KR101029869B1 - 초박막 발포금속 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상호 겹쳐진 시트형상의 금속필름 사이에 발포제를 위치시키고, 상호 겹쳐진 상기 금속필름을 압착하여 금속시트를 제조하는 금속시트 제조단계와; 상기 금속시트를 발포시켜 상기 발포제의 발포로 발생된 가스에 의해 상기 금속필름 표면에 엠보싱을 형성하는 발포단계와; 상기 금속필름 표면에 돌출된 상기 엠보싱을 연마하여 제거하는 연마단계;를 포함한다.

상기 금속시트 제조단계는 발포제와 바인더를 혼합한 슬러리를 테이프 캐스팅하여 시트형상의 발포필름으로 제조하는 발포필름 제조단계와; 상기 발포필름의 양면에 시트형상의 금속필름을 고정하고, 상기 발포필름 및 상기 금속필름을 압연하여 금속시트를 제조하는 압연단계;를 포함한다.

본 발명은 상호 겹쳐지는 초박막의 금속필름의 사이에 발포제를 위치시키고, 발포제의 발포로 금속필름의 외면에 형성된 엠보싱을 연마하여 발포금속을 제조함으로써, 발포금속을 초박막으로 제조할 수 있는 장점이 있다.

초박막, 발포, 금속, 시트, 압연, 엠보싱, 연마

Description

초박막 발포금속 및 이의 제조방법{ULTRA-THIN FOAMED METAL AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 발포금속 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개포형의 기공를 갖는 초박막 발포시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 발포금속은 금속재료를 이용하여 금속재료 내부에 수많은 기공을 가진 다공질의 금속이다. 금속재료에 형성된 기공은 개포형(open cell type)과, 폐포형(closed cell type)이 있다.

폐포형의 기공이 형성된 발포금속은 금속내부에 기공이 연결되지 않고 독립적으로 존재하고, 개포형 기공이 형성된 발포금속은 금속 내부에 기공이 상호 연결된 형태로 존재하게 된다.

이에, 개포형 발포금속은 기공이 상호 연결되어 있어 기체나 유체의 통과가 용이하므로 폐포형 발포금속에 비해 용도가 다양하다.

이러한 발포금속의 제조방법으로 종래에는 주로 주조법을 이용하였다.

즉, 용해로에 발포시킬 금속, 통상 알루미늄을 넣어 용융시킨 다음, 알루미늄이 용융된 용탕에 발포제 및 증점제를 첨가하고 용탕을 발포시켜 발포금속을 제 조하였다.

그러나, 발포금속을 주조법에 의해 제조하게 되면, 기공들이 상호 독립적으로 존재하게 되므로 개포형 발포금속의 제조가 불가능하였다.

게다가, 주조법에 의해 제조된 발포금속은 기공의 함몰로 2차가공이 어렵고, 초박막의 발포금속을 제조하는 데에는 한계가 있었다.

또한, 발포금속의 제조방법으로 최근에는 분말법을 이용하고 있는데, 분말법은 금속분말과 발포제를 혼합하여 경화시켜 프리커서(precursor)를 제조하고, 이를 발포시키는 방법으로, 제조단가가 고가이며, 가격경쟁력이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 초박막 발포금속 및 이의 제조방법를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상호 겹쳐진 시트형상의 금속필름 사이에 발포제를 위치시키고, 상호 겹쳐진 상기 금속필름을 압착하여 금속시트를 제조하는 금속시트 제조단계와; 상기 금속시트를 발포시켜 상기 발포제의 발포로 발생된 가스에 의해 상기 금속필름 표면에 엠보싱을 형성하는 발포단계와; 상기 금속필름 표면에 돌출된 상기 엠보싱을 연마하여 제거하는 연마단계;를 포함한다.

상기 금속시트 제조단계는 발포제와 바인더를 혼합한 슬러리를 테이프 캐스팅하여 시트형상의 발포필름으로 제조하는 발포필름 제조단계와; 상기 발포필름의 양면에 시트형상의 금속필름을 고정하고, 상기 발포필름 및 상기 금속필름을 압연하여 금속시트를 제조하는 압연단계;를 포함한다.

또한, 상기 금속시트는 발포제와 알코올을 혼합하여 발포혼합액을 제조하는 발포혼합액 제조단계와; 상기 발포혼합액을 시트형상의 금속필름 표면에 도포하여 건조하는 발포혼합액 도포단계와; 상기 발포혼합액이 도포된 상기 금속필름을 다수 겹치고 압연하여 금속시트를 제조하는 압연단계;에 의해 제조될 수 있다.

본 발명은 상호 겹쳐지는 초박막의 금속필름의 사이에 발포제를 위치시키고, 발포제의 발포로 금속필름의 외면에 형성된 엠보싱을 연마하여 발포금속을 제조함으로써, 발포금속을 초박막으로 제조할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 초박막 발포금속의 제조방법은 아래의 과정을 거치게 된다.

1. 금속시트 제조단계

상호 겹쳐진 금속필름(20)의 사이에 발포제를 위치시키고, 상호 겹쳐진 금속필름(20)을 압착하여 금속시트(30)를 제조하는 단계이다.

1-1. 발포필름제조단계

발포제 및 바인더에 용매, 분산제를 혼합하여 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 테이프 캐스팅(tape casting)하여 시트형상의 발포필름(10)을 제조하는 단계이다.

발포제로는 TiH2 분말이 사용되고, 용매는 톨루엔(Toluene), 에탄올(ethanol)이 혼합된 것을 사용한다.

발포제, 분산제, 용매, 바인더는 발포제 200g, 분산제 4g, 톨루엔 30.4ml, 에탄올 7.6ml, 바인더 86ml의 비율로 혼합된다. 상기 발포제, 분산제, 톨루엔, 에탄올, 바인더를 교반조에 담아 교반하여 발포제가 고루 분포되도록 한다.

제조된 슬러리를 테이프 캐스팅 머신을 이용하여 테이프 캐스팅하여 시트형상의 발포필름을 제조하게 된다. 테이프 캐스팅은 닥터블레이드법(doctor blade process)이 적용된다.

발포필름은 10㎛∼5000㎛의 범위내의 두께로 제조된다.

1-2. 압연단계

발포필름(10)의 양면에 시트형상의 금속필름(20)을 고정하고, 압착하여 원하는 두께의 금속시트(30)를 제조하는 단계이다.

발포필름(10)을 20㎝ × 60㎝의 크기로 잘라서 마련한다.

금속필름(20)은 알루미늄이 사용되고, 두께는 대략 2000㎛인 것이 사용되며, 60㎝ × 200㎝의 크기가 사용된다.

두 개의 금속필름(20) 사이에 발포필름(10)을 끼워 C클램프로 고정한 후, 전기로에서 350℃로 24시간 유지시켜 금속시트(30)를 제조한다.

또한, 두 개 이상의 금속필름(20)의 사이사이에 발포필름(10)을 끼워 두 겹이상의 금속필름(20)을 갖는 금속시트를 제조할 수도 있다.

압연롤러의 온도는 170℃를 유지하고, 금속시트는 350℃를 유지시킨다. 압연은 이속압연, 등속압연의 방법이 혼용된다.

압연롤러의 스피드는 이속압연일 경우에는 각각 2rpm, 4rpm이 바람직하고, 등속압연일 경우에는 8rpm이 바람직하다.

금속시트(30)의 압연은 금속필름(20) 두께가 압연전 두께의 대략 7/10이 될 때까지 행해진다.

2. 발포단계

금속시트(30)의 발포필름(10)을 발포시키는 단계이다.

금속시트(30)를 500℃∼600℃로 10∼20분동안 가열한다. 이때, 발포필름(10)의 발포제가 발포되면서 가스가 발생된다. 가스는 발포필름(10)의 표면에 압착된 금속필름(20)에 의해 금속시트(30) 외부로 배출되지 못하고, 금속필름(20)에 엠보싱(21)을 형성하게 된다.

3. 연마단계

금속필름(20)에 돌출된 엠보싱(21)을 연마하여 제거하는 단계이다.

발포제의 발포로 금속시트(30)에 형성된 기공(31)을 금속시트(30) 외부로 노출시키고, 금속시트(30)의 표면을 매끄럽게 하여 초박막 발포금속을 제조하게 된다.

한편, 상기 금속시트(30)는 아래의 과정을 거쳐 제조될 수도 있다.

1-1'. 발포혼합액 제조단계

발포제와 알코올을 혼합하여 발포혼합액을 제조하는 단계이다.

발포제는 TiH2 분말이 사용되고, 혼합비율은 1:1 부피비율로 한다.

1-2'. 발포혼합액 도포단계

발포혼합액을 붓을 이용하여 시트형상의 금속필름 표면에 도포하는 단계이다.

발포혼합액이 도포될 금속필름의 표면은 그라인딩을 이용하여 연마하고, 아세톤과 알코올로 세척하여 건조시킨다. 그리고, 붓을 이용하여 발포혼합액을 금속필름의 표면에 도포한 다음, 건조시킨다.

발포혼합액이 도포되어 건조된 다수의 금속필름을 상호 겹치고, 날클립을 이 용하여 고정시킨 다음, 300℃의 전기로 안에서 20분간 유지시킨다.

상호 겹쳐진 다수의 금속필름에 추후 압연시 압연롤러에 융착되는 것을 방지하기 위해 질화붕소(BN)을 뿌린다.

1-3'. 압연단계

상호 겹쳐진 다수의 금속필름을 압착하여 금속시트를 제조하는 단계이다.

압연롤러의 온도는 200℃를 유지하고, 금속시트의 온도는 300℃를 유지한다.

압연은 이속압연, 등속압연의 방법이 혼용된다.

압연롤러의 스피드는 이속압연일 경우에는 각각 2rpm, 4rpm이 바람직하고, 등속압연일 경우에는 8rpm이 바람직하다.

금속시트의 압연은 금속필름 두께가 압연전 두께의 대략 7/10이 될 때까지 행해진다.

앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 초박막 발포금속의 제조방법을 나타낸 공정도,

도 2는 도 1의 초박막 발포금속의 제조방법에서 금속시트 제조단계에 의해 제조된 금속시트를 도시한 도면,

도 3은 도 1의 초박막 발포금속의 제조방법에서 발포단계에 의해 제조된 금속시트를 도시한 도면,

도 4는 도 1의 초박막 발포금속의 제조방법에 의해 제조된 초박막 발포금속을 도시한 도면,

도 5는 도 1의 초박막 발포금속의 제조방법에서 금속시트의 다른 제조 예를 나타낸 공정도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 발포필름 20 : 금속필름

21 : 엠보싱 30 : 금속시트

31 : 기공

Claims (4)

1. 삭제
2. 상호 겹쳐진 시트형상의 금속필름 사이에 발포제를 위치시키고, 상호 겹쳐진 상기 금속필름을 압착하여 금속시트를 제조하는 금속시트 제조단계와;

   상기 금속시트를 발포시켜 상기 발포제의 발포로 발생된 가스에 의해 상기 금속필름 표면에 엠보싱을 형성하는 발포단계와;

   상기 금속필름 표면에 돌출된 상기 엠보싱을 연마하여 제거하는 연마단계;를 포함하고,

   상기 금속시트 제조단계는

   발포제와 바인더를 혼합한 슬러리를 테이프 캐스팅하여 시트형상의 발포필름으로 제조하는 발포필름 제조단계와;

   상기 발포필름의 양면에 시트형상의 금속필름을 고정하고, 상기 발포필름 및 상기 금속필름을 압연하여 금속시트를 제조하는 압연단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박막 발포금속의 제조방법.
3. 상호 겹쳐진 시트형상의 금속필름 사이에 발포제를 위치시키고, 상호 겹쳐진 상기 금속필름을 압착하여 금속시트를 제조하는 금속시트 제조단계와;

   상기 금속시트를 발포시켜 상기 발포제의 발포로 발생된 가스에 의해 상기 금속필름 표면에 엠보싱을 형성하는 발포단계와;

   상기 금속필름 표면에 돌출된 상기 엠보싱을 연마하여 제거하는 연마단계;를 포함하고,

   상기 금속시트 제조단계는

   발포제와 알코올을 혼합하여 발포혼합액을 제조하는 발포혼합액 제조단계와;

   상기 발포혼합액을 시트형상의 금속필름 표면에 도포하여 건조하는 발포혼합액 도포단계와;

   상기 발포혼합액이 도포된 상기 금속필름을 다수 겹치고 압연하여 금속시트를 제조하는 압연단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박막 발포금속의 제조방법.
4. 삭제

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