KR101766724B1 - 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

플레이크 처리된 자성 리본을 내열성이 우수한 열경화성 접착제를 이용하여 부착하는 것에 의해 우수한 내열성 확보가 가능하면서도 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트는 곡면에 사용되어도 와전류의 손실이 증가하는 것을 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트로서, 적어도 하나 이상이 수직적으로 적층되어 자기장 차폐 기능을 가지며, 플레이크 처리에 의해 상호 분리된 복수의 플레이크를 구비하는 자성 리본; 상기 자성 리본의 상면에 부착된 제1 열경화성 접착층; 및 상기 자성 리본의 하면에 부착된 제2 열경화성 접착층;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각은 열경화성 접착제로 이루어지며, 상기 열경화성 접착제의 일부가 상기 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간으로 침투되어 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법{MAGNETIC FIELD SHIELDING SHEET FOR WIRELESS CHARGING AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플레이크 처리된 자성 리본을 내열성이 우수한 열경화성 접착제를 이용하여 부착하는 것에 의해 우수한 내열성 확보가 가능하면서도 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무선충전은 교류전류에 의해 유도된 자기장이 무선충전모듈 내부에 삽입된 코일에 유도기전력을 발생시켜, 이를 다시 2차 전지에 충전하는 시스템을 갖는다. 전자기 유도방식의 무선충전은 전력을 송전해 주는 송전코일과 송전코일에서 발생된 자기장을 받는 수전코일로 이루어져 있다.
이때, 수전코일에 금속성질의 물체, 예컨대 배터리가 근접하게 되면 수전코일에서 발생되는 자기장에 의해 금속 내부에서 와전류가 발생하게 되고 이로 인해 금속물체에서의 발열 및 자기장의 손실로 인한 효율 감소가 일어난다. 이러한 금속물체에서의 와전류 손실(eddy current loss)을 방지하기 위해 수전코일과 금속물체 사이에 자성을 가지는 무선충전용 차폐 시트를 삽입하고 있다. 이때, 무선충전용 차폐 시트는 고포화 자속밀도와 사용되는 주파수 대역에서의 저손실 특성을 요구하고 있다.
이때, 비정질 리본을 무선충전용 차폐시트로 사용하기 위해서는 플레이크화 하는 과정이 필요하다. 이와 같이, 플레이크 처리된 비정질 리본에 대한 와전류 손실을 감소시키기 위해, 플레이크 처리에 의해 복수의 플레이크로 분할된 비정질 리본을 절연시키는 과정을 필요로 한다.
종래에는 플레이크 처리된 비정질 리본을 절연시키기 위해 양면테이프를 이용하여 접착을 한 후 양면테이프의 접착층을 플레이크 처리된 비정질 리본 사이 사이에 밀어 넣어 무선충전용 차폐시트로 제조하였다. 이와 같이 제조된 무선충전용 차폐시트는 평면의 코일에 적용할 시에는 문제가 없으나, 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에는 차폐 성능이 떨어지는 경우가 종종 발생되고 있다. 다시 말해, 플레이크 처리된 비정질 리본의 사이 사이의 틈새를 양면테이프의 접착층을 밀어 넣어 절연층을 형성하여 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 무선충전용 자기장 차폐시트로 적용하고 있다.
그러나, 이러한 방식은 일반적인 무선충전용 안테나 코일에는 적용이 가능하지만, 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에 적용을 하면 차폐 성능이 저하되어 충전 효율에 나쁜 영향을 미친다. 또한, 플레이크 처리된 비정질 리본을 접착하기 위해 사용되는 양면테이프의 경우 내열성이 낮아 대략 100℃ 이상의 고온에서 작동되는 무선충전 소재에 적용시에는 문제가 발생될 수 있으므로, 고온에서의 적용이 불가능하다는 제약이 따른다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0134444호(2014.11.24. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 자성시트 및 이를 이용한 비접촉식 충전 시스템이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 우수한 내열성 확보가 가능하면서도 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트는 곡면에 사용되어도 와전류의 손실이 증가하는 것을 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트로서, 적어도 하나 이상이 수직적으로 적층되어 자기장 차폐 기능을 가지며, 플레이크 처리에 의해 상호 분리된 복수의 플레이크를 구비하는 자성 리본; 상기 자성 리본의 상면에 부착된 제1 열경화성 접착층; 및 상기 자성 리본의 하면에 부착된 제2 열경화성 접착층;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각은 열경화성 접착제로 이루어지며, 상기 열경화성 접착제의 일부가 상기 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간으로 침투되어 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법은 (a) 자성 리본의 상면 및 하면에 제1 및 제2 열경화성 접착층을 각각 가접하는 단계; (b) 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층에 의해 가접된 자성 리본을 플레이크 처리하여 복수의 플레이크로 분리시키는 단계; 및 (c) 상기 복수의 플레이크로 분리된 자성 리본과 제1 및 제2 열경화성 접착층을 핫 프레스 방식으로 절연처리 및 경화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법은 양면테이프의 접착층을 복수의 플레이크 사이 사이로 강제적으로 밀어 넣는 것이 아니라, 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 반경화 상태의 열경화성 접착제를 각각 이용한 핫 프레스 방식에 의해 열경화성 접착제의 일부가 플레이크 처리된 자성 리본의 사이 사이로 침투되도록 하여 복수의 플레이크를 절연시키기 때문에 플레이크 처리된 자성 리본이 휘어지거나 꺽이더라도 유동이 없기 때문에 절연성에 변화가 없을 뿐만 아니라, 열경화성 접착제의 경우 양면테이프에 비하여 내열성이 좋아 200℃ 이상의 고온에서도 사용하는 것이 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법은 복수의 플레이크를 갖는 자성 리본의 양면을 열경화성 접착제로 이루어진 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 접착되어 있어 우수한 내열성 확보가 가능할 뿐만 아니라, 곡면에 적용시에도 절연성이 낮아지지 않아 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 6은 플레이크 처리 장치를 나타낸 도면.
도 7은 교류저항 측정 과정을 설명하기 위한 사진.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는 곡면에 사용되어도 와전류의 손실이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는 자성 리본(120), 제1 열경화성 접착층(140) 및 제2 열경화성 접착층(160)을 포함한다.
자성 리본(120)은 자기장 차폐 기능을 가지며, 플레이크 처리에 의해 상호 분리된 복수의 플레이크(122)를 구비한다. 자성 리본(120)은 플레이크 처리에 의해 복수의 플레이크(122)로 분리되는 것에 의해, 복수의 플레이크(122)들 사이마다 절개부(124)가 위치하게 된다.
이때, 자성 리본(120)은 적어도 하나 이상이 수직적으로 적층되는 구조를 가질 수 있으며, 도 1에서는 단층 구조의 자성 리본(120)이 적용된 예를 나타내었다.
이러한 자성 리본(120)은 연자성의 비정질 합금으로 이루어진 것이 사용될 수 있다. 이때, 비정질 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 자성 합금으로는 Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe가 70 ~ 90 원자%, Si 및 B의 합이 10 ~ 30 원자%인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만, Fe 원소의 함유량이 과다할 경우에는 비정질을 형성하기 어려우므로 Fe의 함량이 70 ~ 90 원자%인 것이 바람직하다. 또한, Si 및 B의 합이 10 ~ 30 원자%의 범위일 때 함금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소가 더 첨가될 수도 있다.
제1 열경화성 접착층(140)은 자성 리본(120)의 상면에 부착되고, 제2 열경화성 접착층(160)은 자성 리본(120)의 하면에 부착된다. 이러한 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160)은 각각 상온에서 반경화 상태로 존재하는 열경화성 접착제로 이루어진다.
이때, 열경화성 접착제는 반경화 상태이므로 상온에서의 취급이 용이할 뿐만 아니라, 온도가 증가하면서 유동이 생겨 대략 100℃ 부근의 온도부터 플레이크 처리된 자성 리본(120)의 사이 사이로 흘러 들어가 분리된 복수의 플레이크(122)를 감싸 절연시킬 수 있게 되고, 복수의 플레이크(122)를 모두 절연시킨 후에는 대략 140 ~ 160℃의 온도에서 완전 경화가 되어 복수의 플레이크(122) 사이 사이로 흘러 들어간 열경화성 접착제의 유동성이 없어진다. 이에 따라, 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160) 각각은 열경화성 접착제의 일부가 복수의 플레이크(122) 사이의 이격된 사이 공간으로 침투되어 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160) 상호 간이 일체로 연결될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 열경화성 접착제가 유동할 수 있는 140 ~ 160℃의 온도에서 핫 프레스 방식의 열 경화에 의해, 열경화성 접착제가 경화되기 때문에 자성 리본(120)이 굴곡지거나 휨이 발생되어도 특성이 변하지 않는 안정성을 확보할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는 양면테이프의 접착층을 복수의 플레이크 사이 사이로 강제적으로 밀어 넣는 것이 아니라, 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160)으로 반경화 상태의 열경화성 접착제를 각각 이용한 핫 프레스 방식에 의해 열경화성 접착제의 일부가 플레이크 처리된 자성 리본(120)의 사이 사이로 침투되도록 하여 복수의 플레이크(122)를 절연시키기 때문에 플레이크 처리된 자성 리본(120)이 휘어지거나 꺽이더라도 유동이 없기 때문에 절연성에 변화가 없을 뿐만 아니라, 열경화성 접착제의 경우 양면테이프에 비하여 내열성이 좋아 200℃ 이상의 고온에서도 사용하는 것이 가능해질 수 있다.
이러한 열경화성 접착제는 열경화성 수지 및 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 열경화성 수지는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지 및 페놀 수지 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 수지, 비스페놀 S형 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀노보락형 에폭시 수지, 크레졸노보락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노보락형 에폭시 수지 등의 노보락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하며, 이들 중 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 노보락형 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
경화제는 내열성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 경화제로는 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 3불화 붕소아민 착염, 페놀 수지 등이 이용될 수 있다. 이때, 폴리아민계 경화제로는 디에틸렌트리아민, 테트라에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 지방족 아민계 경화제; 이소포론디아민 등의 지환식 아민계 경화제; 디아미노디페닐메탄, 페닐렌디아민 등의 방향족 아민계 경화제; 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 산 무수물계 경화제로는, 예를 들면 프탈산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물 등을 들 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 변형예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는 복수의 자성 리본(120), 제1 열경화성 접착층(140) 및 제2 열경화성 접착층(160)을 포함할 수 있다.
본 발명의 변형예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는 복수의 자성 리본(120)이 수직적으로 적층된 구조를 갖는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(도 1의 100)와 실질적으로 동일한바, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
자성 리본(120)은 적어도 둘 이상이 수직적으로 차례로 적층될 수 있다. 이때, 도 3에서는 자성 리본(120) 3개가 수직적으로 적층된 것을 일 예로 나타내었다. 이와 같이, 자성 리본(120)을 복수개 적층하여 사용할 경우, 품질계수와 전력전송 효율을 높일 수 있게 된다.
본 발명의 변형예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트(100)는, 실시예와 마찬가지로, 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160)으로 반경화 상태의 열경화성 접착제가 이용된다.
이때, 열경화성 접착제는 반경화 상태이므로 상온에서의 취급이 용이할 뿐만 아니라, 온도가 증가하면서 유동이 생겨 대략 100℃ 부근의 온도부터 플레이크 처리된 자성 리본(120)의 사이와 더불어 복수의 자성 리본(120)들의 층간 계면 사이로 흘러 들어가 분리된 복수의 플레이크(122)와 자성 리본(120)들 간의 층간 계면을 감싸 절연시킬 수 있게 되고, 복수의 플레이크(122) 및 자성 리본(120)들 간의 층간 계면을 모두 절연시킨 후에는 대략 140 ~ 160℃의 온도에서 완전 경화가 되어 복수의 플레이크(122) 사이와 자성 리본(120)들 간의 층간 계면으로 흘러 들어간 열경화성 접착제의 유동성이 없어진다. 이에 따라, 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160) 각각은 열경화성 접착제의 일부가 복수의 플레이크(122) 사이의 이격된 사이 공간과 더불어, 수직적으로 적층된 자성 리본(120)들 사이의 층간 계면으로 침투되어 제1 및 제2 열경화성 접착층(140, 160) 상호 간이 일체로 연결될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트는 양면테이프의 접착층을 복수의 플레이크 사이 사이로 강제적으로 밀어 넣는 것이 아니라, 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 반경화 상태의 열경화성 접착제를 각각 이용한 핫 프레스 방식에 의해 열경화성 접착제의 일부가 플레이크 처리된 자성 리본의 사이 사이로 침투되도록 하여 복수의 플레이크를 절연시키기 때문에 플레이크 처리된 자성 리본이 휘어지거나 꺽이더라도 유동이 없기 때문에 절연성에 변화가 없을 뿐만 아니라, 열경화성 접착제의 경우 양면테이프에 비하여 내열성이 좋아 200℃ 이상의 고온에서도 사용하는 것이 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트는 복수의 플레이크를 갖는 자성 리본의 양면을 열경화성 접착제로 이루어진 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 접착되어 있어 우수한 내열성 확보가 가능할 뿐만 아니라, 곡면에 적용시에도 절연성이 낮아지지 않아 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 6은 플레이크 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법은 가접 단계(S110), 플레이크 처리 단계(S120) 및 절연처리 및 경화 단계(S130)를 포함한다.
가접
가접 단계(S110)에서는 자성 리본의 상면 및 하면에 제1 및 제2 열경화성 접착층을 각각 가접한다.
이때, 자성 리본이 연자성의 비정질 합금으로 이루어진 것이 사용될 수 있다. 특히, 자성 리본은 Fe-Si-B 합금으로 이루어진 30㎛ 이하의 극박형 비정질 리본을 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)에 의해 제조될 수 있으며, 원하는 투자율을 얻을 수 있도록 적층된 비정질 리본을 300 ~ 600℃에서 30 ~ 180분 동안 무자장 열처리를 실시한 것이 이용될 수 있다.
이때, 열처리 온도가 300℃ 미만일 경우에는 원하는 투자율 보다 높은 투자율을 나타내며 열처리 시간이 길게 소요되는 문제가 있고, 600℃를 초과하는 경우는 과열처리에 의해 투자율이 현저하게 낮아져서 원하는 투자율을 나타내지 못하는 문제가 있다. 열처리 온도가 낮으면 처리시간이 길게 소요되고, 반대로 열처리 온도가 높으면 처리시간은 단축된다. 따라서, 열처리 시간은 30 ~ 180분 동안 실시하는 것이 바람직하다.
가접은 60 ~ 100℃ 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 가접 단계(S110)에서는 자성 리본의 상면 및 하면에 제1 및 제2 열경화성 접착층을 각각 가접착시킨 후, 60 ~ 100℃로 유지되는 핫 롤을 통과시키는 것에 의해 제1 및 제2 열경화성 접착층이 자성 리본의 상면 및 하면에 가접착될 수 있다.
이때, 제1 열경화성 접착층은 자성 리본의 상면에 부착되고, 제2 열경화성 접착층은 자성 리본의 하면에 부착된다. 이러한 제1 및 제2 열경화성 접착층은 각각 상온에서 반경화 상태로 존재하는 열경화성 접착제로 이루어진다.
이러한 열경화성 접착제는 열경화성 수지 및 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 열경화성 수지는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지 및 페놀 수지 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 수지, 비스페놀 S형 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀노보락형 에폭시 수지, 크레졸노보락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노보락형 에폭시 수지 등의 노보락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하며, 이들 중 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 노보락형 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
열결화성 수지에 적용되는 경화제는 내열성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 경화제로는 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 3불화 붕소아민 착염, 페놀 수지 등이 이용될 수 있다. 이때, 폴리아민계 경화제로는 디에틸렌트리아민, 테트라에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 지방족 아민계 경화제; 이소포론디아민 등의 지환식 아민계 경화제; 디아미노디페닐메탄, 페닐렌디아민 등의 방향족 아민계 경화제; 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 산 무수물계 경화제로는, 예를 들면 프탈산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물 등을 들 수 있다.
플레이크 처리
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이크 처리 단계(S120)에서는 제1 및 제2 열경화성 접착층에 의해 가접된 자성 리본을 플레이크 처리하여 복수의 플레이크로 분리시킨다.
이러한 플레이트 처리는, 도 6에 도시된 플레이트 처리 장치(200)를 통과시켜 자성 리본을 다수의 플레이크로 분리시키게 된다. 이때, 다수의 플레이크는 제1 및 제2 열경화성 접착층에 부착되어 있는 상태로 일정한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 이러한 자성 리본은 열처리에 의해 취성이 강하게 되어 플레이크 처리시 쉽게 복수의 플레이크로 분리될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플레이크 처리 장치(200)는 플레이크 처리 몸체(210)와, 플레이크 처리 몸체(210) 상에 설치되는 레일(220)과, 레일(220) 상에 안착되어 수평 왕복 운동하며, 플레이크 처리 대상물(P)을 탑재한 트레이(240)와, 트레이(240) 상에 탑재된 플레이크 처리 대상물(P)을 플레이크 처리하기 위한 복수의 요철(255)이 형성된 금속롤러(250)와, 금속롤러(250)를 지지하기 위한 롤러 지지대(230)를 포함할 수 있다. 이때, 플레이크 처리 대상물(P)은 자성 리본과, 자성 리본의 상면 및 하면에 각각 가접착된 제1 및 제2 열경화성 접착층일 수 있다.
이와 같이, 레일(220) 상에서 플레이크 처리 대상물(P)이 탑재된 트레이(240)를 수평 방향으로 이송하면서 복수의 요철(255)이 형성된 금속롤러(250)로 압하하는 것에 의해 복수의 플레이크로 분리시킬 수 있게 된다.
이러한 플레이크 처리에 의해 자성 리본이 복수의 플레이크로 분리되며, 복수의 플레이크들 사이마다 절개부가 위치하게 된다.
절연처리 및 경화
절연처리 및 경화 단계(S130)에서는 복수의 플레이크로 분리된 자성 리본과 제1 및 제2 열경화성 접착층을 핫 프레스 방식으로 경화한다. 보다 구체적으로 설명하면, 절연처리 및 경화 단계(S130)에서는 분리된 복수의 플레이크 사이로 제1 및 제2 열경화성 접착층이 침투되도록 핫 프레스하여 복수의 플레이크를 절연시킨 후, 제1 및 제2 열경화성 접착층을 경화시킨다.
이때, 핫 프레스 경화는 140 ~ 160℃에서 30 ~ 180분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 핫 프레스 경화시 압력은 10 ~ 30Kg/㎠ 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 압력이 10kg/㎠ 미만일 경우에는 열경화성 접착제의 일부가 복수의 플레이크에 의해 분리된 절개부 내로 흘러 들어가지 못할 우려가 있다. 반대로, 압력이 30Kg/㎠를 초과할 경우에는 과도한 압력으로 인해 절개부 사이가 벌어지게 되어 절개부의 폭이 넓어지는데 기인하여 차폐 성능이 저하되는 문제가 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각이 반경화 상태의 열경화성 접착제가 사용되기 때문에 핫 프레스 과정시 온도가 증가하면서 유동이 생겨 대략 100℃ 부근의 온도부터 플레이크 처리된 자성 리본의 사이 사이로 흘러 들어가 분리된 복수의 플레이크를 감싸 절연시킬 수 있게 되고, 복수의 플레이크를 모두 절연시킨 후에는 140 ~ 160℃의 온도에서 완전 경화가 되어 복수의 플레이크 사이 사이로 흘러 들어간 열경화성 접착제의 유동성이 없어지게 된다. 이에 따라, 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각은 열경화성 접착제의 일부가 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간으로 침투되어 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 열경화성 접착제가 유동할 수 있는 140 ~ 160℃의 온도에서 핫 프레스 방식의 열 경화에 의해, 열경화성 접착제가 경화되기 때문에 자성 리본이 굴곡지거나 휨이 발생되어도 특성이 변하지 않는 안정성을 확보할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법은 양면테이프의 접착층을 복수의 플레이크 사이 사이로 강제적으로 밀어 넣는 것이 아니라, 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 반경화 상태의 열경화성 접착제를 각각 이용한 핫 프레스 방식에 의해 열경화성 접착제의 일부가 플레이크 처리된 자성 리본의 사이 사이로 침투되도록 하여 복수의 플레이크를 절연시키기 때문에 플레이크 처리된 자성 리본이 휘어지거나 꺽이더라도 유동이 없기 때문에 절연성에 변화가 없을 뿐만 아니라, 열경화성 접착제의 경우 양면테이프에 비하여 내열성이 좋아 200℃ 이상의 고온에서도 사용하는 것이 가능해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법은 복수의 플레이크를 갖는 자성 리본의 양면을 열경화성 접착제로 이루어진 제1 및 제2 열경화성 접착층으로 접착되어 있어 우수한 내열성 확보가 가능할 뿐만 아니라, 곡면에 적용시에도 절연성이 낮아지지 않아 안테나 코일이 곡면이거나 휘어짐이 있는 경우에도 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 물성 평가
표 1은 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 무선충전용 자기장 차폐시트에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이고, 도 7은 교류저항 측정 과정을 설명하기 위한 사진이다.
이때, 실시예 1은 자성 리본의 양면에 열경화성 접착제를 적용한 무선충전용 자기장 차폐시트이고, 비교예 1은 자성 리본의 양면에 양면테이프를 적용한 무선충전용 자기장 차폐시트이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 무선충전용 자기장 차폐시트가 곡면 형태로 휘어졌을 경우 안테나 코일에 미치는 영향을 알아보기 위해, 무선충전용 자기장 차폐시트를 곡면 형태로 절곡시키기 전과 후의 교류저항 값을 각각 측정하였다.
즉, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 무선충전용 자기장 차폐시트를 LCR 미터 및 안테나 코일과 연결한 후, LCR 미터의 셋팅 값을 100kHz의 교류전류로 설정한 후, 곡면 형태로 절곡시키기 전 상태의 교류저항 값과, 곡면 형태로 절곡시킨 후의 교류저항 값을 각각 3회 측정하여 나타내었다.
[표 1]
Figure 112015105159618-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 양면테이프를 사용한 비교예 1의 경우에는 곡면 형태로 절곡시키기 전과 후에 측정된 교류저항(Rs) 값의 변화가 큰 것을 확인할 수 있다.
반면, 열경화성 접착제를 사용한 실시예 1의 경우에는 곡면 형태로 절곡시키기 전과 후에 측정된 교류저항(Rs) 값의 변화량에 큰 변동이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
위의 실험 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 제조된 무선충전용 자기장 차폐시트의 경우, 곡면 형태에 적용하더라도 절연성이 낮아지지 않아 와전류의 발생에 의한 차폐 성능의 저하를 방지하여 충전 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 무선충전용 자기장 차폐시트
120 : 자성 리본
122 : 플레이크
124 : 절개부
140 : 제1 열경화성 접착층
160 : 제2 열경화성 접착층
S110 : 가접 단계
S120 : 플레이크 처리 단계
S130 : 절연처리 및 경화 단계

Claims (9)

  1. 곡면에 사용되어도 와전류의 손실이 증가하는 것을 방지할 수 있는 무선충전용 자기장 차폐시트로서,
    적어도 하나 이상이 수직적으로 적층되어 자기장 차폐 기능을 가지며, 플레이크 처리에 의해 상호 분리된 복수의 플레이크를 구비하는 자성 리본;
    상기 자성 리본의 상면에 부착된 제1 열경화성 접착층; 및
    상기 자성 리본의 하면에 부착된 제2 열경화성 접착층;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각은 열경화성 접착제로 이루어지며, 상기 열경화성 접착제의 일부가 상기 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간으로 침투되어 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결되되,
    상기 열경화성 접착제의 일부는 상기 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간과 더불어, 수직적으로 적층된 상기 자성 리본들 사이의 계면으로 침투되어 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결되어, 상기 복수의 플레이크와 자성 리본들 간의 층간 계면을 감싸 절연시키는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 접착제는
    열경화성 수지 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는
    에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지 및 페놀 수지 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트.
  4. 삭제
  5. (a) 자성 리본의 상면 및 하면에 제1 및 제2 열경화성 접착층을 각각 가접하는 단계;
    (b) 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층에 의해 가접된 자성 리본을 플레이크 처리하여 복수의 플레이크로 분리시키는 단계; 및
    (c) 상기 복수의 플레이크로 분리된 자성 리본과 제1 및 제2 열경화성 접착층을 핫 프레스 방식으로 절연처리 및 경화하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 각각은 열경화성 접착제로 이루어지며, 상기 핫 프레스 경화에 의해, 상기 열경화성 접착제의 일부가 상기 복수의 플레이크 사이의 이격된 사이 공간과 더불어, 수직적으로 적층된 상기 자성 리본들 사이의 계면으로 침투되어 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층 상호 간이 일체로 연결되어, 상기 복수의 플레이크와 자성 리본들 간의 층간 계면을 감싸 절연시키는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 가접은
    60 ~ 100℃ 조건으로 실시하는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 분리된 복수의 플레이크 사이로 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층이 침투되도록 핫 프레스하여 상기 복수의 플레이크를 절연시킨 후, 상기 제1 및 제2 열경화성 접착층을 경화시키는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 핫 프레스 경화는
    140 ~ 160℃ 에서 30 ~ 180분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 무선충전용 자기장 차폐시트 제조 방법.
  9. 삭제
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