KR101990410B1 - 자성시트 제조방법 - Google Patents

자성시트 제조방법 Download PDF

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KR101990410B1
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Abstract

자성시트의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자성시트의 제조방법은 (1) 자성체의 적어도 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키는 단계, (2) 상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시켜 박막코팅층을 형성시키는 단계 및 (3) 박막코팅층이 형성된 자성체를 파쇄시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 이에 의하면, 자성시트는 절감된 제조원가 및 제조가 매우 용이해짐에도 불구하고 제조된 자성시트가 인장특성, 굴곡특성 등의 기계적 강도가 향상되어 가요성이 현저히 뛰어남에 따라 자성시트의 보관, 운반, 피착물에 부착공정, 부착된 피착물이 구비된 전자장치의 사용 중에도 자성시트에 구비된 자성체의 의도하지 않은 크랙 등 물리적 손상으로 인한 투자율 등의 물성저하가 예방되고, 피착물의 피착면에 단차가 존재하는 경우에도 우수한 밀착력으로 접착시킬 수 있는 동시에 휴대 단말기기 등의 부품이나 이를 사용하는 인체에 미치는 자기장 영향을 차단하고, 데이터 및/또는 무선전력 신호의 송수신 효율/송수신 거리를 현저히 증가시키고 이러한 기능을 오랫동안 지속시킬 수 있음에 따라서 모바일기기, 스마트가전 또는 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기 등의 각종 휴대기기에 널리 응용될 수 있다.

Description

자성시트 제조방법{Method for manufacturing magnetic shielding unit}
본 발명은 자성시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투자율 감소 등 자기적 특성의 저하 및 자성시트의 박리 등으로 인한 내구성 저하를 예방할 수 있는 자성시트, 이를 포함하는 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 기기에 관한 것이다.
핸드폰, PDA(개인휴대단말기), 아이패드, 노트북컴퓨터 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자장치들에 근거리 통신(NFC) 기능을 부가시키는 것에 나아가 최근에는 무선전력전송기술까지 접목시킨 제품이 상용화되고 있다. 새로운 타입의 무선전력전송(WLC) 기술은 휴대용 전자장치가 전력선을 사용할 필요없이 전자기유도 방식이나 전자기 공진방식을 채택하여 직접 휴대용 전자장치에 전력을 전송하여 전지를 충전시킬 수 있도록 하는 기술로 최근 이 기술을 채택하는 휴대용 전자장치가 늘고 있는 추세에 있다.
상기 근거리통신이나 무선전력전송은 공통적으로 특정한 동작주파수 대역의 신호의 송수신을 통해 이루어질 수 있으며, 상기 신호는 송신안테나에서 전류를 통해 유도된 자기장을 이용하고 있음에 따라 근거리통신, 무선전력전송 등의 효율, 인체나 주변 전자제품 또는 기기내 타부품의 성능저하를 방지하기 위하여 전자기차폐재(자성체)를 같이 구비시키는 추세에 있다.
한편, 최근의 휴대용 전자기기는 경박단소형화의 추세에 있음에 따라 상기 휴대용 전자기기에 구비되는 자성시트 역시 박막화된 두께로 구현되도록 요구되고 있다. 그러나 통상의 자성시트에 구비되는 자성체, 예를 들어 페라이트 등의 자성체는 취성이 강하여 크랙이나 손상 없이 판상의 얇은 두께로 성형하기 매우 어렵다. 또한, 자성체를 판상의 얇은 두께로 성형시켜 자성시트에 구비시켜도, 제조된 시트를 휴대기기, 구체적으로 무선전력전송을 수행하기 위해 송신되는 전력 신호는 수신하기 위한 무선전력전송안테나 상에 배치 및 접착 시키는 공정에서 자성시트내의 자성체에 크랙이나 물리적 손상이 쉽게 발생하는 문제가 있다.
또한, 단차가 있는 피착면에 초슬림화된 자성시트를 부착시 통상의 자성시트는 가요성이 현저히 부족하여 단차부에 밀착이 어렵고, 외력을 가해 밀착시킬 때 자성체에 크랙이나 손상이 발생할 수 있다.
나아가, 자성체에 크랙이나 손상을 발생시키지 않고 휴대용 전자기기를 제조하였다고 하더라도 사용자의 전자기기 사용 중 떨어뜨림 등의 충격으로 자성체에 크랙 등 물리적 손상이 쉽게 발생할 수 있다.
상술한 것과 같은 경우들에 의해 자성시트에 구비된 자성체에 발생된 크랙, 미세파편화 등의 물리적 손상은 자성체의 투자율 등 자기적 특성을 현저히 저하시킴에 따라서 최초에 설계한 자성시트의 초도물성을 지속, 유지시키지 못하여 성능저하 또는 성능자체가 발현되지 않는 심각한 문제점이 있다.
따라서, 휴대용 전자기기의 경박단소형화의 추세에 부응하도록 박형화되어 구현가능하고, 자성시트의 보관, 운반 및 이를 피착면에 부착시키는 공정상에서 발생하는 자성체의 물리적 손상에 따른 자기적 특성 저하를 예방하여 목적하는 물성치를 지속적으로 발현시킬 수 있는 자성시트의 개발이 시급한 실정이다.
KR 10-2012-0113624 A
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 제조원가를 절감시키고, 제조공정을 매우 용이하게 하는 동시에 자성시트의 인장특성, 굴곡특성 등의 기계적 강도가 향상되어 가요성이 현저히 뛰어남에 따라서 자성시트의 보관, 운반, 피착물에 부착공정, 부착된 피착물이 구비된 전자장치의 사용 중에도 자성시트에 구비된 자성체의 크랙으로 인한 투자율 등의 물성저하가 예방되고, 피착물의 피착면에 단차가 존재하는 경우에도 우수한 밀착력으로 접착시킬 수 있는 동시에 휴대 단말기기 등의 부품이나 이를 사용하는 인체에 미치는 자기장 영향을 차단하고, 데이터 또는 무선전력전송 송수신 효율/송수신 거리를 현저히 증가시키고 이러한 기능을 오랫동안 지속시킬 수 있는 자성시트의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 박막코팅층을 형성시키기 위하여 자성체의 적어도 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키는 단계; (2) 상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시켜 박막코팅층을 형성시키는 단계; 및 (3) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 박막코팅층이 형성된 자성체를 파쇄시켜 자성체 파편들로 형성된 자성층을 제조하는 단계;를 포함하는 자기장 차페유닛 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 박막코팅층 형성 조성물은 천연고분자 화합물 및 합성고분자 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 고분자화합물을 포함할 수 있고, 상기 고분자화합물을 가교시키기 위한 경화성 성분을 더 포함할 수 있으며, 상기 박막코팅층 형성 조성물은 합성고분자 화합물로 고무계 화합물을 포함할 수 있고, 상기 고무계 화합물은 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체가 공중합된 폴리머를 포함할 수 있다.
또한, 상기 박막코팅층 형성 조성물은 점도가 10 ~ 3000 cps일 수 있다.
또한, 상기 고화는 열, 광선 및 압력 중 어느 하나 이상이 순차적으로 또는 동시에 가해져 이루어지는 경화, 건조 및 냉각에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 (Ⅰ) 인접하는 자성체 사이에 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 박막코팅층이 개재되도록 하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계 및 (Ⅱ) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 상기 적층체를 파쇄시키는 단계를 포함하는 자성시트 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 (Ⅰ) 단계는 Ⅰ-1) 일자성체의 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키고, 상기 박막코팅층 형성 조성물 상부에 타자성체를 적층시키는 공정을 반복하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계 및 Ⅰ-2) 상기 적층체에 포함되는 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
또는, 상기 (Ⅰ) 단계는 Ⅰ-a) 양면에 박막코팅층 형성 조성물이 부가된 자성체를 적층되는 자성체의 총 개수가 홀수개인 경우 짝수 번째 자성체로 배치 또는, 적층되는 자성체의 총 개수가 짝수개인 경우 홀수 번째 자성체로 배치시켜 적층체를 제조하는 단계 및 Ⅰ-b) 상기 적층체에 포함된 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 고화는 열, 광선 및 압력 중 어느 하나 이상이 순차적으로 또는 동시에 가해져 이루어지는 경화, 건조 및 냉각에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 상기 자성체는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 코발트 치환 Y형 또는 Z형 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 일면에 고화된 박막코팅층이 형성된 자성체를 복수개 준비하는 단계, 인접하는 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 자성체를 적층시키는 단계, 적층된 자성체를 파쇄시키는 단계 및 부분 고화 또는 완전 고화된 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계를 포함하는 자기장 차페유닛 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 적어도 일면에 고화된 박막코팅층이 형성된 복수개의 자성체를 각각 독립적으로 파쇄시키는 단계, 인접하는 파쇄된 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 파쇄된 자성체를 적층시키는 단계, 및 부분고화 또는 완전고화된 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계를 포함하는 자성시트 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용한 용어로 "박막코팅층"은 박막코팅층 형성 조성물이 고화되어 형성되며, 상기 "고화"는 소정의 형상을 유지할 수 있을 정도로 액상의 박막코팅층 형성 조성물이 고상으로 변화한 것을 의미하고, 이때 상기 고상은 완전한 고체 상태를 비롯하여 부분적으로 고체상태이거나 외력이 가해졌을 때 유동성을 가질 수 있는 상태까지를 포함한다.
본 발명에 의하면, 자성시트의 제조방법은 생산원가를 현저히 절감시키고, 제조공정이 용이하며, 작업성이 현저히 향상됨에도 불구하고 제조되는 자성시트의 인장특성, 굴곡특성 등의 기계적 강도가 향상되어 가요성이 현저히 뛰어남에 따라 자성시트의 보관, 운반, 피착물에 부착공정, 부착된 피착물이 구비된 전자장치의 사용 중에도 자성시트에 구비된 자성체의 의도하지 않은 크랙 등 물리적 손상으로 인한 투자율 등의 물성저하가 예방되고, 피착물의 피착면에 단차가 존재하는 경우에도 우수한 밀착력으로 접착시킬 수 있는 동시에 휴대 단말기기 등의 부품이나 이를 사용하는 인체에 미치는 자기장 영향을 차단하고, 데이터 및/또는 무선전력 신호의 송수신 효율/송수신 거리를 현저히 증가시키고 이러한 기능을 오랫동안 지속시킬 수 있음에 따라서 모바일기기, 스마트가전 또는 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기 등의 각종 휴대기기에 널리 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법으로 구현된 자성시트를 나타낸 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조에 이용되는 파쇄장치를 통한 제조공정 모식도로, 도 2는 롤러에 구비된 요철을 통해 자성체를 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 지지판에 구비된 금속볼을 통해 자성체를 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 포함된 자성체의 파쇄 공정 이후 자성체 파편으로 형성된 자성층의 일표면에서 관찰되는 파편의 형상을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 형상이 비정형인 자성체 파편의 이형도 평가를 위한 파편의 외접원 직경 및 내접원 직경을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 제조방법으로 구현된 자성시트의 단면도로써, 자성층을 3층으로 구비하는 자성시트의 단면도를 나타내는 도면, 그리고
도 7은 도 3에 따른 파쇄장치를 위에서 바라본 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명에 따른 자성시트는 (1) 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 박막코팅층을 형성시키기 위하여 자성체의 적어도 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키는 단계, (2) 상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시켜 박막코팅층을 형성시키는 단계 및 (3) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 박막코팅층이 형성된 자성체를 파쇄시켜 자성체 파편들로 형성된 자성층을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 박막코팅층을 형성시키기 위하여 자성체의 적어도 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키는 단계를 수행한다.
상기 자성체는 파편화된 상태로 목적하는 자성시트의 투자율 물성을 발현할 수 있는 경우 조성, 결정종류, 소결입자의 미세구조에 제한은 없으며, 공지된 자성시트에 구비되는 자성체를 사용해도 무방하다. 이에 대한 일 예로써, 상기 자성체는 연자성체일 수 있다. 상기 연자성체는 잔류자속밀도에 대해 보자력이 극히 적고, 투자율이 크기 때문에 전자기장에 대한 차폐 효과가 뛰어나다. 상기 연자성체는 금속 연자성체 및 페라이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 금속 연자성체는 Ni-Co계 합금, Fe-Ni계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Al계 합금, Fe-Si계 합금, Fe-Si-B계 합금, Fe-Si-B-Cu-Nb계 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 페라이트는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 코발트 치환 Y형 또는 Z형 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 페라이트는 일 예로, Ni-Cu-Zn계 페라이트, Ni-Cu-Co-Zn계 페라이트와 같이 산화철과 니켈, 아연, 구리, 마그네슘 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 세 개 금속의 산화물을 포함하는 페라이트도 사용이 가능하나 이에 한정되지 아니한다. 이때, 페라이트 내 니켈, 아연, 구리, 마그네슘 및 코발트의 함량은 목적에 따라 변경할 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
바람직하게는 상기 자성체로 비정질 합금 또는 나노결정립 합금으로 이루어진 박판의 자성체를 사용할 수 있다.
먼저, 상기 비정질 합금은 Fe계 또는 Co계 비정질 자성 합금을 사용할 수 있으며, 생산단가를 고려할 때 Fe계 비정질 자성 합금을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. Fe계 비정질 자성 합금은, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, 이때, Fe가 70 ~ 90at%, Si 및 B의 합이 10 ~ 30at%인 것이 바람직하다. Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만 Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로, Fe의 함량이 70 ~ 90at%인 것이 바람직하다. 또한, Si 및 B의 합이 10 ~ 30at%의 범위일 때 합금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20 at% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다. 또한, 상기 Fe-Si-B 합금은 예를 들어, 결정화 온도가 508℃이고, 큐리온도(Tc)가 399℃인 것을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 결정화 온도는 Si 및 B의 함량이나, 3원계 합금 성분 이외에 첨가되는 다른 금속 원소 및 그의 함량에 따라 변동될 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 포함되는 자성체는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 비정질 자성 합금일 수 있다. 합금내에 포함되는 구리는 합금의의 내식성을 향상시키고, 결정이 생성되더라도 결정의 크기가 커지는 것을 방지하는 동시에 투자율 등의 자기적 특성을 개선할 수 있게 한다. 상기 구리는 합금내 0.01 ~ 10at%로 포함되는 것이 바람직하며, 만일 0.01at%미만으로 포함될 경우 구리로 인해 수득되는 효과의 발현이 미미할 수 있고, 만일 10at%를 초과할 경우 비정질의 합금이 생성되기 어려울 수 있는 문제점이 있다. 또한, 합금내 포함되는 니오븀(Nb)은 투자율 등의 자기적 특성을 개선시킬 수 있으며, 합금내 0.01 ~ 10at%로 포함되는 것이 바람직하고, 만일 0.01at%미만으로 포함될 경우 니오븀으로 인해 수득되는 효과의 발현이 미미할 수 있고, 만일 10at%를 초과할 경우 비정질의 합금이 생성되기 어려울 수 있는 문제점이 있다.
상술한 비정질 합금 또는 나노결정립 합금을 자성체로 사용하는 경우에 상기 자성체들의 낮은 비저항으로 인한 와전류 발생 및 이로 인한 자기손실과 발열이 문제될 수 있는데, 파편화된 자성체로 형성된 자성층은 비저항을 크게 향상시켜 와전류 발생을 최소화하며, 도 4와 같이 박막코팅층이 자성체 파편의 일부 또는 전부를 절연시키는 경우 와전류 발생을 더욱 최소화할 수 있는 이점이 있다.
상기 자성체는 파쇄되기 전 형상에 있어서 제한은 없으나 리본시트 등 판상의 플레이트 형상일 수 있고, 이를 통해 균일한 두께를 가지는 자성시트의 제조가 용이할 수 있고, 파편화 후 자성체 파편의 입도분포 제어가 용이하여 초도 설정되는 자성시트의 투자율 등의 자기적 특성을 보다 용이하게 만족시킬 수 있다.
상기 자성체의 두께는 박막화된 자성시트를 구현하기에 용이하도록 단일층의 두께가 1 ~ 300㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상술한 자성체는 구체적인 자성체 종류별 공지된 제조방법을 통해 제조하거나 상용화된 자성체를 사용해도 무방하다.
이때, 자성체를 직접 제조하는 일예로써, 자성체가 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트 시트의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 산화니켈, 산화아연, 산화구리, 산화코발트 및 이산화삼철을 소정의 조성비가 되도록 혼합하여 원료혼합물을 수득한다. 이때 상기 혼합물은 건식 혼합이나 습식혼합을 통해 혼합될 수 있고, 혼합되는 원료의 입경은 0.05 ~ 5㎛인 것이 바람직하다. 상기 원료혼합물에 포함되는 산화니켈, 산화아연 등의 성분들은 그 자체로의 각각의 성분 또는 상기 성분들을 함유하는 상기 성분들을 함유하는 복합산화물 형태일 수도 있고, 산화코발트의 경우에도 코발트페라이트, 사산화삼코발트의 형태로 원료에 포함될 수 있다.
다음으로 원료 혼합물의 가소를 실시하여, 가소 재료를 수득할 수 있다. 가소는 원료의 열분해, 성분의 균질화, 페라이트의 생성, 소결에 의한 초미분의 소실과 적당한 정도의 입자 사이즈로의 입자 성장을 촉진시켜 원료 혼합물을 후공정에 적합한 형태로 변환시키기 위해 실시된다. 이러한 가소는 바람직하게는 800 내지 1100℃의 온도에서, 1 ~ 3시간 정도 실시할 수 있다. 가소는 대기 분위기 또는 대기보다 산소분압이 높은 분위기에서 실시해도 좋다.
다음으로 수득된 가소 재료의 분쇄를 실시하여, 분쇄 재료를 수득한다. 분쇄는 가소 재료의 응집을 무너뜨려 적당한 정도의 소결성을 갖는 분체로 하기 위해 실시된다. 가소 재료가 큰 덩어리를 형성하고 있을 때에는 조분쇄를 실시한 후 볼밀이나 아트라이터 등을 사용하여 습식 분쇄를 실시할 수 있다. 습식 분쇄는 분쇄 재료의 평균입자 직경이, 바람직하게는 0.5 내지 2㎛ 정도가 될 때까지 실시할 수 있다.
이후 수득된 분쇄 재료를 용매, 바인더, 분산제, 가소제 등의 첨가제와 함께 슬러리화하여 페이스트를 제작한다. 그리고 이 페이스트를 사용하여 50 내지 350㎛의 두께를 갖는 페라이트 시트를 형성할 수 있다. 상기 시트를 소정의 형상으로 가공한 후 탈바인더 공정, 소성 공정을 거쳐 페라이트 시트가 제조될 수 있다. 상기 소성은 바람직하게는 900 ~ 1300℃의 온도에서, 2 ~ 5시간 정도 실시할 수 있고, 이때의 분위기는 대기 분위기 또는 대기보다 산소분압이 높은 분위기에서 실시해도 좋다. 한편, 페라이트 시트를 제조하는 다른 실시예로써, 페라이트 분말과 바인더수지를 혼합한 후, 분말 압축 성형법, 사출 성형법, 캘린더법, 압출법 등의 공지의 방법에 의해 제조할 수도 있다.
다음으로 상술한 자성체의 일면에 부가되는 박막코팅층 형성 조성물에 대해 설명한다.
상기 박막코팅층 형성조성물은 고화되어 박막코팅층을 형성케 하고, 상기 박막코팅층이 각각이 분리되고 소정의 형상을 가질 수 없는 집합체 상태의 자성체 파편들의 유실을 방지하는 동시에 자성체 파편들 각각을 고정 및 지지시켜 소정의 형상을 가지는 자성층을 구현시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키며, 수분이 침투하여 자성체가 산화되는 것을 방지하는 역할을 담당한다.
상기 박막코팅층 형성조성물은 고화된 후에 자성체 파편들을 용이하게 접착시킬 수 있고, 코팅층 자체로써 소정의 형상(예를 들어 시트형상)을 갖도록 형상 유지력이 뛰어나며, 현저히 우수한 굴곡특성으로 인하여 외력에 쉽게 깨지거나 자성층의 가요성을 감소시키지 않고, 박막으로 구현될 수 있도록 도막성이 우수하며, 고화된 후 상온에서 택키(tacky)가 적어서 끈적이지 않음에 따라서 작업성을 저하시키지 않는 물성을 발현하는 재질을 구현할 수 있는 것은 제한 없이 박막코팅층 형성조성물로 사용될 수 있다.
다만, 바람직하게는 상기 박막코팅층 형성 조성물은 천연고분자 화합물 및 합성고분자 화합물 중 어느 하나 이상의 고분자화합물을 포함할 수 있고, 선택되는 고분자 화합물의 종류에 따라서 고분자 화합물을 가교시키기 위한 경화성 성분을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 박막코팅층 형성 조성물의 성상은 액상일 수 있으며, 이를 위해 상기 고분자화합물이 액상이거나 별도의 용제에 용해 또는 분산되어 액상을 가지거나 고분자 화합물이 용융되어 액상의 성상을 가질 수 있으며, 이는 구체적인 고분자화합물의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 고분자화합물 중 먼저 천연고분자 화합물은 아교, 젤라틴 등의 단백질계 고분자화합물, 전분, 셀룰로오스 및 그 유도체 및 복합 다당류 등의 탄수화물계 고분자 화합물 및 라텍스 등의 천연고무계 화합물 중 1 종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 합성고분자 화합물은 열가소성 고분자 화합물, 열경화성 고분자 화합물 및 고무계 화합물 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 열가소성 고분자 화합물은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 스트렌-아크릴로나이트릴(SAN), 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리아미드, 열가소성 폴리에스테르(Ex. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등), 폴리카보네이트, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리아미드이미드, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리히드록시폴리에테르, 폴리에테르, 폴리프탈아마이드(polypthalamide), 불소계 수지(Ex. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)), 페녹시 수지, 폴리우레탄계 수지, 나이트릴부타디엔 수지 등을 1 종 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 열경화성 고분자 화합물은 페놀계수지(PE), 유레아계 수지(UF), 멜라민계 수지(MF), 불포화 폴리에스테르계 수지(UP) 및 에폭시 수지 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 고무계 화합물은 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), 아크릴로나이트릴-부타디엔 고무(NBR), 폴리이소부틸렌(PIB) 고무, 아크릴고무, 불소고무, 실리콘 고무 및 클로로프렌 등을 1종 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 포함되는 박막코팅층 형성조성물은 고화되어 형성된 박막코팅층의 완충작용 향상을 통한 자성체의 의도하지 않은 미세파편화를 방지하고, 자성시트의 가요성을 더욱 향상시키는 동시에 절연체로써의 작용하기 위하여 고분자화합물 중 합성고분자 화합물, 보다 바람직하게는 고무계 화합물을 포함할 수 있으며, 그 일예로써, 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체가 공중합된 폴리머가 고무계 화합물에 포함될 수 있다. 이때, 상기 각 단량체들의 공중합 몰비는 목적에 따라 변경될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 박막코팅층 형성 조성물에 포함되는 일성분으로 선택되는 고분자화합물이 가교되어 박막코팅층을 형성하는 고분자화합물인 경우 상기 조성물에 더 포함될 수 있는 경화성 성분은 선택된 특정 고분자화합물을 경화시킬 수 있는 공지의 경화성 성분인 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 아민 화합물, 페놀 수지, 산무수물, 이미다졸 화합물, 폴리아민 화합물, 히드라지드 화합물, 디시안디아미드 화합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 방향족 아민 화합물 경화성 성분으로는m-자일렌디아민, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐셜폰, 디아미노디에칠디페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]셜폰, 4,4-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 등이 있으며 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 페놀 수지 경화성 성분으로는 페놀노볼락수지, 크레졸노볼락수지, 비스페놀A 노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 폴리-p-비닐페놀 t-부틸페놀노볼락수지, 나프톨노볼락수지 등이 있으며, 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다.
상기 박막코팅층 형성 조성물에 경화성 성분을 더 포함하는 경우 상기 경화성 성분의 함량은 선택되는 고분자화합물의 종류와 경화성성분의 종류에 따라 달라질 수 있어서 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않으나, 일예로 고분자 화합물 100 중량부에 대하여 5 ~ 60 중량부의 경화성 성분을 포함할 수 있다. 만일 경화성 성분의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 경화반응이 미약하여 목적하는 수준의 굴곡특성, 인장특성을 발현하지 못할 수 있고, 60 중량부를 초과하면, 고분자 화합물과의 반응성이 높아지게 되어 취급성, 장기보관성 등의 물성 특성을 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 포함되는 상기 박막코팅층 형성조성물은 상술한 고분자화합물, 경화성 성분 이외에 용제, 경화촉진제 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 용제는 통상적으로 코팅조성물에 사용되는 용제의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤 (MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류, 메틸셀로솔브, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 아세트산부틸셀로솔브 등의 에테르류일 수 있다. 상기 용제의 사용량은 특별히 한정하는 것은 아니나 상술한 고분자화합물 100 중량부에 대해 10 ～ 500 중량부가 바람직하다.
상기 경화 촉진제는 선택되는 고분자화합물 및 경화성 성분의 구체적인 종류에 의해 결정될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않으며, 이에 대한 비제한적 예로 아민계, 이미다졸계, 인계, 붕소계, 인-붕소계 등의 경화촉진제가 있고, 이들을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있다. 경화 촉진제의 함량은 고분자화합물 100 중량부 당 약 0.1~10 중량부, 바람직하게는 0.5~5 중량부가 바람직하다.
상기 기타 첨가제는 구체적으로 pH 조정제, 이온포착제, 점도조정제, 요변성(搖變性) 부여제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 착색제, 탈수제, 난연제, 대전방지제, 방미제(防黴劑), 방부제 등 1종 이상을 포함할 수 있고, 이때 각각의 첨가제의 구체적 종류는 각 첨가제에 따른 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 박막코팅층 형성 조성물이 경화성 성분을 포함하는 경우 고분자화합물과 경화성 성분이 혼합된 상태의 1액형 조성물이거나 반경화 및/또는 경화를 위한 시점에 둘 중 어느 하나의 성분이 다른 성분에 혼합되는 2액형 조성물일 수 있으며, 이는 구체적인 고분자화합물의 종류, 이에 따른 경화성 성분의 종류 및 구체적인 경화방법에 의해 달라질 수 있어 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 박막코팅층 형성 조성물의 점도는 10 ~ 3000cps 일 수 있는데, 이를 통해 자성체상에 매우 얇은 두께로 균일하게 도막될 수 있어서 경화 후 박막화된 코팅층을 형성시킬 수 있는 이점이 있다. 다만, 박막코팅층 형성조성물을 자성체상에 부가시키는 구체적인 방법에 따라 달라질 수 있으며, 일예로 실크스크린방법의 경우 상기 점도는 1000 ~ 30000 cps일 수 있다.
이때, 자성체의 적어도 일면에 부가되는 박막코팅층 형성 조성물의 양은 조성물의 점도에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 부가된 조성물이 완전경화 후 형성된 박막코팅층의 두께가 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하가 되도록 부가됨이 바람직하고, 이를 통해 자성시트 전체의 박막화에 기여할 수 있다.
상술한 박막코팅층 형성 조성물을 자성체상에 부가시키는 구체적인 방법은 공지된 코팅조성물을 피코팅면에 부가시키는 방법이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 블레이드(blade) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 캐스팅(casting), 프린팅 방법, 트랜스퍼(transfer) 방법, 브러싱, 딥핑(dipping) 또는 스프레잉(spraying) 등의 방법으로 자성체상에 조성물을 부가시킬 수 있다. 이때 도막량을 형성시키려는 박막코팅층의 두께, 후술하는 파편화된 자성체 사이의 이격공간에 박막코팅층을 충진시키려는 정도에 따라 달리 설정될 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시켜 박막코팅층을 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 (2) 단계에서 수행되는 박막코팅층 형성조성물의 고화는 액상의 박막코팅층 형성 조성물을 건조, 냉각 및/또는 화학반응에 의한 경화를 통해 반고상 또는 고상으로 변형시키는 과정이며, 상기 과정에 압력이 더 부가될 수 있다.
상기 건조과정을 통해 고화된 박막코팅층은 조성물 상에서 용제만이 휘발된 상태로 잔존하는 고분자화합물 단독, 고분자화합물 및 경화성 성분의 혼합물, 또는 고분자화합물이 경화성 성분에 의해 일부 경화 또는 전부 경화된 상태의 화합물일 수 있다.
또한, 상기 냉각을 통해 고화된 박막코팅층은 용융시킨 고분자화합물, 일예로 폴리에틸렌과 같은 열가소성 수지를 포함하는 박막코팅층 형성조성물이 용융상태에서 냉각을 통해 형성될 수 있으며, 박막코팅층은 고분자화합물 그 자체일 수 있다.
또한, 상기 화학반응에 의한 경화를 통해 고화된 박막코팅층은 고분자화합물이 열, 광선 또는 이들이 혼합된 혼성 경화를 통해 형성된 것일 수 있고, 이에 따라 박막코팅층은 고분자화합물이 경화성 성분을 포함 또는 불포함하여 가교된 화합물일 수 있다.
상기 고화의 정도에 대한 선택은 구체적 구현예에 따라 달라질 수 있다. 일예로, 복수개의 자성층을 구비하는 자성시트를 제조함에 있어서, 복수개의 자성체를 별도의 접착제층을 사용하지 않고, 박막코팅층을 접착제층으로 대용하기 위하여 박막코팅층을 반고화 상태로 유지시킬 수 있다. 즉, 완전 고화된 박막코팅층은 바람직하게는 작업성을 위하여 상온택키도 거의 없고, 접착성이 없기 때문에 완전경화된 박막코팅층을 다른 자성체와과 부착시키는 것은 접착제 없이는 매우 어려울 수 있다. 그러나 반고화된 박막코팅층은 2개의 자성체를 별도의 접착제 없이도 완전고화를 통해 부착시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 만일 자성시트가 보호부재 또는 접착부재를 더 구비하는 경우 이와 같은 부재를 부착시키기 위해서는 별도의 접착제나 양면테이프 등이 필요한데 반고화된 박막코팅층은 상기 부재를 별도의 접착제 없이도 완전고화를 통해 부착시킬 수 있다. 다만, (2) 단계에서 박막코팅층을 1회로 완전고화를 시키지 않더라도 최종 제조되는 자성시트에 포함되는 박막코팅층은 완전고화 상태가 되도록 고화시키는 과정을 복수회로 더 포함할 수 있다.
상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 방법은 조성물에 포함된 고분자화합물의 종류에 따라 달라질 수 있음에 따라 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 고화시키는 일방법인 경화에 대해 설명하면, 용제 휘산에 의한 경화, 열/광선/수분 등을 통한 경화 중 어느 것이나 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 경화는 열, 광선 및 압력 중 어느 하나 이상이 순차적으로 또는 동시에 가해져 이루어질 수 있다.
먼저, 열 경화는 50 ~ 200℃의 온도로 1 초 ~ 10 분 동안 경화를 수행할 수 있고, 구체적인 경화방법은 공지된 방법을 사용할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 비제한적이 예로써, 별도의 열원을 통과하게 하여 경화시킬 수 있으며, 이때 부가적으로 일정 압력을 더 가할 수도 있고, 열과 압력을 동시에 가할 수 있는 일예로써, 목적하는 온도로 가열된 핫롤러에 박막코팅층 형성조성물이 부가된 자성체를 통과시켜 박막코팅층 형성 조성물을 경화시킬 수 있다.
또한, 만일 광경화되는 경우 가해지는 방사선은 바람직하게 고-에너지 방사선, 즉 UV 방사선 또는 일광, 바람직하게 200 nm 이상 내지 750　nm이하 파장인 광의 작용하에 수행될 수 있다. 방사선 광원 또는 UV 광원으로서 예를 들면 중압 또는 고압 수은증기 등이 있고, 여기에서 수증 증기는 갈륨 또는 철과 같은 다른 원소를 투여함으로써 변형될 수 있다. 레이저, 펄스(pulsed) 램프 (UV 플래쉬 램프라 명명됨), 할로겐 램프 또는 엑시머(excimer) 방사선 수단 또한 사용될 수 있다. 방사선 수단은 고정된 위치에 설치될 수 있고 조사될 자성체는 기계적 장치의 수단에 의한 방사선원을 지나가면서 이동하거나, 또는 방사선 수단은 이동이 가능할 수 있고 조사될 자성체는 경화되는 동안 위치가 바뀌지 않는다. UV 경화에 의한 경화에서 통상적으로 충분한 방사선 투여량은 80 mW/cm2 이상 내지 3000 mW/cm2 이하의 방사선 강도를 갖는 80 mJ/cm2 이상 내지 5000 mJ/cm2 이하의 범위 내이다. 또한, 방사선은 임의로 예를 들면 불용성 기체 대기 또는 산소가 고갈된 대기 하에서 산소를 제외하고 수행될 수 있다. 적합한 불용성 기체는 바람직하게 질소, 이산화탄소, 비활성 기체 또는 연소 기체이다. 또한, 조사는 방사선을 투과하는 매질을 갖는 건조 층을 피복함으로써 수행될 수 있다. 이러한 예는 합성 필름, 유리 또는 물과 같은 액체이다.
다음으로, 본 발명에 따른 (3) 단계로써 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 박막코팅층이 형성된 자성체를 파쇄시켜 자성체 파편들로 형성된 자성층을 제조하는 단계를 수행한다.
상기 (3) 단계를 통해 생성된 자성체 파편들로 형성된 자성층은 자성체일때에 대비하여 우수한 가요성을 가질 수 있다. 구체적으로, 자성시트의 슬림화, 박형화를 위해서는 유닛에 구비되는 자성체의 두께가 동시에 매우 얇아져야 하는데, 통상의 자성시트에 구비되는 자성체들은 취성이 매우 강해 자성체의 두께가 얇아질 경우 매우 약한 외력에도 크랙이 발생하거나 미세 파편들로 부서짐에 따라서 크랙이 발생하기 전 시트상일 때 투자율보다 크랙 발생 후 투자율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
또한, 매우 얇게 구현된 자성시트는 제조 후 보관, 운송 및 이를 제품의 부품으로 공정에 투입 시 작업성을 현저히 감소시키는 문제점이 있다. 구체적으로 자성시트는 안테나 등이 형성된 피착면 상에 배치되며, 안테나 특성을 보다 향상시키고, 자성시트의 이탈을 방지하기 위해 안테나가 형성된 피착면 상에 밀착되도록 부착시키는 것이 일반적이다. 이와 같은 부착 공정을 도 1을 참고로 설명하면 자성시트(100)은 접착부재(130)를 통해 피착면(미도시)에 부착될 수 있는데, 이를 위해 접착부재(130)의 접착층(130b)을 보호하는 이형필름(130a)의 제거작업이 선행된다. 그러나 이형필름(130a)을 자성시트(100)에서 박리시키기 위해서는 일정 수준 이상의 외력을 필요로 하나, 자성체의 두께가 매우 얇을 경우 상기 외력에 의해 시트에 쉽게, 그리고 현저히 많은 크랙이 발생한다. 이에 따라 크랙에 따른 물성저하를 막기 위해 크랙이 발생하지 않도록 이형필름을 벗겨내는데 매우 큰 노력이 가해져 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 자성체에 크랙이 발생하지 않도록 매우 큰 노력을 기울여 휴대용 기기를 제조한 경우에도 이후 사용자의 제품 취급 중 떨어뜨림 등의 충격에 의해 자성체에 크랙, 부서짐이 발생하여 목적하는 수준의 송수신 효율이나 송수신 거리를 담보하지 못하는 문제가 있다.
그러나 상기 (3) 단계를 통해 자성체가 파쇄되어 파편상태로 자성시트에 포함됨에 따라서 자성시트의 단면두께가 박형화 되더라도 외력에 의해서 자성체에 크랙이 더 발생할 수 있는 우려를 원천적으로 봉쇄시킬 수 있다. 또한, 자성체를 파쇄시켜 파편상태로 자성시트에 포함시키되, 파편상태의 자성체를 포함하는 자성시트가 처음부터 목적하는 기능에 관계된 신호의 송수신 효율 및 송수신 거리에서 우수한 특성을 발현할 수 있을 정도의 초기 물성 보유하고, 상기 초기 물성을 자성시트를 장착하는 완성품의 제조단계, 더 나아가 완성품의 사용단계에서도 지속적으로 유지시킬 수 있음에 따라서 통상의 비파편화된 자성체(예를 들어 자성체 리본시트)를 구비하는 자성시트에서 발생하는 의도하지 않은 파편화로 인한 물성저하 및 이로 인한 신호 송수신 성능의 현저한 저하 우려를 제거할 수 있다.
상기 자성체를 파쇄시키는 방법은 공지된 자성체의 파쇄방법인 경우 제한 없이 채용하여 사용할 수 있다. 그 일예로, 자성체 및 상기 자성체의 일면에 형성된 박막코팅층을 포함하는 적층체를 파쇄장치를 통과시켜 상기 자성체를 비정형의 파편들로 조각낼 수 있고, 이후 압력을 가하여 자성층의 평탄화 및 박막코팅층이 자성체 파편들을 더욱 잘 고정시킬 수 있고, 박막코팅층이 상기 자성체 파편들 간에 이격된 공간에 용이하게 침투할 수도 있다.
또한, 가해지는 압력은 반경화 상태의 박막코팅층을 포함하는 적층체인 경우 박막코팅층의 일부 또는 전부가 자성체 파편들 간에 존재하는 이격공간에 더욱 용이하게 침투되도록 할 수 있고, 이를 통해 자성체 파편을 더욱 잘 고정, 지지시키는 동시에 파편들을 완충시켜 외력에 의해 의도하지 않은 추가적인 파편의 손상, 파쇄, 미세 조각화가 되는 것을 방지하며, 수분의 침투를 막아 자성체가 산화되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 완전경화 상태의 박막코팅층이 굴곡특성 및 기계적 강도가 매우 우수한 소재로 형성된 경우에 박막코팅층이 반경화 상태가 아니더라도 가해지는 압력에 의해 자성체 파편들 사이에 존재하는 이격공간에 용이하게 충진될 수 있고, 이에 따라 반드시 반경화 상태의 박막코팅층이 자성체들 사이의 이격공간 충진성이 우수한 것은 아닐 수 있다.
상기 적층체에 압력을 가하는 방법은 파쇄장치에서 파쇄와 함께 적층체에 압력을 가하는 방식으로 수행되거나 적층체를 파쇄시킨 후 별도의 가압공정을 더 수행할 수도 있다.
구체적으로 도 2에 도시된 것과 같이, 요철(11a, 12a)이 있는 복수개의 제1 롤러(11, 12)와 상기 제1 롤러(11, 12)와 각각 대응되는 제2 롤러(21, 22)를 구비하는 파쇄장치에 자성체 및 상기 자성체의 일면에 형성된 박막코팅층을 포함하는 적층체(100'a)를 통과시켜 적층체(100'a)를 파쇄 및 가압시킨 뒤 제3 롤러(13) 및 상기 제3 롤러(13)에 대응되는 제4 롤러(23)를 통해 적층체(100'b)를 더 가압시켜 자성시트(100')을 제조할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 것과 같이 일표면에 복수개의 금속볼(31)이 장착된 지지판(30) 및 상기 지지판(30)의 상부에 위치하고, 피파쇄물을 이동시키기 위한 롤러(41, 42)를 구비하는 파쇄장치에 적층체(100'a)를 투입시켜 상기 금속볼(31)을 통해 압력을 가하여 자성체를 파쇄시킬 수 있다. 상기 볼(31)의 형상은 구형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 삼각형, 다각형, 타원 등일 수 있고, 지지판 상부에 위치하는 볼의 형상은 한가지 형상으로 구성되거나 여러 형상이 혼합되어 구성될 수도 있다.
다만, 상기 (3) 단계를 수행하기 전 (2) 단계에서 고화된 박막코팅층은 조성물 상태의 액상일 때에 비해서 유동성이 저하된 상태이므로 자성체가 파쇄된 후 형성되는 파편들 사이의 이격공간에 박막코팅층이 침투하기 어려울 수 있다. 이에 따라 매우 높은 굴곡특성 및 기계적 강도를 박막코팅층이 보유하지 않는 이상 자성체 파편들 각각을 코팅시킬 정도로 박막코팅층이 이격공간에 완전 침투하기는 어려울 수 있어서 따라서 본 발명의 일실예에 따른 제조방법은 박막코팅층이 비저항이 매우 작은 자성체 파편으로 형성된 자성층에서 발생하는 와전류로 인한 자기손실을 감소시키는 절연체로써 기능을 수행하는 구현예보다도, 박막코팅층이 와전류에 의한 자기손실의 우려가 매우 적은, 구체적으로 비저항이 큰 자성체(예를 들어 페라이트) 파편으로 형성되는 자기장 차페층에 가해지는 외력에 의해 상기 파편에 의도하지 않은 추가적 손상이 발생하는 것을 방지시킬 수 있는 완충재로써 기능을 수행하는 구현예에 더 적합할 수 있고, 보다 더 구체적으로 자성체는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 코발트 치환 Y형 또는 Z형 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 자성체를 자성시트에 구비시키는 경우에 적합할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 (3) 단계를 통해 파쇄된 자성체 파편의 형상은 비정형일 수 있다. 다만, 제조된 자성시트가 휘어지거나 구부러짐에 따라 발생할 수 있는 의도하지 않은 추가적인 자성체 파편의 파손, 조각, 부서짐을 더욱 방지하기 위하여 바람직하게는 일부 파편의 적어도 한 변은 직선이 아닌 만곡형상을 갖도록 파쇄될 수 있다(도 4 참조). 일변이 만곡형상을 가지는 파편이 포함될 경우 자성시트가 휘게될 때 인접한 파편과 부딪침이나 마찰이 감소할 수 있어 파편의 추가적 부서점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 보다 바람직하게 적어도 한 변이 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자성층내 전체 파편개수 중 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상, 보다 더 바람직하게는 70% 이상일 수 있다. 만일 적어도 한 변이 만곡형상을 갖는 파편의 개수가 전체 파편개수의 10% 미만일 경우 가요성 향상이 미미할 수 있고, 외부충격으로 초도에 구비시킨 파편보다 미세화된 파편이 증가할 수 있어 자성시트의 투자율 감소 등 물성저하를 초래할 수 있는 문제가 있다.
또한, 상기 자성체 파편들의 단일파편 평균입경은 50 ~ 5000 ㎛일 수 있다. 만일 평균입경이 5000㎛를 초과하는 경우 추가적인 파편의 파손, 조각의 발생이 증가하여 자성시트의 초기물성 설계치의 유지가 어려울 수 있는 문제점이 있다. 또한, 만일 파편의 평균입경이 50㎛ 미만인 경우 파쇄 전 자성체의 투자율 등 자기적 물성치가 현저히 높아야 하나 투자율이 높은 자성체 선택해야 되는 자성체 선정의 제약이 존재하고, 제조상 한계가 있음에 따라서 목적하는 수준으로 자성시트의 초기물성을 설계하기 어려운 문제가 있다. 한편, 파편의 평균입경이란 레이저 회절식 입도분포계에 의해 측정된 체적 평균 지름을 의미한다.
한편, 파편의 추가적인 파손, 조각을 더욱 방지하기 위하여 바람직하게는 상기 자성체 파편들은 하기 수학식 1에 따른 파편의 일면의 이형도가 8.0 이하, 바람직하게는 6.5이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하, 보다 더 바람직하게는 3.5 이하, 보다 더욱 바람직하게는 3.0 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 이하, 더욱 더 바람직하게는 2.0이하, 보다 더욱 더 바람직하게는 1.5 이하인 파편을 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상 보다 바람직하게는 30% 이상, 보다 더 바람직하게는 40% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 50% 이상, 더욱 바람직하게는 60% 이상, 더욱 더 바람직하게는 70% 이상 포함할 수 있다.
[수학식1]
Figure 112016096607414-pat00001
상기 수학식 1에서 파편의 외접원 직경이란 파편의 어느 일면에 존재하는 어느 두 점 사이의 거리 중 가진 긴 거리를 의미하며, 이 때에 해당되는 파편의 두 점을 지나가는 원이 파편의 외접원에 해당된다. 또한, 파편의 내접원의 직경은 파편의 어느 일면에 존재하는 두 변 이상과 접하는 내접원 중 직경이 가장 큰 내접원의 직경을 의미(도 5a의 r1, 도 5b의 r2)한다. 파편의 일면의 이형도가 크다는 것은 파편의 일면 형상이 길다랗거나(도 5a 참조) 뾰족한 부분(도 5b 참조)을 포함한다는 것을 의미하고, 이러한 형상일수록 추가적인 파편의 파손, 조각이 발생할 수 있음을 의미한다.
이에 따라 자성층(110a, 110a', 110a")에 포함되는 자성체 파편들 중 이형도가 큰 파편의 개수가 일정비율 이하로 포함됨이 바람직함에 따라서 자성층내 전체 파편들 중 상기 수학식 1에 따른 파편의 일면 이형도가 8.0 이하인 파편이 10% 이상 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 이를 만족하는 파편이 20% 이상 포함될 수 있다. 만일 이형도가 8.0을 초과하는 파편이 10% 미만인 경우 추가적인 자성체 파편의 미세 조각화로 인해 투자율 등 물성의 현저한 저하를 유발할 수 있는 문제가 있고, 목적한 초기 물성 설계치를 지속시킬 수 없을 수 있다.
한편, 상술한 방법으로 제조되는 자성시트는 도 1에 도시된 바와 같이, 박막코팅층(110b)의 상부에 배치되는 보호부재(140) 및 상기 자성층(110a)의 하부에 배치되는 접착부재(130)를 더 포함할 수 있고, 상기 접착부재(130)는 접착층(130b) 및 자성시트(100)이 피착물에 부착 전까지 상기 접착층(130b)을 보호하기 위한 이형필름(130a)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 보호부재(140)는 자성체를 파쇄시키는 공정에서 자성체에 직접적으로 외력이 가해지는 것을 방지하고, 파쇄과정에서 발생하는 자성체 분말이 비산하는 것을 방지시켜 작업장 환경의 쾌적하게 유지시키는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 안테나를 구비하는 기판에 자성시트를 부착시키는 공정에서 접착제의 경화를 위해 가해지는 열/압력 등에 자성시트를 보호하는 역할을 수행한다.
상기 보호부재(140)의 형성시기는 제한은 없으나, 바람직하게는 상술한 (1) 단계와 (2) 단계의 사이 또는 (2) 단계에서 박막코팅층을 부분 고화시키는 경우 박막코팅층을 완전고화 시키기 전까지 형성시키는 것이 바람직하다. 이는 보호부재를 박막코팅층 상에 형성시키기 위해서는 별도의 접착제가 요구될 수 있는데, 별도의 접착제는 자성시트의 박막화에 역행하며, 제조비용을 향상시키는 문제가 있다. 그러나 (1) 단계에서 박막코팅층 조성물 상에 보호부재를 형성시키고 (2) 단계의 고화과정을 거칠 경우 별도의 접착제 없이 보호부재를 박막코팅층 상에 형성시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 상술하였듯이, 부분과화나 건조된 박막코팅층의 경우에도 별도의 접착제 없이도 보호부재를 박막코팅층 상에 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 보호부재(140)는 별도의 접착제 없이 상술한 (3) 단계의 파쇄공정 수행시까지 자성층(110a)의 하부면 또는 박막코팅층(110a)의 상부면에 배치될 수 있으며, (3) 단계 수행 이후 제거될 수도 있다.
상기 보호부재(140)는 통상적으로 자성시트에 구비되는 보호필름일 수 있으며, 자성체의 파쇄공정 또는 자성시트의 부착공정에서 가해지는 열이나 외력을 견딜 수 있을 만큼의 내열성 및 외부에서 가해지는 물리적, 화학적 자극에 대해 자성층(110a)을 보호할 수 있을 정도의 기계적 강도, 내화학성이 담보되는 재질의 보호부재의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 가교 폴리프로필렌, 나일론, 폴리우레탄계 수지, 아세테이트, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드아마이드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드(PPS). 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE) 등의 필름을 단독 또는 병용할 수 있다.
또한, 상기 보호부재(140)는 1 ~ 100㎛, 바람직하게는 10 ~ 30 ㎛의 두께를 가지는 것을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 접착부재(130)는 자성시트(100)을 안테나 또는 안테나가 구비된 기판 등에 부착시키기 위한 역할을 수행한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 접착부재(130)는 자성시트(100)을 피부착면에 부착시키는 접착층(130b)을 포함할 수 있고, 상기 접착층(130b)을 보호하기 위한 이형필름(130a)을 더 구비할 수 있다. 상기 이형필름(130a)은 접착층(130b)에서 쉽게 제거될 수 있는 통상의 공지된 이형필름의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않고, 최종 피착면 자성시트가 부착되기 전 자성시트(100)에서 제거될 수 있다.
상기 접착층(130b)은 자성층(110a)의 하부에 접착층 형성 조성물이 도포되어 형성되거나, 이형필름(130a)상에 접착조성물이 도포되어 형성된 접착층(130b)이 자성층(110, 110')에 부착되어 구비될 수 있다. 또한 상기 접착층(130b)은 기계적강도의 보강을 위하여 지지필름의 양면에 접착층 형성조성물이 코팅된 양면형 접착층일 수도 있다.
한편, 상술한 접착부재(130)와 보호부재(140)의 자성시트(100)에서의 위치관계는 도 1과 다르게, 자성층(110a)의 하부면에 별도의 접착층을 개재시켜 보호부재(140)가 부착되고, 박막코팅층(130)의 상부면에 접착부재(130)가 부착될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 자성시트의 제조방법은 도 6에 도시된 것과 같이 자성시트(200)에 복수개의 자성층(210a1, 210a2, 210a3)이 구비되고, 인접한 자성층(210a1/210a2, 210a2/210a3) 사이에 박막코팅층(210b2, 210b3)이 위치하는 자성시트(200)을 구현하도록, (Ⅰ) 인접하는 자성체 사이에 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 박막코팅층이 개재되도록 하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계 및 (Ⅱ) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 상기 적층체를 파쇄시키는 단계를 포함하여 자성시트가 제조될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 (Ⅰ) 단계로써, 인접하는 자성체 사이에 박막코팅층이 개재되도록 하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계를 수행한다.
상기 (Ⅰ) 단계는 Ⅰ-1) 일자성체의 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키고, 상기 박막코팅층 형성 조성물 상부에 타자성체를 적층시키는 공정을 반복하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계 및 Ⅰ-2) 상기 적층체에 포함되는 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다(방법 A).
또는, 상기 (Ⅰ) 단계는 Ⅰ-a) 양면에 박막코팅층 형성 조성물이 부가된 자성체를 적층되는 자성체의 총 개수가 홀수개인 경우 짝수 번째 자성체로 배치 또는, 적층되는 자성체의 총 개수가 짝수개인 경우 홀수 번째 자성체로 배치시켜 적층체를 제조하는 단계 및 Ⅰ-b) 상기 적층체에 포함된 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다(방법 B).
상기 (Ⅰ) 단계에 대한 방법 A 및 방법 B를 비교하면, 3개의 자성층이 구비되는 자성시트를 제조하기 위해 방법 A의 경우 3회에 걸쳐 자성체를 적층시키는 공정과 2회의 박막코팅층 형성조성물을 부가시키는 공정을 수행함에 반하여 방법 B는 3회에 걸쳐 자성체를 적층시키는 공정과 1회의 박막코팅층 형성조성물을 부가시키는 공정을 수행함으로써 공정 단축 및 제조시간 단축의 이점이 있을 수 있다.
한편, 상기 방법 A 또는 방법 B에서 적층체에 포함되는 박막코팅층 형성 조성물을 건조 및/또는 부분고화시킬 경우 Ⅰ-2) 단계 또는 Ⅰ-b) 단계 이후 반경화된 박막코팅층을 완전 고화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 복수개의 자성체는 자성체의 조성, 미세구조 및/또는 물성에 있어서 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 각각의 자성체의 두께도 목적에 따라 서로 동일하거나 일부 또는 전부 상이하게 구성시킬 수 있으며, 본 발명은 이들에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 (Ⅰ) 단계 수행 이후에, 본 발명에 따른 (Ⅱ) 단계로써, 상기 적층체를 파쇄시키는 단계를 수행하며, 상기 (Ⅱ) 단계의 설명은 상술한 본 발명에 따른 (3)단계에서의 설명과 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
상술한 (Ⅰ) 및 (Ⅱ) 단계를 통하여 복수개의 자성층을 구비하는 자성시트는 도 1에 따른 자성시트와 같이 단층의 자성층만 구비시킨 자성시트는 경우에 따라 일부 적용처에 적합한 수준의 물성을 발현시키기에 한계가 있을 수 있다. 즉, 자성시트의 자기적 특성의 향상시키기 위하여 투자율 등의 자기적 특성이 우수한 자성체를 선택하거나, 투자율이 다소 낮은 자성체인 경우 자성층의 두께를 증가시켜 자성층이 쉽게 자기포화되지 않도록 구현시킬 수 있다. 다만, 자성층의 두께를 증가시키기 위해서는 상기 자성층을 형성시키는 단층의 자성체 시트 두께를 일정수준 이상으로 증가시켜야 한다. 그러나 자성체 시트, 예를 들어 리본시트를 두껍게 제조하는 것은 공정상 어렵고, 소성 공정에서 시트의 표면부와 내부가 모두 균일하고 동일하게 소성되지 못해 소성입자 구조가 상이할 수 있어서 투자율의 향상이 미미할 수 있다. 이에 따라 자성층 자체를 복수개로 구비시켜 자성시트에서 자성층의 전체적 두께 증가를 통한 자성층의 자기포화 용량을 증대시킬 수 있으며, 적층된 자성층을 구비하는 자성시트는 목적하는 용도의 안테나 특성을 더욱 향상시켜 신호 송수신 효율 및 송수신 거리를 현저히 향상시킬 수 있다.
자성시트 내에 복수개로 자성층을 구비할 경우 2 ~ 12개, 보다 바람직하게는 3 ~ 10개의 자성층을 구비함이 바람직하다. 만일 자성층의 적층수가 12개를 초과인 경우 목적하는 안테나의 특성 향상의 정도가 미미할 수 있고, 만일 적층수가 2개 미만일 경우 목적하는 안테나 특성의 향상 폭이 단층의 자성층인 경우와 비교했을 때, 미미하여 목적하는 수준으로 안테나 특성을 향상시키지 못할 수 있다. 또한, 복수개로 구비되는 자성층에서 각각의 자성층에 포함된 자성체의 물성, 미세구조, 조성 등은 모두 동일하거나 일부 동일 또는 모두 상이할 수 있다.
한편, 상술한 도 2a 및 도 2b의 경우와 유사하게, 복수개의 자성층이 포함되는 경우에 도 6에 도시된 자성시트와는 다르게 굴곡특성이 매우 뛰어난 박막코팅층의 선택, 또는 (Ⅱ) 단계에서 파쇄시 및/또는 파쇄 후의 별도의 가압공정을 수행함을 통하여 도 6의 제2 박막코팅층(210b2)의 일부는 제1 자성층(210a1)을 형성하는 파편들 사이에 존재하는 이격공간의 하부 및 제2 자성층(210a2)을 형성하는 파편들 사이에 존재하는 이격공간의 상부에 침투할 수 있고, 제3 박막코팅층(210b3)의 일부는 제2 자성층(210a2)을 형성하는 파편들 사이에 존재하는 이격공간의 하부 및 제3 자성층(210a3)을 형성하는 파편들 사이에 존재하는 이격공간의 상부에 침투하여 파편의 지지, 고정, 외력에 의한 추가적 파편의 손상, 파쇄, 미세 조각화 방지 및 수분침투 방지 효과가 더욱 향상될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 것과 같이 보호부재(240)는 별도의 접착제 없이 제1 박막코팅층(210b1) 상에 부착되거나 또는 도 6과는 상이하게 별도의 접착층(미도시)을 통해 제1 박막코팅층(210b1) 상에 또는 제1 박막코팅층(210b1)을 생략하여 제1 자성층(210a1)상에 부착될 수 있으며, 또는 제1 자성층(210a1)이나 제1 박막코팅층(210b1)상에 어떠한 부착도 없이 상술한 (Ⅱ)공정을 수행하는 동안 일시적으로 배치된 후 (Ⅱ)공정 종료 후 제거될 수도 있다. 상기 보호부재(240)의 형성시기는 본 발명에서는 특별히 제한하지 않으며, 일예로, 상기 (Ⅰ) 공정과 (Ⅱ) 공정 사이 또는 (Ⅰ) 공정에서 형성된 박막코팅층이 건조 및/또는 부분고화 상태인 경우 (Ⅱ) 공정 후 자성시트에 구비될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 것과 같이 자성시트가 부착될 피착면과의 접착을 위한 접착부재(230)가 제4 박막코팅층(210b4) 하부에 구비될 수 있다. 이때, 상기 접착부재(230)는 별도의 접착층(미도시)을 통해 제4 박막코팅층(210b4) 하부에 부착될 수 있다. 한편, 도 6과는 상이하게 최하부에 위치하는 자성층의 하부면에 박막코팅층이 구비되지 않는 경우, 예를 들어 상기 제3 자성층(210a3) 하부면에 제4 박막코팅층(210b4)이 형성되지 않는 경우 상기 접착부재(230)는 접착층(미도시)을 통해 제3 자성층(210a3)하부에 직접 접착될 수 있다. 상기 접착부재(230)의 형성시기는 본 발명에서는 특별히 제한하지 않으며, 일예로 상기 (Ⅰ) 공정과 (Ⅱ) 공정 사이 또는 (Ⅱ) 공정 후 자성시트에 구비될 수 있다.
한편, 복수개의 자성층을 구비하는 자성시트를 제조하는 방법은 상술한 방법(방법 A, 방법 B)과 다르게, 적어도 일면에 고화된 박막코팅층이 형성된 자성체를 복수개 준비하는 단계, 인접하는 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 자성체를 적층시키는 단계, 적층된 자성체를 파쇄시키는 단계 및 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다(방법 C). 또는 상기 방법 A, 방법 B 및 방법 C와 다르게, 적어도 일면에 고화된 박막코팅층이 형성된 복수개의 자성체를 각각 독립적으로 파쇄시키는 단계, 인접하는 파쇄된 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 파쇄된 자성체를 적층시키는 단계 및 고화된 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다(방법 D).
또한, 상술한 본 발명에 따른 제조방법에 의해 구현된 여러 실시예들의 자성시트(100, 100', 100", 200)은 적어도 어느 일면에 전자파 차폐 및/또는 방열을 수행하는 기능층(미도시)을 적어도 하나 이상 더 구비할 수 있다. 상기 기능층을 구비하는 자성시트는 전원 노이즈와 같은 전자파로 인하여 조합되는 안테나의 주파수 변동폭이 현저히 증가하는 것을 방지하여 안테나의 불량률을 감소시키며, 적용되는 휴대기기 등의 발열시 열분산이 용이하여 발열로 인한 부품의 내구성 저하, 기능저하, 사용자에게 열전달로 인한 불쾌감을 방지할 수 있다.
또한, 자성시트의 상부 및/또는 하부에 구비된 기능층이 방열기능을 구비하는 기능층일 경우 자성시트의 수평방향으로 열전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, 자성시트에 포함된 자성층이 자성체 파편 간의 이격된 미세공간에 공기를 포함하고 있음에 따라서 상기 미세공간의 공기로 인한 단열효과로 인해 자성층의 수직방향으로의 열전도가 억제될 수 있다.
구체적으로 자성시트(100)의 보호부재(140)의 상부 및/또는 접착부재(130)의 하부에 전자파 차폐층, 방열층 및/또는 이들이 적층된 복합층이나 이들이 하나의 층으로 기능이 복합된 복합층과 같은 기능층이 구비될 수 있다. 일예로, 열전도도 및 도전율이 우수한 구리, 알루미늄 등의 금속 포일이 접착제나 양면테이프를 통해 보호부재(140)의 상부에 부착될 수 있다. 또는 Cu, Ni, Ag, Al, Au, Sn, Zn, Mn, Mg, Cr, Tw, Ti 또는 이들 금속의 조합이 보호부재(140)상에 스퍼터링, 진공증착, 화학기상증착 등의 공지된 방법으로 증착되어 금속박막을 형성할 수도 있다. 상기 기능층이 접착제를 통해 구비되는 경우 상기 접착제는 공지의 접착제일 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 등의 접착제를 사용할 수 있다. 한편 상기 접착제에도 방열성능을 부여시켜 사용할 수 있고, 이를 위해 접착제에 니켈, 은, 탄소소재 등의 공지된 필러를 혼합시킬 수 있으며, 상기 필러의 함량은 공지된 방열접착제내 필러의 함량일 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
상기 기능층의 두께는 5 ~ 100㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 자성시트의 박막화를 위해 10 ~ 20㎛의 두께로 형성시킴이 바람직하다.
이상으로 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 제조방법으로 구현된 자성시트(100, 100', 100", 200)은 소정의 주파수에서 자기적 특성이 상이한 다른 자성시트와 복합화되어 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 안테나의 특성을 각각 동시에 향상시킬 수 있는 복합 자성시트로 구현될 수도 있으며, 이때 서로 다른 자성시트의 배치는 적층구조일 수 있고, 어느 일 자성시트가 다른 자성시트의 내부에 끼워져 배치될 수 있는 등 본 발명에서는 구체적인 배치관계에 대해서는 한정하지 않는다.
이상에서 상술한 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 자성시트는 특정 주파수에서는 자기장 차폐의 목적으로 사용될 수 있고, 동일한 자성시트일지라도 다른 특정 주파수대역에서는 전자파 흡수의 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 전자파 차폐나 흡수의 용도가 아닌 안테나의 코어용 자성체로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 자성시트 제조
에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 7 중량% 및 톨루엔 93 중량%를 혼합하여 박막코팅층 형성 조성액을 제조하였다.
이후, 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 Fe91 . 6Si2B6Co0 . 2Ni0 .2 비정질 합금 리본을 제조 후에 시트 형상으로 커팅한 두께가 24㎛인 리본시트를 460℃, 대기 분위기에서 1시간 무자장 열처리하여 리본시트를 제조하고, 상기 박막코팅층 형성 조성액을 바코터(Barcoater, RDS 22)를 이용하여 리본시트에 코팅하고, 100℃에서 1분간 건조하여 두께가 3㎛인 박막코팅층을 형성하였다
이후, 상기와 리본시트 2 장을 130℃, 10kg/cm2 롤프레스 공정 조건 하에서 적층하고, 도 2b 및 도 7에 도시된 것과 같은 파쇄장치를 3회 통과시켜 자성체 파편들을 구비한 자성시트를 제조하였다.
실시예 2 ~ 8.
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 상기 박막코팅층 형성 조성액을 하기 표 1과 같이 변경하여 실시하여 자성시트를 제조하였다.
비교예 1.
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 상기 박막코팅층을 형성하여 롤프레스 공정을 통해 적층하는 대신, 두께가 10㎛인 양면테이프(지지기재 PET, 케이원 코퍼레이션, VT-8210C)를 상기 2 장의 리본시트 사이에 개재하여 접착시킨 자성시트를 제조하였다.
구분 바인더 용매
종류 중량% 종류 중량%
실시예 1 EPDM 9 톨루엔 91
실시예 2 CPE
(Chlorinated Polyethylene)		 10 톨루엔 90
실시예 3 아크릴고무 18 톨루엔 82
실시예 4 polyethylene 14 MEK
(MethylEthylketone)		 86
실시예 5 EVA
(ethylene-vinyl acetate copolymer)		 14 물 86
실시예 6 Epoxy
(Bisphenol-A)		 30 MEK 70
실시예 7 Epoxy
(CTBN 고무변성)		 18 톨루엔/MEK 82
실시예 8 PU
(polyurethane)		 17 톨루엔/MEK 83
비교예 1 PET (polyethylene terephthalate) 양면 테이프
실험예 1.
실시예와 비교예에 따른 자성시트의 제조단계에서 준비된 적층체에 대하여 접착력을 평가하였다. 구체적으로, 적층된 2장의 리본시트 사이의 박막 코팅층의 접착력을 평가하기 위해, 자성체 파편을 포함하는 2장의 리본시트로 구성된 자성시트를 손으로 분리하고, 이때 자성시트가 깨지는 정도를 평가하여, 접착력이 매우 좋은 경우를 ◎, 좋은 경우 O, 나쁜 경우 △ , 매우 나쁜 경우는 × 로 표시하여 하기 표 2에 나타내었다.
실험예 2.
실시예와 비교예를 통해 준비된 자성시트에 대하여 하기와 같은 물성을 평가하여 표 2에 나타내었다.
1. 연신력 평가
자성시트 내부에 구비된 자성체 연신력을 측정하기 위해, 자성시트를 3㎝ × 3㎝ 크기의 시료로 샘플링하고, 양 끝에서 20kg/cm2 의 장력을 가하여 10초간 유지한 후, 자성시트가 파단되는 정도를 평가하여, 실시예 1을 통해 제조된 자성시트를 기준으로 1 ~ 100의 수치로 나타내었다. (숫자가 클수록 연신력 우수)
2. 자성체 파편 박리 방지 정도 평가
자성시트 내부에 구비된 자성체 파편의 박리 방지 정도를 측정하기 위해, 자성시트를 3㎝ × 3㎝ 크기의 시료로 샘플링하고, 양 끝에서 20kg/cm2 의 장력을 가하여 10초간 유지한 후, 자성시트 표면에 자성체 파편의 박리 방지 정도를 육안으로 확인하고, 그 결과를 육안으로 평가하여 자성체 파면 박리가 전혀 없는 경우 매우 좋은 경우를 ◎, 좋은 경우 O, 나쁜 경우 △, 매우 나쁜 경우는 × 로 나타내었다.
3. 상온 택(tack) 평가
자성시트를 3㎝ × 3㎝ 크기의 시료로 샘플링하고, 프로브텍(Probe Tack) 측정장비를 이용하여 tack 측정을 하였으며, 이 때 프로브(probe)의 직경은 5㎜이며, 측정 조건은 load 200gf의 힘으로 10초 동안 유지한 후 10㎜/sec로 풀링(pulling)하여 택(tack) 측정을 하였다.
이 때, 자성시트 상/하 표면의 택(tack) 결과가 10gf 이상이면 택(tack)이 과다하다고 판단하여 O 표시하였고 10gf 이하이면 문제가 없다 판단하여 × 표시하였다.
구분 접착력 연신력 자성체 파편 박리 정도 택(tack)
실시예 1 O 100 ◎ X
실시예 2 O 85 △ X
실시예 3 O 94 ◎ X
실시예 4 ◎ 76 ◎ X
실시예 5 O 78 △ O
실시예 6 ◎ 74 ◎ O
실시예 7 ◎ 86 ◎ O
실시예 8 O 79 O O
비교예 1 △ 62 (자성체 없음) O
상기 표 1 및 표 2를 참조하면,
본 발명의 일 예에 따라 파쇄시킨 자성체 파편들로 형성된 자성층과 박막코팅층을 포함하여 제조된 실시예 1 내지 8의 자성시트의 경우, 기존의 PET 양면 테이프를 사용한 자성시트 대비 접착력, 연신력 및 택에 대한 물성이 대체적으로 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
구체적으로, 실시예 1과 같이 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 9 중량%을 포함하여 박막코팅층을 제조한 자성시트의 경우, 접착력은 기타 실시예와 동등 수준이나, 연신력, 자성체 파편 박리 정도 및 택이 모두 우수한 특성을 나타내었다.
또한 실시예 1과 상이한 고무계 물질인 CPE, 아크릴 고무로 박막코팅층을 형성한 실시예 2 및 3의 경우, 각각 자성체 파편 박리 정도면에서 실시예 1보다 약간 떨어지지만, 전체적으로 우수한 특성을 나타내었다.
나아가 고무계가 아닌 기타 재질로 박막코팅층을 형성한 실시예 4 내지 8의 경우, 고무계 물질을 사용한 실시예 1 내지 3에 비해 다소 떨어지는 수준의 물성을 나타내지만, 기존의 양면 테이프를 사용하는 비교예 1 대비 상대적으로 모든 면에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
100, 100', 100", 200: 자성시트
110a, 110a', 110a", 210a: 자성층
110b, 110b', 110b", 210b: 박막코팅층
130, 230: 접착부재
140, 240: 보호부재

Claims (14)

  1. (1) 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 박막코팅층을 형성시키기 위하여 자성체의 적어도 일면에 고무계 화합물인 합성고분자 화합물을 포함하는 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키는 단계;
    (2) 상기 박막코팅층 형성 조성물을 고화시켜 두께가 5㎛ 이하인 박막코팅층을 형성시키는 단계; 및
    (3) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 박막코팅층이 형성된 자성체를 파쇄시켜 자성체 파편들로 형성된 자성층을 제조하는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 박막코팅층 형성 조성물은 상기 합성고분자 화합물을 가교시키기 위한 경화성 성분을 더 포함하는 자성시트 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박막코팅층 형성 조성물은 점도가 10 ~ 3000 cps 인 자성시트 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고무계 화합물은 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체가 공중합된 폴리머인 자성시트 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고화는 열, 광선 및 압력 중 어느 하나 이상이 순차적으로 또는 동시에 가해져 이루어지는 경화, 건조 및 냉각에 의해 이루어지는 자성시트 제조방법.
  8. (Ⅰ) 인접하는 자성체 사이에 자성체 파편들을 소정의 형상으로 유지시키고, 자성체 파편들에 가해지는 외력을 완충시키기 위한 고무계 화합물인 합성고분자 화합물을 포함하는 박막코팅층 형성 조성물을 통해 형성된 두께가 5㎛ 이하인 박막코팅층이 개재되도록 하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및
    (Ⅱ) 자성시트의 가요성을 향상시키기 위하여 상기 적층체를 파쇄시키는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (Ⅰ) 단계는
    Ⅰ-1) 일자성체의 일면에 박막코팅층 형성 조성물을 부가시키고, 상기 박막코팅층 형성 조성물 상부에 타자성체를 적층시키는 공정을 반복하여 복수개의 자성체를 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및
    Ⅰ-2) 상기 적층체에 포함되는 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 (Ⅰ) 단계는
    Ⅰ-a) 양면에 박막코팅층 형성 조성물이 부가된 자성체를 적층되는 자성체의 총 개수가 홀수개인 경우 짝수 번째 자성체로 배치 또는, 적층되는 자성체의 총 개수가 짝수개인 경우 홀수 번째 자성체로 배치시켜 적층체를 제조하는 단계; 및
    Ⅰ-b) 상기 적층체에 포함된 박막코팅층 형성 조성물을 고화시키는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  11. 적어도 일면에, 고무계 화합물인 합성고분자 화합물을 포함하는 박막코팅층 형성 조성물을 통해 형성되어 고화된 두께가 5㎛ 이하인 박막코팅층이 형성된 자성체를 복수개 준비하는 단계;
    인접하는 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 자성체를 적층시키는 단계;
    적층된 자성체를 파쇄시키는 단계; 및
    부분고화 또는 완전고화된 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  12. 적어도 일면에, 고무계 화합물인 합성고분자 화합물을 포함하는 박막코팅층 형성 조성물을 통해 형성되어 고화된 두께가 5㎛ 이하인 박막코팅층이 형성된 복수개의 자성체를 각각 독립적으로 파쇄시키는 단계;
    인접하는 파쇄된 자성체 사이에 박막코팅층이 위치하도록 복수개의 파쇄된 자성체를 적층시키는 단계; 및
    고화된 박막코팅층을 완전 고화 또는 용융 후 재고화시키는 단계;를 포함하는 자성시트 제조방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고화는 열, 광선 및 압력 중 어느 하나 이상이 순차적으로 또는 동시에 가해져 이루어지는 경화, 건조 및 냉각에 의해 이루어지는 자성시트 제조방법.
  14. 제1항, 제8항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자성체는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 코발트 치환 Y형 또는 Z형 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 자성시트 제조방법.

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