KR101936648B1 - 전자파 흡수시트의 제조 방법 - Google Patents

전자파 흡수시트의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

자성 분말; 바인더 수지; 및 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하는 전자파 흡수 시트용 조성물을 이형 필름 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계; 상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트 및 하부 연속 벨트에 각각 보호필름 및 해당 예비 전자파 흡수 시트와 이형 필름의 적층체를 송입하고, 해당 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 면 프레스 압착 장치를 갖는 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 통하여 해당 기 보호 필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 이형 필름을 열압착하여, 해당 이형 필름 및 보호 필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계;를 포함하는 전자파 흡수 시트의 제조 방법이 제공된다.

Description

전자파 흡수시트의 제조 방법{METHODS OF MANUFACTURING SHEETS FOR ELECTOMAGNETIC WAVES ABSORBTION}
본 발명은 전자파 흡수 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속 생산이 가능하면서도, 얇은 두께 및 고투자율을 갖는 전자파 흡수 시트를 제조할 수 있는 전자파 흡수 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자 기기 및 부품의 소량화 및 사물 인터넷 시대의 도래에 따라 이들에 장착되는 회로의 집적도가 증대되고 있다. 이로 인해 전자기기들로부터 전자파 간섭(Electromagnetic interference, EMI) 노이즈의 발생이 증가하여 전자기기들의 오작동 및 품질저하 등의 문제가 보고되고 있다. 또한, 전자파 방출로 인해 전자기기들을 사용하는 인체에 악영향을 미치고 있다. 이에 따라, 전자파를 효과적으로 흡수할 수 있는 특성을 구현할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
이에 따라, 전자파 차폐재를 사용하여 전자파 간섭을 방지하는 기술 또는 전자파 방출을 목적으로 하는 회피 회로를 설계하는 기술이 개발되고 있으나, 전자파 차폐재를 사용하는 경우 전자파 반사로 인해 전자파를 완벽하게 차폐하기 어려우며, 회피 회로 설계는 복잡한 회로 구조에는 적용이 어렵다는 문제점이 존재한다.
이에 따라, 전자파를 흡수하는 전자파 흡수체에 대한 관심이 급증하고 있다. 한편, 고투자율의 전자파 흡수체를 얻기 위해서는 밀도의 향상이 필수적이며, 주로 프레스 기기에서 높은 압력을 인가하여 압착성형을 진행하여, 압착성형에 의한 가교반응을 진행하여 밀도와 투자율의 저하를 방지할 수 있다. 하지만, 이 과정이 부족할 경우 압력이 제거된 후에 소재의 탄성회복에 의해 두께가 증가하게 되는 스프링백 현상이 발생될 수 있다.
예를 들어 상기 압착 성형의 일 방법으로서, 자성소재를 고분자 수지에 혼합한 조성물을 고압의 평판 롤 프레스 압착 장치를 통해 압착시켜 전자파 흡수 시트를 제조하는 방법이 존재한다.
구체적으로, 도 1은 일반적인 전자파 흡수 시트의 적층체를 나타내며, 도 2는 통상적인 면 프레스 압착 장치를 나타낸다. 또한, 도 3은 통상적인 면 프레스 압착 장치를 사용하였을 때의 전자파 흡수 시트의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 살펴보면, 먼저 자성 소재 및 바인더 수지를 포함하는 조성물을 혼합하고 분산한다. 이후, 이들을 이형 필름(2) 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트(4)를 제조한 뒤(S10), 예비 전자파 흡수 시트(4) 상에 보호 필름(8)을 적층한 후, 상기 적층체를 도 2에 기재된 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 평판 프레스 압착 장치의 크기에 맞추어 종재단 및 횡재단한다(S20). 이후, 상기 평판 프레스 압착 장치를 통해 압력을 가하여 압착한 후, 전자파 흡수 시트를 제조한다(S30). 이후 추가적으로 합지 공정 및 종 재단 공정을 더 수행하여 전자파 흡수시트를 포함하는 완제품을 제조할 수 있다.
하지만, 도 2에 도시된 바와 같이 10~1000kgf/cm2 범위의 유압 진공 평판 프레스 압착 장치를 사용하여 전자파 흡수시트를 제조 하는 경우, 상기 평판 프레스 압착 장치는 롤형태의 압착이 불가하고, 평재단된 시트를 압착하여야 하므로, 압착공정 후 전자파 흡수 시트를 이용한 후공정인 필름합지 공정, 재단 및 타발 공정 시의 생산성을 크게 저하시키는 문제점이 존재한다.
한편, 이를 보완하기 위해 도 4에 도시된 바와 같은 롤투롤 압착 장치를 이용한 압착 공정을 통해 전자파 흡수 시트를 제조하게 되었으며, 상기와 같은 공정에는 롤프레스 캘린더 형성 방식, 고장력 후 열처리 방식, 롤프레스 내장형 더블프레스 압착 장치를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
이들 중, 롤프레스 캘린더 형성 방식은 가교에 필요한 충분한 시간 확보가 어렵기 때문에 전자파 흡수 시트의 두께가 압착 이후 다시 두꺼워지는 스프링백 현상 발생 가능성이 높아질 뿐만 아니라, 바인더 수지의 특성에 따라 가공성능이 좌우되는 문제점이 존재한다. 또한, 고장력 후 열처리 방식에 따르면, 제품 길이만큼의 유효 설비의 설치를 요구하는 바, 완제품이 충분한 길이를 가지도록 제조되기도 어려울 뿐만 아니라, 공정 수율 역시 안정적이지 못하다는 문제점이 존재한다. 뿐만 아니라, 롤프레스 내장형 더블프레스 압착 장치를 이용하는 방식의 경우(도 5 참조), 내장된 롤프레스 압착 장치를 이용하기 때문에, 예비 전자파 흡수 시트가 롤에 압착되는 시간이 매우 짧게 형성된다. 이에 따라, 압착 공정에 따른 가교 후 연속적인 냉각이 어려운 문제점이 있다. 한편, 이를 보완하기 위해 다수의 롤프레스를 설치하여 수차례 압착시키는 기술이 연구되었으나, 예비 전자파 흡수 시트를 수차례 압착시켜도 밀도 향상은 한계가 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 내장된 롤프레스 압착 장치의 롤의 재질을 고무롤을 이용하면 금속롤을 사용한 것보다 눌리는 면적은 커지지만, 역시 충분한 가교시간을 확보하는 데 한계가 있고, 고무의 경도가 금속에 비해 낮기 때문에 충분한 압력전달이 어렵다는 문제점이 존재한다.
이에 따라, 보다 생산적인 공정으로 우수한 물성을 갖는 전자파 흡수 시트를 개발해야 하는 필요성이 대두되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1458833호
본 발명의 구현예들에서는 얇은 두께를 가지면서도 투자율이 높은 전자파 흡수 시트의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 구현예들에서는 연속공정으로 전자파 흡수 시트를 제조할 수 있는 전자파 흡수 시트의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 자성 분말; 바인더 수지; 및 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하는 전자파 흡수 시트용 조성물을 이형 필름 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계; 상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트 및 하부 연속 벨트에 각각 보호필름 및 상기 예비 전자파 흡수 시트와 이형 필름의 적층체를 송입하고, 상기 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 면 프레스 압착 장치를 갖는 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 통하여 상기 보호 필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 이형 필름을 열압착하여, 상기 이형 필름 및 보호 필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계; 를 포함하는 전자파 흡수 시트의 제조 방법이 제공된다.
예시적인 구현예에서, 상기 산성기를 가진 공중합체 수지는 40 내지 80 mg KOH/g의 산가를 갖는 수지이고, 상기 산가가 40 내지 80 mg KOH/g인 수지는 인산 에스터계 고분자 수지일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 조성물은 상기 조성물 총 중량에 대하여 상기 자성 분말 70 내지 85 중량부; 상기 바인더 수지 15 내지 30 중량부 및 상기 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 예비 전자파 흡수 시트를 압착하는 단계는 80 내지 150℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 예비 전자파 흡수 시트를 압착하는 단계는 1분 내지 60분 범위의 시간 동안 수행될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 면 프레스 압착 장치는 상기 상부 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 상부 면 프레스 압착 장치 및 상기 하부 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 하부 면 프레스 압착 장치를 포함하고, 상기 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들의 면압은 10 내지 1000 kgf/cm2 이내 범위에 있을 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 상부 및 하부 연속 벨트들의 유압은 각각 10 내지 200 kgf/cm2 범위에 있을 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 예비 전자파 흡수 시트가 압축되는 유효 길이는 1 내지 10 m 일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자파 흡수 시트는 0.1 내지 10m/min의 속도로 형성될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자파 흡수 시트는 25 내지 150μm의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자파 흡수 시트는 40 내지 250 μ의 투자율을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예들에 따른 전자파 흡수 시트의 제조 방법에 따르면, 고투자율을 가지며 얇은 두께를 갖는 전자파 흡수 시트를 연속적으로 생산할 수 있다.
또한, 상기 제조 방법에 따르면, 보다 간단한 공정을 통해 전자파 흡수 시트를 제조할 수 있으므로 제조 공정의 생산 단가를 낮출 수 있어, 최종 제품 및 이를 포함하는 완제품의 단가를 낮출 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 구현예들에 따른 전자파 흡수 시트의 제조 방법은 보다 우수한 물성을 가질 수 있는 전자파 흡수 시트를 제공하기 위한 최적의 공정 조건을 제시할 수 있다.
도 1은 일반적인 전자파 흡수 시트의 적층체의 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 면 프레스 압착 장치의 개략도이다.
도 3은 상기 면 프레스 압착 장치를 이용한 전자파 흡수 시트의 제조 공정의 흐름도 이다.
도 4는 일반적인 롤프레스 압착 장치의 개략도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 롤프레스 내장형 더블프레스 압착 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트 제조 방법에 사용되는 면 프레스 내장형 더블 프레스 압착 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트의 제조 방법의 단계를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 구현예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 구현예들이 첨부된 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시를 위하여 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 적용이 제한되지 않는다.
본 명세서에서, “면 프레스 내장형 더블 벨트 프레스 장치”라 함은 상하 한쌍으로 배치된 연속 벨트 사이에 복수 개의 시트 재료를 연속적으로 송입하여, 면 프레스 압착 장치에 의해 연속 벨트를 통하여 상기 시트재료를 열 압착하여 적층체(즉, 전자파 흡수 시트 적층체)를 형성하는 장치를 말한다. 상기 연속 벨트는 연속 벨트를 회전시키는 드럼과 상기 드럼 사이에 설치된 면 프레스 압착 장치에 의하여 압착이 수행될 수 있다.
본 명세서에서, “전자파 흡수 시트 적층체” 또는 “ 시트 재료”란 이형 필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 보호 필름을 모두 포함하는 개념을 의미한다.
본 발명에 따르면, 자성 분말; 바인더 수지; 및 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하는 전자파 흡수 시트용 조성물을 이형 필름 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계; 상하 한 쌍으로 배치된 연속 벨트에 각각 상기 보호 필름 및 상기 이형 필름과 상기 예비 전자파 흡수 시트의 적층체를 송입하고, 상기 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 면 프레스 압착 장치를 갖는 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 통하여 상기 보호 필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 이형 필름을 열압착하여, 상기 이형 필름 및 보호 필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트를 제조하는 단계; 를 포함하는 전자파 흡수 시트의 제조 방법이 제공된다.
한편, 도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트의 제조 방법의 단계를 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 7을 참조로 하여 자세히 살펴본다.
먼저, 자성 분말; 바인더 수지; 및 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하는 전자파 흡수 시트용 조성물을 이형 필름 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트를 형성한다(S100).
일 구현예로서 상기 자성 분말의 자성입자는 전자 기기 또는 부품에서 발생하는 전자파를 흡수하여 전자파의 간섭 및 전자파 장해의 문제를 방지하고, 전자파 간섭 노이즈를 차폐시켜줄 수 있다.
상기 조성물에 포함되는 자성 분말로는 연자성 금속 합금 입자 또는 페라이트계 자성 입자를 포함할 수 있다. 상기 연자성 금속 합금입자는 외부에서 자기장이 인가되었을 때 신속하게 자화될 수 있는 금속합금을 포함할 수 있으며, 복합 시트 상에서 특정 주파수의 전자기파 노이즈를 흡수하여 제거하는 작용 또는 효과를 구현할 수 있다. 이러한 자성입자의 구체적인 예로는 철-크롬-실리콘 합금, 철-크롬 합금, 철-실리콘-알루미늄 합금, 철-실리콘 합금, 니켈-철 합금, 카보닐 철, 니켈-아연 합금 및 망간-아연 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 자성체 분말을 예로 들 수 있다. 일 구현예로서 상기 자성입자의 평균 입자 크기는 약 1 내지 100 μm이다.
예시적인 구현예에서, 바인더 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 하나 이상을 포함하며, 경화제, 경화 촉진제 및 난연계 물질 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지는 아크릴레이트 공중합체, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아마이드, 폴리우레탄 및 폴리페닐렌에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있고, 열경화성 수지는 열경화성 실리콘 러버 화합물, 일액형 열경화성 실리콘 바인더, 이액형 열경화성 실리콘 바인더, 아크릴계 수지, 에폭시 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택할 수 있다.
한편, 예시적인 구현예에서, 상기 첨가제는 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 산성기를 가진 공중합체 수지는 약 40 내지 80 mg KOH/g의 산가를 가질 수 있다. 상기 첨가제는 상기 전자파 흡수 시트용 조성물을 포함하는 용액을 코팅공정을 통해 시트화하여 최종 제품인 전자파 흡수 시트를 제조할 때 상기 용액의 분산성 및 유동성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 용액의 분산성 및 유동성이 향상되는 경우, 상기 용액이 상기 하부 필름 상에서 균일한 두께를 갖도록 코팅될 수 있으며, 또한, 약 30 내지 50μm 범위의 얇은 두께를 갖도록 코팅될 수 있다. 이에 따라, 이를 포함하는 전자파 흡수 시트의 평균 표면 조도(Ra)가 낮아지게 되어, 전자파 흡수 시트의 투자율이 상승될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트용 조성물은 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하고 이는 상기 조성물을 포함하는 코팅용액의 분산성 및 유동성을 향상시켜 상기 코팅 용액이 균일하게(즉, 표면 조도(Ra)가 낮게) 코팅될 수 있도록 보조한다. 이에 따라, 최종 제품인 전자파 흡수 시트의 투자율을 증가시킬 수 있어, 상기 전자파 흡수 시트의 전자파 흡수 효율이 향상될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트용 조성물을 포함하는 용액은 균일하게 코팅될 수 있어, 이를 포함하는 전자파 흡수 시트의 평균 조도 (Ra)를 낮추어 전자파 흡수 시트의 전자파 흡수 효율을 향상할 수 있는 것이다.
예시적인 구현예에서, 상기 첨가제는 약 40 내지 80 mg KOH/g의 산가를 가질 수 있다. 상기 첨가제의 산가가 약 40 mg KOH/g 이하인 경우, 상기 전자파 흡수 시트용 조성물을 포함하는 용액을 코팅공정을 통해 시트화하여 전자파 흡수 시트를 제조할 때, 상기 전자파 흡수 시트용 조성물의 흡착성이 약해져서 상기 용액의 분산성 및 유동성이 미흡해질 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파 흡수 시트의 평균 표면 조도(Ra)가 증가하고 투자율이 감소하여 전자파 흡수 효율이 미흡한 결과를 보일 수 있다. 반면, 상기 첨가제의 산가가 80 mg KOH/g을 초과하는 경우에는 상기 첨가제를 이루고 있는 고분자 수지간의 흡착이 일어나 이를 이용하여 제조된 전자파 흡수 시트의 평균 표면 조도(Ra)가 증가하고 투자율이 감소할 수 있다. 특히, 첨가제의 산가가 80 mg KOH/g을 초과하는 경우 첨가제의 산가가 증가할수록 이를 이용하여 제조된 전자파 흡수 시트의 평균 표면 조도(Ra)가 증가하고 투자율이 감소할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 첨가제는 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 상기 첨가제는 인산 에스터(ester)계 고분자 수지 등과 같은 습윤 분산제일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 첨가제의 산가는 예를 들어, JIS K0070에 준거하여 측정될 수 있다.
구체적으로, 100㎖ 삼각 플라스크에 첨가제를 약 2g 정도를 담고, 상기 삼각 플라스크에 에탄올/디에틸에테르=1/1(질량비)의 혼합 용매 10㎖를 첨가하여 상기 첨가제를 용해한다. 상기 용기에 지시약으로서 페놀프탈레인에탄올 용액을 1 내지 3방울 첨가하고, 상기 첨가제가 균일해질 때까지 충분히 교반한다. 이후, 상기 교반 용액을 0.1N 수산화칼륨-에탄올 용액으로 적정하여, 지시약의 엷은 홍색이 30초간 계속되었을 때까지(즉, 중화의 종점까지) 얻은 0.1N 수산화칼륨-에탄올 용액의 양을 이용하여 하기의 수학식 1을 통해 상기 첨가제의 산가를 측정할 수 있다.
[수학식 1]
산가(mg KOH/g) = (B X fX5.611)/S
B: 0.1N 수산화 칼륨-에탄올 용액의 사용량(ml)
f: 0.1N 수산화칼륨-에탄올 용액의 팩터
S: 시료의 채취량(g)
예시적인 구현예에서, 상기 조성물은 상기 조성물 총 중량에 대하여, 상기 자성분말 70 내지 85 중량부; 상기 바인더 수지 15 내지 30 중량부 및 상기 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 자성분말이 약 70 중량부 미만인 경우에는 일정수준 이상의 투자율을 갖는 전자파 흡수 시트를 제조하기 어려우며, 약 85 중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 상기 바인더 수지의 함량에 줄어듦에 따라 상기 조성물의 코팅성이 저하되어 시트화하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 바인더 수지가 약 15 중량부 미만인 경우 평균 표면 조도(Ra)가 상승하고 코팅성이 저하되며, 30 중량부를 초과하는 경우에는 일정수준 이상의 투자율을 갖는 전자파 흡수 시트를 제조하는 것이 어려울 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 첨가제가 약 1 중량부 미만인 경우 일정수준 이상의 투자율을 갖는 전자파 흡수 시트를 제조하는 것이 어려운 반면, 5 중량부를 초과하는 경우에는 상기 조성물을 시트화할 때 평균 표면 조도(Ra)가 상승하고 코팅성이 저하될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 전자파 흡수 시트용 조성물을 포함하는 용액은 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하고, 이로 인해 코팅 공정 중에 균일하게 코팅될 수 있다. 이에 따라, 이를 포함하는 전자파 흡수 시트의 평균 조도(Ra)를 낮추어 전자파 흡수 시트의 전자파 흡수 효율을 향상할 수 있다.
한편, 상기 전자파 흡수 시트용 조성물은 콤마 또는 테잎 캐스팅 방법을 이용하여 이형 필름에 일면에 코팅될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 이형 필름은 상기 전자파 흡수 시트용 조성물을 도포하여 시트화하기 위한 지지체로서 기능할 수 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 상기 이형 필름은 상기 전자파 흡수 시트용 조성물을 시트화 하여 전자파 흡수 시트를 형성한 뒤 상기 전자파 흡수 시트로부터 박리되어 제거될 수 있다.
이후, 상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트 및 하부 연속 벨트에 각각 보호 필름 및 상기 예비 전자파 흡수 시트와 이형 필름의 적층체를 송입하고, 상기 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 면 프레스 압착 장치를 갖는 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 통하여 상기 보호필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 이형 필름을 열압착하여, 이형 필름 및 보호필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트를 제조한다(S200).
도 6은 상기 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스를 나타난다. 이하, 도 6 및 도 7을 참조로 상세히 설명한다.
도 6을 살펴보면, 상기 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치는 상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트(300a) 및 하부 연속 벨트(300b) 사이에 복수 개의 시트 재료를 연속적으로 송입하는 상부 권취롤(100a) 및 하부 권취롤(100b), 완성된 전자파 흡수 시트를 송출하는 상부 권출롤(110a) 및 하부 권출롤(110b), 상기 시트 재료들을 운반하는 상부 및 하부 연속 벨트들(300a, 300b)를 회전시키는 복수 개의 상부 및 하부 드럼들(200a, 200b) 사이에 각각 설치된 상부 면 프레스 압착 장치(400a)와 하부 드럼들(200b)사이에 설치된 하부 면 프레스 압착 장치(400b)를 포함한다.
예시적인 구현예에서, 상부 권취롤(100a) 및 하부 권취롤(100b)은 회전하는 롤 형태로 되어 있어, 보호 필름(8)과 상기 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)의 적층체를 상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트(300a) 및 하부 연속 벨트(300b) 사이에 송취하는 역할을 수행할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상부 권취롤(100a)은 예비 전자파 흡수 시트 상에 형성되는 보호 필름(8)을 송취시킬 수 있으며, 하부 권취롤(100b)는 이형 필름 상(2)에 형성된 예비 전자파 흡수 시트(4)를 송취시킬 수 있다.
예시적인 구현예에서, 보호 필름(8)은 예비 전자파 흡수 시트(4)를 보호하면서 압력을 용이하게 전달하고 공정시 열에 의한 변형이 없도록 보조하는 역할을 수행하며, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하도록 형성될 수 있다.
한편, 보호 필름(8)은 전자파 흡수 시트를 제조 한 후, 전자파 흡수 시트로부터 박리되어 제거될 수 있다.
일 구현예에서, 상부 및 하부 권취롤(100a, 100b)이 각각 보호필름(8) 및 이형 필름(2)과 예비 전자파 흡수 시트(4)의 적층체를 이동시키는 속도는 약 0.1 내지 10 m/min일 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파 흡수시트는 0.1 내지 10m/min의 속도로 형성될 수 있다. 또한, 예비 전자파 흡수 시트(4)가 압축되는 유효 길이는 1 내지 10 m일 수 있다.
한편, 후술되는 바와 같이 보호 필름(8)과 이형 필름(2) 및 예비 전자파 흡수 시트(4)는 상부 및 하부 연속 벨트들(300a, 300b) 및 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)에 의해 보다 압착되고, 이에 따라, 이형 필름 및 보호 필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트가 제조될 수 있다. 완성된 전자파 흡수 시트는 회전하는 롤 형태를 갖는 상부 권출롤(110a) 또는 하부 권출롤(110b)에 의해 송출될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상부 연속 벨트(300a)는 상부에 좌, 우로 구비된 상부 드럼들(200a)이 회전함에 따라 회전될 수 있으며, 하부 연속 벨트(300b)는 하부에 좌, 우로 구비된 하부 드럼들(200b)이 회전함에 따라 회전될 수 있다. 이때, 상부 및 하부 연속 벨트들(300a, 300b)은 상기 시트 재료들(즉, 보호필름(8)과 상기 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)의 적층체)을 운반할 수 있다.
일 구현예에서, 상부 연속 벨트(300a)와 하부 연속 벨트(300b)는 서로 간격이 좁게 형성될 수 있으며, 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 상부 연속 벨트(300a) 및 하부 연속 벨트(300b) 사이에 개재된 보호 필름(8), 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)이 압착될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상부 및 하부 연속 벨트들(300a, 300b)의 유압은 10 내지 200 kgf/cm2 이고, 상기 연속 벨트의 유압이 10 kgf/cm2 미만인 경우 압력이 낮아 제대로 압착을 할 수 없으며, 200 kgf/cm2 를 초과하는 경우 설비 파손 및 예비 전자파 흡수 시트의 물성 저하가 발생할 수 있다.
일 구현예에서, 연속 벨트들(300a, 300b)의 두께는 0.5mm이상일 수 있으며, 벨트의 정밀도는 벨트두께±2μm 의 정밀성을 갖고 있어야 한다.
예시적인 구현예에서, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)은 복수 개의 상부 및 하부 드럼들(200a, 200b) 사이에 각각 설치된 것일 수 있다. 즉, 상부 면 프레스 압착 장치(400a)는 상부 연속 벨트(300a)의 내측 영역에 배치된 것일 수 있고, 하부 면 프레스 압착 장치(400b)는 하부 연속 벨트(300b)의 내측 영역에 배치된 것일 수 있다.
또한, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)은 상부 및 하부 연속 벨트들(300a, 300b)들 보다 보호 필름(8), 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)에 강한 압력을 부여할 수 있어 보다 효과적으로 상기 시트 재료들을 압착시킬 수 있다. 특히, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)은 상기 보호 필름(8), 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)에 압력을 가할 수 있는 단면적이 롤 프레스 내장형 더블 벨트 프레스 압착 장치에 비해 크므로 이보다 효과적으로 보호 필름(8), 예비 전자파 흡수 시트(4) 및 이형 필름(2)을 압착시킬 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)은 압력전달이 잘되고 열팽창이 심하게 발생하지 않는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)은 강철(steel)을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)의 면압은 10 내지 1000 kgf/cm2 이고, 바람직하게는 10 내지 100 kgf/cm2 범위 내에 있을 수 있다. 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)의 면압이 10 kgf/cm2 미만인 경우 예비 전자파 흡수 시트(4)의 압착 공정이 충분히 수행되지 않아 전자파 흡수 시트의 두께가 과도하게 두껍게 형성될 수 있으며, 1000 kgf/cm2 를 초과하는 경우 전자파 흡수 시트의 물성이 저하될 수 있다.
한편, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)는 냉각존 및 가열존을 포함할 수 있으며, 일 구현예에서, 상기 가열존은 80 내지 120℃의 온도를 유지할 수 있으며, 상기 냉각존은 15 내지 30℃의 온도를 유지할 수 있다.
한편, 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들(400a, 400b)는 냉각존 및 가열존을 포함할 수 있으며, 일 구현예에서, 상기 가열존은 80 내지 150℃의 온도를 유지할 수 있으며, 상기 냉각존은 15 내지 30℃의 온도를 유지할 수 있다. 냉각존 및 가열존은 프레스 되는 면 아래의 프레스 블록에 위치하며, 가열존에는 열을 주기 위한 열원부(열선 이나 열매체 등) 및 부속배관이 내부에 포함되어있고, 냉각존에는 냉각을 위한 냉각기관이 포함되고 냉각기(Chiller)와 연결되어 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 압착 공정은 1분 내지 60분 동안 수행될 수 있으며, 1분 미만으로 수행되는 경우 상기 예비 전자파 흡수 시트의 압착 공정이 충분히 수행되지 않아 전자파 흡수 시트의 두께가 과도하게 두껍게 형성될 수 있으며, 60분을 초과하여 수행되는 경우 전자파 흡수 시트의 물성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 압착 공정은 80 내지 150℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 80 내지 140℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있다. 상기 압착 공정이 80℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우 예비 전자파 흡수시트(4) 내의 수지의 유동성 변화가 떨어져 충분한 압착이 되지 않으며, 150℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우 예비 전자파 흡수시트(4), 이형필름(2) 및 보호필름(8)이 변형되거나 물성 저하가 발생할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 압착 공정이 수행됨에 따라, 두께가 얇은 전자파 흡수 시트가 형성될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자파 흡수 시트는 약 25 내지 150μm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위를 초과하면 전자기기내 적용함에 있어서 제약이 될 수도 있으며 제품의 경량화가 어려울 수 있다. 또한, 상기 범위 미만이면, 전자파 흡수 성능을 구현하기 어려울 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 이형 필름 상에는 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제가 배합되어 코팅되고 압착되어 전자파 흡수 시트가 형성될 수 있다. 상기 전자파 흡수 시트는 약 0.1 내지 0.2 μm 범위의 비교적 낮은 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있고, 이로 인해, 상기 전자파 흡수 시트의 투자율이 향상될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자파 흡수 시트는 조성물 및 코팅두께에 따라 약 40 내지 250 μ의 투자율을 가질 수 있다.
이어서, 상기 전자파 흡수 시트를 기타 필름들과 합지하고, 종재단 및 타발하여 상기 전자파 흡수 시트를 테이프 형태 등으로 가공하여 전자 기기 등에 부착하는 형태로 완제품을 형성할 수 있다.
살펴본 바와 같이, 종래의 롤 프레스 압착 장치를 사용하는 경우, 압착 공정 이전에 예비 전자파 흡수 시트를 롤 프레스 압착 장치의 크기에 맞게 종재단 및 횡재단 하는 재단 공정을 필수적으로 수반하여야 했으나, 본 발명의 따른 전자파 흡수 시트는 롤 투 롤 장치인 면 프레스 내장형 더블 벨트 프레스 압착 장치를 이용하여 수행되는 바 프레스 공정 전에 종재단 및 횡재단 공정을 수행할 필요가 없다. 또한, 추후 추가적으로 수행되는 롤 형태로 제조된 기타 필름과의 합지 공정에서도, 추가적인 연결 공정을 수행하지 않고도 합지 할 수 있다. 이에 따라, 상기 공정의 효율성을 도모할 수 있고 제조 공정의 생산 단가를 낮출 수 있어, 상기 전자파 흡수 시트를 포함하는 최종 완제품은 가격 경제성을 갖출 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
제조예
(1) Fe-Si-Al계, Fe-Si-Cr계 자성입자를 포함하는 센더스트(sendust) 자성분말을 구비하고, 폴리우레탄계, 아크릴-에폭시계 및 실리콘계 수지를 포함하는 바인더 수지를 준비하였다. 상기 자성분말 및 바인더 수지를 포함한 용액에 50 mgKOH/g의 산가를 갖는 첨가제로서, 습윤분산제(인산 Polyester계)를 투입하여 전자파 흡수 시트용 조성물을 제조하였다. 이후, 콤마 코팅 또는 다이 캐스팅을 이용하여, 이형 필름의 일면에 상기 전자파 흡수 시트용 조성물을 도포하고 건조하여 예비 전자파 흡수 시트를 제조하였다.
이후, 하기 표 1에 나와 있는 프레스 압착 장치들을 통해 열압착하여 기준예, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예에 따른 전자파 흡수 시트들을 제조하였다.
한편, 이때 평판 프레스 압착 장치를 사용하는 기준예의 경우 보호필름(이형처리가 되어 있는 PET필름)을 상기 예비 전자파 흡수 시트 상에 형성한 후 열압착 공정을 수행하였으며, 비교예 1 및 2 와 실시예의 경우, 상부 벨트에는 보호필름을 송입시키고, 하부 벨트에는 예비 전자파 흡수시트가 적층된 이형 필름을 송입하여 열압착 공정을 수행하였다.
압착 장치
기준예 평판프레스
비교예1 롤프레스
비교예2 롤프레스 내장형
더블벨트프레스
실시예 면 프레스 내장형
더블벨트프레스
(2) 구체적인 공정 조건을 살펴보면, 기준예에 따른 전자파 흡수시트의 경우 진공 평판프레스 압착 장치를 이용하여 20cmx30cm의 예비 전자파 흡수 시트를 압착하여 전자파 흡수시트를 제조하였다. 이때, 프레스힘과 면압은 각각 32,000kgf 및 60kgf/cm2의 압력을 유지하였다. 이때, 예비 전자파 흡수 시트를 150℃까지 온도상승 후 30분 유지한 뒤 상온까지 냉각하여 전자파 흡수 시트를 제조하였다.
(3)한편, 비교예 1에 따른 전자파 흡수 시트를 제조할 때에는, 롤프레스 압착 장치를 이용하여 폭 45cm의 롤 형태로 제조된 예비 전자파 흡수 시트를 압착하여 전자파 흡수 시트를 제조하였다. 이때, 유압은 100kgf/cm2이었으며, 프레스힘과 선압은 각각 30000kgf 및 610kgf/cm2을 유지하였다. 또한, 상기 롤프레스 타입의 압착 장치의 상부 권취롤 및 권출롤은은 경도 80의 실리콘 고무를 포함하고, 하부 권취롤 및 권출롤은 SUS롤로 구성하여 경도를 보강하면서 눌리는 길이가 최대한 크게 형성되도록 유도하였다.
(4) 비교예 1에 따른 전자파 흡수 시트의 경우, 롤 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 이용해 폭 45cm의 롤 형태의 예비 전자파 흡수 시트를 압착하여 제조되었다. 유압은 70kgf/cm2으로 유지하였으며, 프레스 힘과 면압은 각각 7,577kgf 및 72kgf/cm2으로 유지하였다. 이때, 제품 접촉면적은 260cm2으로 유지하였다(롤에 눌리는 폭 5mm 가정), 상기 롤프레스 타입 더블벨트 프레스의 압축 유효 길이는 7M 이었으며, 공정의 속도는 4M/min로 유지하였다. 가열존은 100℃, 냉각존은 25℃를 유지하였다.
(5) 실시예의 경우, 면 프레스 내장형 타입 더블벨트 프레스 압착 장치를 이용하여, 폭 45cm의 롤 형태의 예비 전자파 흡수 시트를 압착하여 제조되었다. 이때, 유압은 100kgf/cm2을 유지하였으며, 프레스 힘 및 면압은 각각 80,400kgf 및 27kgf/cm2을 유지하였다(원단면적 약 3,000cm2(병렬*8EA)). 또한, 이때, 압축 유효 길이는 6M이었으며, 공정 속도는 4M/min이었다. 한편, 상기 면 프레스 압착 장치 내장형 타입 더블벨트 프레스 압착 장치는 4개의 가열존 및 4개의 냉각존을 포함하였는데, 가열존 4개의 온도는 100℃를, 냉각존 4개의 냉각온도는 25℃를 유지하였다.
실험예 1: 전자파 흡수 시트의 두께 확인
기준예, 비교예 1 내지 2 및 실시예에 따른 전자파 흡수용 시트들의 압착 공정 전후의 두께변화를 측정하여 그 결과를 표 2에 기재하였다.
이때, 두께는 두께게이지((日)MITUTOYO)를 사용하여 측정하였다.
압착 장치 초기 코팅
두께 (㎛)		 프레스 후
두께(㎛)
기준예 평판프레스 60 30
비교예1 롤프레스 60 40
비교예2 롤프레스 내장형
더블벨트프레스		 60 35
실시예 면 프레스 내장형
더블벨트프레스		 60 30
상기 표 2를 살펴보면, 면 프레스 내장형 더블벨트프레스 압착 장치를 이용해 압착 성형된 전자파흡수시트는 롤프레스 및 롤프레스 내장형 더블프레스 압착장치를 사용한 경우(비교예 1 및 2)보다 더 얇은 두께를 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 평판프레스 압착 장치를 사용한 것과 동일한 수준의 얇은 두께를 보임을 확인할 수 있었다.
한편, 평판 프레스 압착 장치를 사용하는 경우, 예비 전자파 흡수 시트의 종재단 및 횡재단 공정이 필수적으로 수반되므로 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 사용한 경우가 동등한 수준의 두께를 갖는 전자파 흡수 시트를 더 우수한 생산효율로 생산함을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 전자파 흡수 시트의 투자율 확인
기준예, 비교예1 내지 2 및 실시예에 따른 전자파 흡수용 시트들의 압착 공정 전후의 투자율 변화를 측정하여 그 결과를 표 3에 기재하였다. 이때, 투자율은 E4991A(Agilent)을 사용하여 측정하였다.
압착 장치 코팅 후
투자율(μ)		 프레스 후
투자율 (μ)
기준예 평판프레스 80 150
비교예1 롤프레스 80 100
비교예2 롤프레스 내장형
더블벨트프레스		 80 130
실시예 면 프레스 내장형
더블벨트프레스		 80 150
표 3을 살펴보면, 동일한 조성물을 사용한 경우에 있어서, 실시예에 따른 전자파 흡수 시트는 롤프레스 압착 장치 및 롤프레스 내장형 더블프레스 압착 장치를 사용한 경우(비교예 1 및 2)보다, 투자율이 약 20 내지 50 μ 정도 높은 것을 확인할 수 있었다.
한편, 평판 프레스 압착 장치를 사용하는 경우, 예비 전자파 흡수 시트의 종재단 및 횡재단 공정이 필수적으로 수반되므로 면 프레스 내장형 더블벨트프레스 압착 장치를 사용한 경우가 동등한 수준의 차폐율을 갖는 전자파 흡수 시트를 더 우수한 생산효율로 생산함을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 면 프레스 내장형 더블벨트프레스 압착 장치를 사용한 경우, 더 얇은 두께 및 더 높은 차폐율을 갖는 전자파 흡수시트를 더 우수한 효율로 형성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
앞에서 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 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.
2: 이형 필름
4: 예비 전자파 흡수 시트
8: 보호 필름
100a: 상부 권취롤 100b: 하부 권취롤
110a: 상부 권출롤 110b: 하부 권출롤
200a: 상부 드럼 200b: 하부 드럼
300a: 상부 연속 벨트 300b: 하부 연속 벨트
400a: 상부 면 프레스 압착 장치 400b: 하부 면 프레스 압착 장치

Claims (11)

  1. 자성 분말; 바인더 수지; 및 산성기를 가진 공중합체 수지로 이루어진 첨가제를 포함하는 전자파 흡수 시트용 조성물을 이형 필름 상에 코팅하여 예비 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계; 및
    상하 한 쌍으로 배치된 상부 연속 벨트 및 하부 연속 벨트에 각각 보호필름 및 상기 예비 전자파 흡수 시트와 이형 필름의 적층체를 송입하고, 상기 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 면 프레스 압착 장치를 갖는 면 프레스 내장형 더블벨트 프레스 압착 장치를 통하여 상기 보호 필름, 예비 전자파 흡수 시트 및 이형 필름을 열압착하여, 상기 이형 필름 및 보호 필름 사이에 개재된 전자파 흡수 시트를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 전자파 흡수 시트용 조성물은 상기 전자파 흡수 시트용 조성물 총 중량부 100에 대하여 상기 자성 분말 70 내지 85 중량부;를 포함하고,
    상기 자성분말은 연자성 금속 합금 입자 또는 페라이트계 자성 입자로 이루어지는 것인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산성기를 가진 공중합체 수지는 40 내지 80 mg KOH/g의 산가를 갖는 수지이고,
    상기 산가가 40 내지 80 mg KOH/g인 수지는 인산 에스터계 고분자 수지인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 조성물 총 중량에 대하여 상기 바인더 수지 15 내지 30 중량부 및 상기 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함하는 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 예비 전자파 흡수 시트를 압착하는 단계는 80 내지 150℃의 온도 범위 내에서 수행되는 것인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 예비 전자파 흡수 시트를 압착하는 단계는 1분 내지 60분 범위의 시간 동안 수행되는 것인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 면 프레스 압착 장치는 상기 상부 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 상부 면 프레스 압착 장치 및 상기 하부 연속 벨트의 내측 영역에 배치된 하부 면 프레스 압착 장치를 포함하고,
    상기 상부 및 하부 면 프레스 압착 장치들의 면압은 10 내지 1000 kgf/cm2 이내 범위에 있는 것인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 연속 벨트들의 유압은 각각 10 내지 200 kgf/cm2 범위에 있는 것인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 예비 전자파 흡수 시트가 압축되는 유효 길이는 1 내지 10 m 인 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 흡수 시트는 0.1 내지 10m/min의 속도로 형성되는 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 흡수 시트는 25 내지 150μm의 두께를 갖도록 형성되는 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 흡수 시트는 40 내지 250 μ의 투자율을 갖도록 형성되는 전자파 흡수 시트의 제조 방법.
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