KR101458830B1 - 미립 분말을 포함하는 슬러리 및 그 제조 방법과 이를 이용한 복합 자성 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

미립 분말을 포함하는 슬러리 및 그 제조 방법과 이를 이용한 복합 자성 시트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 미립 분말 등의 분말의 분산성을 향상시키는 슬러리 제조 방법 및 이를 이용한 복합 자성 시트에 관한 것이다.
보다 상세하게는 미립 분말을 용해된 바인더에 분말과 함께 분산시키는 방법으로 바인더와 미립 분말을 혼련하는 선 분산 과정을 제외하는 분산방법을 제시한다.
미립 분말, 자성 분말, 바인더 및 용매를 준비하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말을 건식 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말의 혼합물에 소량의 상기 용매를 첨가하여 웨팅(wetting)시키는 단계, 상기 용매가 웨팅된 혼합물에 상기 바인더를 바인더의 총 중량 대비 20 wt% 내지 40 wt% 첨가하고 교반하여 상기 용매가 웨팅된 혼합물을 1차 분산시키는 단계, 상기 1차 분산된 혼합물에 상기 바인더의 총 중량 대비 60 wt% 내지 80 wt% 인 상기 바인더의 나머지를 첨가하고 교반하여 상기 혼합물을 2차 분산시키는 단계, 상기 2차 분산된 혼합물에 상기 용매를 추가하여 슬러리를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 미립 분말은 전자파 흡수 기능 외에 다른 기능을 부여하기 위하여 미립분말을 이용해야 하는 경우 첨가제, 가교제 등의 다양한 미립 분말을 포함하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 분산되지 않은 분말이 요철을 형성하여 생기는 시트의 불량률을 낮출 수 있다.
또한, 분말 분산도의 개선됨으로써, 시트 표면의 요철이 생성될 가능성을 줄여 시트의 박형화, 소형화를 가능하게 한다.

Description

미립 분말을 포함하는 슬러리 및 그 제조 방법과 이를 이용한 복합 자성 시트 및 그 제조방법 {A SLURRY WITH MICRO POWDER AND MANUFACTURING METHOD OF IT AND MANUFACTURING METHOD OF MAGNETIC SHEET USING THE SLURRY AND A MAGNETIC SHEET THEREOF}
본원 발명은 미립 분말 등의 분말의 분산성을 향상시키는 슬러리 제조 방법 및 이를 이용한 복합 자성 시트에 관한 것이다.
보다 상세하게는 미립 분말을 용해된 바인더에 분말과 함께 분산시키는 방법으로 바인더와 미립 분말을 혼련하는 선 분산 과정을 제외하는 분산방법을 제시한다.
슬러리를 제조하여 테잎 캐스팅, 파이버 내부로의 함침 그리고 고품질의 제품을 생산하기 위해서는 슬러리 내의 분말 분산이 필수적이다.
슬러리 내의 분말을 분산시키는 방법으로는 일반적으로 바인더와 미립 분말을 혼련하는 선 분산 과정을 포함하여 허용한다.
이러한 종래의 방법을 이용할 경우, 미립 분말의 응집에 의해 분말 분산 불량이 발생하기 쉽다.
이와 같이 분산이 잘 이루어지지 않은 슬러리를 이용하여 시트를 제조하기 위해 도포하면 표면에 돌기가 발생되어 제품으로 사용이 어려워진다.
또한, 제조된 슬러리를 이용한 시트의 박형화, 소형화하기 위해서는, 시트를 얇게 할 필요가 있다.
이렇게 시트를 박층화하기 위해서는, 시트 표면의 거칠기(요철)를 두께에 대해 무시할 수 없게 된다. 즉, 두꺼운 시트에 서는 고려할 필요가 없었던 표면 상태의 변화가, 박층 시트에서는 시트 두께 그 자체의 변화가 된다.
시트의 표면 거칠기를 좌우하는 요인으로서는, 안료의 입도, 도료 조성, 도료 제작시의 분산 상태, 시트 형성시의 도포 조건, 시트 자체로의 평활 처리 등을 들 수 있다.
본원 발명은 도포되는 슬러리 제조 시의 분산 상태를 개선하는 방법에 관한 것으로, 이를 통해 표면성이 우수한 복합 자성 시트를 제작할 수 있다.
등록특허 제 10-0796866 호는 세라믹 슬러리의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 그린 시트의 표면을 평활하게 하는 것이 가능하고, 또한 시트 강도가 충분하며, 박리성 등의 작업성이 우수한 그린 시트를 얻을 수 있는 세라믹 슬러리의 제조 방법과, 그 제조 방법에 의해 얻어지는 슬러리를 사용해 제조되는 그린 시트와, 그 그린 시트를 사용해 제조되는 적층 세라믹 부품에 관한 것이다. 그린 시트의 표면을 평활하게 하는 것이 가능하고, 또한 시트 강도가 충분하며, 박리성 등의 작업성이 우수한 그린 시트를 얻을 수 있는 세라믹 슬러리의 제조 방법과, 그 방법에 의해 얻어지는 슬러리를 사용해 제조되는 그린 시트와, 그 그린 시트를 사용해 제조되는 적층 세라믹 부품을 제공한다. 본 발명은, 세라믹 분체와 바인더 수지 용액을 적어도 갖는 세라믹 슬러리의 제조 방법으로서, 세라믹 분체와, 상기 바인더 수지 용액의 일부인 전 첨가용 래커를, 전단 속도가 1×107 - 1×108[1/sec]가 되도록, 고압 분산 처리하여 예비 슬러리를 준비하고, 고압 분산 처리된 상기 예비 슬러리에, 고압 분산 처리되지 않은 후 첨가용 래커를 적어도 첨가하는 과정을 포함한다. 그러나, 슬러리 내에 첨가되는 미립 분말의 분산도를 높이는 방법에 대한 문제점은 여전히 남아 있다.
슬러리를 제조하여 고품질의 제품을 생산하기 위해서는 슬러리 내의 분말 분산이 필수적이다.
또한, 제조된 슬러리를 이용한 시트의 박형화, 소형화 하기 위해서는, 시트를 얇게 할 필요가 있다.
이렇게 시트를 박층화하기 위해서는, 시트 표면의 거칠기(요철)를 두께에 대해 무시할 수 없게 된다. 즉, 두꺼운 시트에 서는 고려할 필요가 없었던 표면 상태의 변화가, 박층 시트에서는 시트 두께 그 자체의 변화가 된다.
시트의 표면 거칠기를 좌우하는 요인으로서는, 안료의 입도, 도료 조성, 도료 제작시의 분산 상태, 시트 형성시의 도포 조건, 시트 자체로의 평활 처리 등을 들 수 있다.
본원 발명은, 도포되는 슬러리 제조 시의 분산 상태를 개선하는 방법에 관한 것이다.
특히 종래의 방법과 비교하여 상기 미립 분말의 분산도가 개선되었음을 알 수 있으며, 이를 통해 표면성이 우수한 복합 자성 시트를 제작할 수 있다.
미립 분말, 자성 분말, 바인더 및 용매를 준비하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말을 건식 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말의 혼합물에 소량의 상기 용매를 첨가하여 웨팅(wetting)시키는 단계, 상기 용매가 웨팅된 혼합물에 상기 바인더를 바인더의 총 중량 대비 20 wt% 내지 40 wt% 첨가하고 교반하여 상기 용매가 웨팅된 혼합물을 1차 분산시키는 단계, 상기 1차 분산된 혼합물에 상기 바인더의 총 중량 대비 60 wt% 내지 80 wt% 인 상기 바인더의 나머지를 첨가하고 교반하여 상기 혼합물을 2차 분산시키는 단계, 상기 2차 분산된 혼합물에 상기 용매를 추가하여 슬러리를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 미립 분말은 전자파 흡수 기능 외에 다른 기능을 부여하기 위하여 미립분말을 이용해야 하는 경우 첨가제, 가교제 등의 다양한 미립 분말을 포함하는 것이 가능할 것이다.
본원 발명에 의한 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법에 의해 제조된 슬러리를 이용하여 제조된 자성 시트는 종래의 방법으로 제조된 슬러리를 이용하여 제조한 시트보다 미립 분말 등의 분말 분산도가 개선되는 효과를 나타낸다.
이를 통해 분산되지 않은 분말이 요철을 형성하여 생기는 시트의 불량률을 낮출 수 있다.
또한, 분말 분산도를 개선시킴으로써, 시트 표면의 요철이 생성될 가능성을 줄여 시트의 박형화, 소형화를 가능하게 한다.
도 1은 종래의 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법을 나타낸다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법을 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 복합 자성 시트의 제조 방법을 나타낸다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 복합 자성 시트의 단면도를 나타낸다.
도 5는 종래의 복합 자성 시트의 단면도를 나타낸다.
도 1은 종래의 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법을 나타낸다.
(ㄱ) 미립 분말, 자성 분말, 바인더 및 용매를 준비하는 단계
(ㄴ) 상기 미립 분말, 바인더를 혼합하는 단계
(ㄷ) 상기 (ㄴ) 단계의 혼합물에 용매를 넣는 단계
(ㄹ) 상기 (ㄷ) 단계의 혼합물에 상기 자성 분말과 용매를 넣어 분산시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 종래의 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법으로 제조된 슬러리로 제조된 복합 자성 시트의 단면도는 도 5에 나타난 바와 같다.
도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 종래의 슬러리 제조 방법을 사용할 경우 제조된 슬러리를 도포하여 복합 자성 시트를 제조하면 미립 분말이 뭉쳐서 분산이 잘 되지 않거나, 분산되지 않은 미립 분말이 복합 자성 시트 표면에 돌기로 발생되어 제품으로 사용이 어려워지는 경우가 있다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법을 나타낸다.
미립 분말, 자성 분말, 바인더 및 용매를 준비하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말을 건식 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 미립 분말과 자성 분말의 혼합물에 소량의 상기 용매를 첨가하여 웨팅(wetting)시키는 단계, 상기 용매가 웨팅된 혼합물에 상기 바인더를 바인더의 총 중량 대비 20 wt% 내지 40 wt% 첨가하고 교반하여 상기 용매가 웨팅된 혼합물을 1차 분산시키는 단계, 상기 1차 분산된 혼합물에 상기 바인더의 총 중량 대비 60 wt% 내지 80 wt% 인 상기 바인더의 나머지를 첨가하고 교반하여 상기 혼합물을 2차 분산시키는 단계, 상기 2차 분산된 혼합물에 상기 용매를 추가하여 슬러리를 제조하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 미립 분말은 난연제로 삼산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(ZnO), 붕산아연(Zinc Borate), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 가능할 것이다.
이 외에도 상기 미립 분말은 전자파 흡수 기능 외에 다른 기능을 부여하기 위하여 미립분말을 이용해야 하는 경우 첨가제, 가교제 등의 다양한 미립 분말을 포함하는 것이 가능할 것이나, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 자성 분말은 철(Fe), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 망간(Mn) 중의 적어도 어느 하나 또는 두 가지 이상 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 바인더는 페놀 수지, 유리아 수지, 멜라민 수지, 테프론, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 난연폴리에틸렌, 난연폴리프로필렌, 난연폴리스티렌, 폴리페닐린설파이드, 난연PET, 난연PBT, 난연폴리올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌디메틸, 아크릴 수지, 아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리우레탄 수지, 니트릴-부타디엔계 고무 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 가능할 것이다.
또한, 용매는 톨루엔, 사이클로헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 세룰솔브아세테이트, 염화메틸렌, 메틸에틸케톤, 디클로로메탄, 크실렌, 스타이렌 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 가능할 것이나 이에 한정되는 것은 아니고, 고무의 용매로 사용되는 물질이 폭넓게 사용될 수 있을 것이다.
상기 미립 분말과 자성 분말의 혼합물에 소량의 상기 용매를 첨가하여 코팅하는 단계에서, 상기 용매는 상기 슬러리의 총 중량 대비 3 wt% 내지 15 wt% 첨가하는 것이 바람직할 것이며, 가장 바람직한 것은 3 wt% 내지 10 wt% 첨가하는 것이다.
본원 발명에 의해 제조된 상기 슬러리 내의 미립 분말의 분산도는 입도계(grind gauge) 기준으로 50㎛ 이하인 것이 바람직할 것이다.
본원 발명의 제조 과정의 주요 과정은 미립 분말과 자성 분말을 먼저 건식 믹싱한 후 용매를 넣어 믹싱하여 분말에 용매를 웨팅되도록 한 이후 미립분말이 다시 뭉치지 않도록 분말의 표면적을 덮을 정도의 수지양을 넣어 믹싱한 후, 남은 양의 수지를 넣어 자성 분말과 바인더의 함량을 맞추어 주는 것이다.
본원 발명에 의해 제조된 시트의 분말 분산정도는 입도계(grind gauge)를 이용하여 평가하였다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 복합 자성 시트의 제조 방법을 나타낸다.
본원 발명의 제조 방법에 의해 슬러리를 준비하는 단계, 상기 슬러리를 시트 형상으로 만드는 단계, 상기 시트 형상의 슬러리를 열압착하여 복합 자성 시트를 완성하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 슬러리를 시트 형상으로 만드는 단계에서 테이프 캐스팅 공정, 스프레이 코팅 공정, 스크린 인쇄 공정, 디핑 공정 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 시트 형상을 만드는 것이 가능할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 시트 형상의 슬러리를 열압착하여 복합 자성 시트를 완성하는 단계에서 프레스, 다단 핫프레스, 오토클레이브 공정, 라미네이팅 공정 중에 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 복합 자성 시트를 완성하는 것이 가능할 것이나 이것 또한 여기에 한정된 것은 아니다.
도 5의 본원 발명의 실시 예에 의한 복합 자성 시트의 단면도에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본원 발명의 제조 방법에 의해 제조된 슬러리를 포함하는 복합 자성 시트의 단면을 살펴보면, 미립 분말(120)과 자성 분말(110)이 바인더(130)에 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 특히 종래의 방법에 의해 제조된 복합 자성 시트와 비교하여 상기 미립 분말(120)의 분산도가 개선되었음을 알 수 있다.
이는 도 4의 종래의 복합 자성 시트의 단면도에서 확인할 수 있는 바와 같이 종래의 슬러리 제조 방법은 상기 미립 분말(220)을 바인더(230)에 혼합하기 때문에 상기 미립 분말(220)이 바인더(230) 상에 상기 미립 분말(220)이 분산되지 못하고 뭉쳐 돌기로 형성되는 경우가 있다.
이러한 문제점을 개선하여 본원 발명에 의해 제조된 슬러리를 이용한 복합 자성 시트는 투자율은 30 μ 내지 250 μ인 것이 가능할 것이다.
본원 발명에 의한 복합 자성 시트를 포함하는 좌표계 위치 인식 장치인 디지타이저(Digitizer)는 전자 필기구, 상기 전자 필기구의 끝단의 위치를 좌표계의 한 지점으로 인식하는 시트 형상의 위치 검출부, 본원 발명의 복합 자성 시트, 상기 위치 검출부의 위치 신호를 받아들여, 이를 연산하여 일정 정보 값으로 변환하는 연산제어부를 포함하여 이루어지는 것이 가능할 것이다.
상기 디지타이저 이외에도 복합 자성 시트를 이용하여 제조될 수 있는 전자 기기, 예를 들어 휴대폰, 테블릿 등을 포함하며, 핸드폰의 경우 윈도우(Window)에 사용하는 것이 가능할 것이다.
본원 발명에 의해 제조된 시트의 분말 분산정도는 입도계(grind gauge)를 이용하여 평가하였다.
입도계(grind gauge)에 슬러리를 소량 올려놓고 Bar로 긁어 30㎛이하에서 스크레치가 발생되면 30㎛ 두께를 갖는 흡수체의 제조가 가능한 것으로 판단한다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100: 본원 발명의 복합 자성 시트
110: 본원 발명의 자성 분말
120: 본원 발명의 미립 분말
130: 본원 발명의 바인더
200: 종래의 복합 자성 시트
210: 종래의 자성 분말
220: 종래의 미립 분말
230: 종래의 바인더

Claims (11)

  1. 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법에 있어서,
    (i) 미립 분말, 자성 분말, 바인더 및 용매를 준비하는 단계;
    (ii) 상기 미립 분말과 자성 분말을 건식 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    (iii) 상기 미립 분말과 자성 분말의 혼합물에 소량의 상기 용매를 첨가하여 웨팅(wetting)시키는 단계;
    (iv) 상기 용매가 웨팅(wetting)된 혼합물에 상기 바인더를 바인더의 총 중량 대비 20 wt% 내지 40 wt% 첨가하고 교반하여 상기 용매가 웨팅(wetting)된 혼합물을 1차 분산시키는 단계;
    (v) 상기 1차 분산된 혼합물에 상기 바인더의 총 중량 대비 60 wt% 내지 80 wt% 인 상기 바인더의 나머지를 첨가하고 교반하여 상기 혼합물을 2차 분산시키는 단계; 및
    (vi) 상기 2차 분산된 혼합물에 상기 용매를 추가하여 슬러리를 제조하는 단계
    를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (i) 단계에서,
    상기 미립 분말은 난연제로 삼산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(ZnO), 붕산아연(Zinc Borate), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (i) 단계에서,
    상기 자성 분말은 철(Fe), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 망간(Mn) 중 적어도 어느 하나 또는 두 가지 이상 포함하는 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (i) 단계에서,
    상기 바인더는
    페놀 수지, 유리아 수지, 멜라민 수지, 테프론, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 난연폴리에틸렌, 난연폴리프로필렌, 난연폴리스티렌, 폴리페닐린설파이드, 난연PET, 난연PBT, 난연폴리올레핀, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌디메틸, 아크릴 수지, 아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리우레탄 수지, 니트릴-부타디엔계 고무 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는
    것을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (i) 단계에서,
    상기 용매는 톨루엔, 사이클로헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 세룰솔브아세테이트, 염화메틸렌, 메틸에틸케톤, 디클로로메탄, 크실렌, 스타이렌 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 (iii) 단계에서,
    상기 용매는 상기 슬러리의 총 중량 대비 3 wt% 내지 15 wt% 첨가하는 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리 제조 방법.
  7. 슬러리에 있어서,
    상기 청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 방법으로 제조되고
    상기 슬러리 내의 미립 분말의 분산도는 입도계(grind gauge) 기준으로 50㎛ 이하 인 것
    을 특징으로 하는 미립 분말을 포함하는 슬러리.
  8. 복합 자성 시트의 제조 방법에 있어서,
    (a) 청구항 7의 미립 분말을 포함하는 슬러리를 준비하는 단계;
    (b) 상기 슬러리를 시트 형상으로 만드는 단계;
    (c) 상기 시트 형상의 슬러리를 열압착하여 복합 자성 시트를 완성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 자성 시트 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    테이프 캐스팅 공정, 스프레이 코팅 공정, 스크린 인쇄 공정, 디핑 공정 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 시트 형상을 만드는 것
    을 특징으로 하는 복합 자성 시트 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    프레스, 다단 핫프레스, 오토클레이브 공정, 라미네이팅 공정 중에 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 복합 자성 시트를 완성하는 것
    을 특징으로 하는 복합 자성 시트 제조 방법.
  11. 복합 자성 시트에 있어서,
    상기 청구항 8의 방법으로 제조되고
    상기 복합 자성 시트 내의 투자율은 30 μ 내지 250 μ 인 것
    을 특징으로 하는 복합 자성 시트.
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