘土中的一种以上的成分的结合层320。

此时，所述结合层320的一面上可以设置有包含隔离剂成分的隔离层330。即，所述结合层320可以配置在所述纸310及所述隔离层330之间。在这种情况下，在所述步骤(1)中，所述用于制备所述烧结片材的原料物质可以涂布在所述隔离层330上。

所述结合层320可以通过在所述纸310上涂布包含选自聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸树脂及粘土中的一种以上的成分而形成。

如此地，在所述纸310上依次形成结合层320及隔离层330，因此，纸310的表面粗糙度可以通过结合层320转印到隔离层330的表面上。其结果为，所述结合层320及隔离层330的表面可以具有纤维形状，具体地，可以具有纸浆纤维形状的不规则图案的凹凸。另外，所述结合层320及隔离层330的表面粗糙度可以与所述纸310的表面粗糙度相同，或者比所述纸310更低一些。

另外，转印到隔离层330上的表面粗糙度的减少率，随所述结合层320的厚度增大而增加，因此，可以通过调节所述结合层320的厚度来调节转印到隔离层330上的粗糙度。

所述结合层320的厚度可以为0.1至50μm，更具体地，可以为0.1至3μm。

参照图5的(b)，在所述纸310(或者在其一面上设置的隔离层330)的一个表面上涂布用于制备烧结片材的原料物质，之后进行干燥，从而能够制备用于烧结的成型片材200。

由此，所述成型片材200在至少一个表面上可以转印所述纸310(或者在其一面上设置的隔离层330)的表面粗糙度。即，所述成型片材可以在至少一面上具有通过非加压性方式从纸的表面转印的细微凹凸，并且所述细微凹凸包括纤维形状的不规则图案的凹凸，此时，所述纤维形状可以包括纸浆纤维的形状。另外，所述成型片材200的至少一面的表面粗糙度可以与所述纸310(或者在其一面上设置的隔离层330)的表面粗糙度相同，或者为与所述纸310相似的水平。

例如，所述成型片材的具有细微凹凸的面的Ry/Ra值可以为2至20、3至15或3至10。另外，所述成型片材的具有细微凹凸的面具有Ra值可以为0.5至5μm，Ry/Ra值可以为2至20的表面粗糙度。具体地，所述Ra值可以为0.8至3μm，Ry/Ra值可以为3至15。更具体地，所述Ra值可以为0.8至2.5μm，Ry/Ra值可以为3至15。进一步具体地，所述Ra值可以为0.8至2μm，Ry/Ra值可以为3至10。另外，所述Ry值可以为5.5以上。

之后，参照图5的(c)，所述干燥的成型片材200从所述纸310(或者在其一面上设置的隔离层330)的表面被分离。

这种成型片材的制备工序可以以连续性的工序进行，为此可以使用纸卷。在步骤(1)中可以使用如下结构的装置，即，从纸卷中卷出()纸，并且在卷出的纸上涂布用于制备烧结片材的原料物质。

另外，在从纸卷中卷出而连续提供的纸上，用流延成型等方式涂布用于制备烧结片材的原料物质，将其通过包含辊的移送装置来进行操作，同时切断成希望得到的形状而反复进行剥离工序，从而能够获得多个成型片材。

所述用于制备烧结片材的原料物质的成分可以根据欲制备的烧结片材而有所不同。另外，所述用于制备所述烧结片材的原料物质可以为液相形态。

例如，所述原料物质可以为含有陶瓷成分的液相组合物(浆料)。由此，所述成型片材可以为陶瓷生片。作为一具体例，所述用于制备烧结片材的原料物质可以含有Ni-Zn类、Mg-Zn类及Mn-Zn类铁素体等的铁素体成分。在这种情况下，所述原料物质除了含有铁素体成分以外，可以进一步含有其它磁性材料成分，例如，坡莫合金及铁硅铝磁合金等。

因此，包含所述原料粉末的溶液被涂布在所述纸(或隔离层)的表面上而成形及干燥成片材状，从而能够制备成成型片材。

例如，铁素体类粉末与粘合剂、增塑剂及溶剂适当混合后，可以通过流延成型等工序来制备成成型片材。

之后，实施层叠两张以上的上述制备的成型片材而进行烧结的步骤。

烧结工序的条件可以根据成型片材的成分来进行调节，而不受特别的限定。例如，所述成型片材为铁素体片材时，烧结工序可以通过第一次工序及第二次工序进行。所述第一次工序中，以2～5℃/分钟的升温速度，将温度升至25～450℃后，维持1～5小时，并烧尽(burn out)粘合剂后，所述第二次工序中，以1～5℃/分钟的升温速度升至900～1100℃后，维持1～3小时来实施。

结束烧结的烧结片材层叠体被分离成单个烧结片材。

根据本发明，由于构成所述烧结片材层叠体的单个烧结片材具有细微凹凸，因此，非常容易进行从所述烧结片材层叠体上分离出单个烧结片材的工序，在分离时，不会产生因烧结片材碎裂等原因而导致的品质下降的问题。

以下，通过实施例更加详细地说明本发明。然而，实施例仅是为了例示本发明，本发明的内容并不限定于下述实施例。

实施例1至4：烧结片材的制备

步骤1)基础片材的准备

准备卷有厚度为80～150μm及表面粗糙度Ra为1.5～5μm的纸的纸卷。在从所述纸卷中卷出的纸上涂布聚乙烯醇(PVA)树脂，从而形成厚度为1～2μm的结合层。之后，在所述结合层上涂布硅类隔离剂，从而形成厚度为0.1～1.5μm的隔离层。所述隔离层的表面粗糙度中的Ra值在0.8～3μm范围，Ry/Ra值为3～15μm。

步骤2)成型片材的制备

将60重量份的Ni-Cu-Zn铁素体(gmix公司())作为陶瓷粉末混合到40重量份的适当混合有粘合剂、增塑剂及溶剂的浆料中，并利用篮式研磨机(basket mill)分散5个小时后，将获得的浆料涂布在之前制备好的隔离层上，并进行干燥，从而成型为片材状。从所述隔离层上分离所述成型的片材，从而获得厚度为20μm以上的铁素体生片。

将重复上述方式而获得的铁素体生片依次层叠，从而获得层叠有10～20张铁素体生片的层叠体。

步骤3)烧结工序

将所述层叠体以0.5℃/分钟的升温速度升至450℃，并且在450℃下燃烧粘合剂5小时而烧尽粘合剂后，再以3℃/分钟的速度升温至960℃，烧结铁素体生片3小时。

将获得的层叠铁素体烧结片材分离成单个的铁素体烧结片材。

比较例1至6：烧结片材的制备

将厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作为基材层使用。在所述基材层(PET薄膜)的表面上涂布硅类隔离剂，从而形成厚度为0.1～1μm的隔离层。所述隔离层的表面粗糙度中Ra值超过0.8～3μm的范围，或者Ry/Ra值超过3～15μm的范围。

将具有之前制备的隔离层的PET薄膜作为基础片材使用，实施与所述实施例1至4的步骤2及3相同的步骤，从而制得铁素体烧结片材。

对所述实施例及比较例中制备的各烧结片材进行如下评价。

试验例1：表面粗糙度的测定

利用表面粗糙度测量仪(SV-3100S4，日本三丰(Mitutoyo)公司)测定烧结片材的表面粗糙度(Ra，Ry)值。

试验例2：对层叠进行烧结后的分离性评价

对于分离成单个烧结片材之前的烧结片材层叠体，用手对重叠的片材中心部分稍微施加压力来评价分离性。

另外，在进行这种分离时，对片材的破碎与否进行观察。

试验例3：对于层压时气泡产生的评价

如图4A及4B所示，用高温加压印刷机(press)将保护膜(在表面涂布有粘着层的厚度为2～20μm的PET薄膜)与NFC天线一起层压在烧结片材的两面上后，用肉眼对表面呈膨胀形态的产品进行观察。

将所述试验例的结果整理在下述表1中。

表1

如上述表1中所示，表面粗糙度属于本发明的优选范围内的实施例1至4的烧结片材，在用于制备所述烧结片材的层叠烧结之后，可以分离出10张以上，因此分离性优异，并且片材在分离时没有破碎，在层压天线时没有产生气泡。

相反，表面粗糙度超出本发明的优选范围的比较例1至6的烧结片材，在用于制备所述烧结片材的层叠烧结之后，难以进行分离，或者分离时发生片材破碎现象，或者层压天线时产生气泡。

另外，图4A及4B中分别示出在实施例1及比较例3中获得的烧结片材上层压天线及保护膜的照片。可以知道在图4A(实施例1的烧结片材)中没有观察到气泡，但是在图4B(比较例3的烧结片材)中沉积有气泡(箭头部分)。

Claims

1.一种烧结片材，其特征在于，所述烧结片材在至少一面上具有通过非加压性方式从表面粗糙度Ra为1.5～5μm、Ry为5.5μm以上的纸的表面转印的细微凹凸，具有所述细微凹凸的面具有Ra(算术平均粗糙度)为0.8～3μm及Ry/Ra(最大高度/算术平均粗糙度)为3～15的表面粗糙度，所述细微凹凸包括纤维形状的不规则图案的凹凸。

2.根据权利要求1所述的烧结片材，其特征在于，所述纤维形状包括纸浆纤维形状。

3.根据权利要求1或2所述的烧结片材，其特征在于，所述烧结片材包含陶瓷成分。

4.根据权利要求3所述的烧结片材，其特征在于，所述陶瓷成分为铁素体类成分。

5.一种烧结片材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在纸上涂布用于制备烧结片材的原料物质；

(3)层叠两张以上的所述成型片材后进行烧结，

在步骤(1)中，所述纸是通过从纸卷中卷出而提供，

所述细微凹凸包括纤维形状的不规则图案的凹凸，

所述成型片材的具有细微凹凸的面具有Ra(算术平均粗糙度)为0.8～3μm、Ry(最大高度)为5.5μm以上及Ry/Ra(最大高度/算术平均粗糙度)为3～15的表面粗糙度，

所述纸在一面上具有包含隔离剂成分的隔离层，并且在步骤(1)中，所述原料物质涂布在所述隔离层上，

在所述纸中，所述纸及所述隔离层之间进一步设置有结合层，所述结合层包含选自聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸树脂及粘土中的一种以上的成分。

6.根据权利要求5所述的烧结片材的制备方法，其特征在于，所述纤维形状包括纸浆纤维形状。

7.根据权利要求5所述的烧结片材的制备方法，其特征在于，所述隔离剂成分包含硅及聚四氟乙烯中的一种以上的成分。

8.根据权利要求5所述的烧结片材的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述用于制备烧结片材的原料物质为含有陶瓷成分的浆料，在步骤(2)中，所述成型片材为陶瓷生片。