KR102297774B1 - 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 롤투롤 장치에서 이동하는 베이스 필름이 양전하로 대전된 전극판의 상부에 위치하는 단계, 소정의 기능 성분을 갖는 필러 및 바인더를 분말화하는 단계, 상기 필러 및 바인더를 음전하로 대전시키는 단계, 상기 베이스 필름의 상부면에 상기 필러 및 바인더를 분사하는 단계, 상기 필러 및 바인더가 분사된 베이스 필름을 열처리하여, 상기 바인더를 용해시키는 단계 및 상기 베이스 필름의 하부면으로 열을 공급하고, 상기 베이스 필름의 상부면을 압연 롤러로 가압하여 기능성 시트를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 유기용매를 사용하지 않고 분말화된 필러와 바인더를 이용해 기능성 시트를 제조함으로써, 유해성을 줄이면서도 기능성을 향상시킬 수 있다.

Description

분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법{Functional sheet and manufacturing method thereof using powder spray type}
본 발명은 인체에 유해성이 있는 유기용매를 사용하지 않아 안전하면서도 기능성을 시킬 수 있는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
IT 기술의 발달에 따라 각종 전자회로가 다양한 기능을 가짐과 동시에 점차 고밀도, 고집적 및 복합화되고 있다. 이러한 전자회로는 외부 환경에 매우 민감하게 반응하는데, 이러한 전자회로를 포함하는 전자기기 또한 방열, 전자파 차단, 절연 등의 다양한 기능성이 요구되고 있다.
따라서, 이러한 전자기기는 상술한 방열, 전자파 차단, 절연 등의 다양한 기능성을 갖는 기능성 시트를 이용해 내장된 전자회로를 보호한다.
이러한 기능성 시트는 방열, 전자파 차단, 절연 등과 같이 소정의 기능 성분을 갖는 필러와, 상기 필러를 고정하고 결합시키는 바인더 및 상기 필러와 상기 바인더 간에 상호 희석을 도와주는 유기용매를 포함한다.
이러한 유기용매는 유기 물질로 이루어진 다른 물질을 용해시키는 물질로서, 물에 잘 녹지 않고, 휘발이 잘되며, 세정력이 높고 특이한 냄새를 가진다. 이러한 유기용매의 종류에는 염소가 포함된 할로겐족인 디클로로메탄, TCE, PCE 등이 있거나, 비할로겐족인 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 페놀 등이 있다.
따라서, 기능성 시트를 제조하기 위해서는, 필러와 바인더간 상호 희석을 위해 유기용매를 사용해야 하나, 이러한 유기용매는 인체에 유해한 특성을 가지고 있다.
이러한 유기용매를 포함하는 기능성 시트, 더 나아가 이러한 기능성 시트가 포함된 전자제품을 사용하는 일반 사용자의 안전이 저해될 수 있다.
그러므로, 안전과 기능성 향상의 두 조건을 모두 만족시키는 기능성 시트를 제조하기 어려운 문제점이 발생했다.
한국 공개특허공보 10-2019-0124164호 (2019.11.04.)
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 기능성 시트의 제조 시, 유기용매를 사용하지 않고, 시트의 기능성을 향상시키면서도 안전성 또한 더욱 높일 수 있는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 롤투롤 장치에서 이동하는 베이스 필름이 양전하로 대전된 전극판의 상부에 위치하는 단계, 소정의 기능 성분을 갖는 필러 및 바인더를 분말화하는 단계, 상기 필러 및 바인더를 음전하로 대전시키는 단계, 상기 베이스 필름의 상부면에 상기 필러 및 바인더를 분사하는 단계, 상기 필러 및 바인더가 분사된 베이스 필름에 대하여 상기 바인더의 종류별 용해 온도에 대응하도록 열처리하여, 상기 바인더를 용해시키는 단계 및 상기 베이스 필름의 하부면으로 열을 공급하고, 상기 베이스 필름의 상부면을 압연 롤러로 가압하여 기능성 시트를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 상기 필러 및 바인더를 분사하는 단계는 상기 베이스 필름의 상부면에 상기 필러를 분사하는 단계, 상기 필러의 상부면에 상기 필러 및 바인더가 혼합된 분말을 분사하는 단계 및 상기 필러 및 바인더가 혼합된 분말의 상부면에 상기 필러를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 본 발명의 일 실시 예에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 상기 베이스 필름의 하부면에 보호 필름을 부착시켜 기능성 시트를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 질화붕소, 흑연, 알루미나, 샌더스트(sendust), 플러렌(fullerene), 카본나노튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 바인더는 열가소성 수지, 고분자화합물, 에폭시, 파라핀, 우레탄, 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 소정의 기능 성분을 갖는 필러 및 바인더를 분말화하는 단계, 상기 필러 및 바인더를 음전하로 대전시키는 단계, 양전하로 대전된 전극판의 상부면에 상기 바인더를 분사하는 단계, 상기 바인더의 상부에 상기 필러를 분사하는 단계, 상기 바인더 및 필러에 대하여 상기 바인더의 종류별 용해 온도에 대응하도록 열처리하여, 상기 바인더를 용해시키는 단계, 상기 필러의 상부면을 압연 롤러로 가압하는 단계 및 상기 전극판으로부터 상기 바인더 및 필러를 분리하여 기능성 시트를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 양전하로 대전된 전극판의 상부면에 상기 바인더 및 필러를 분사하는 단계는 상기 전극판의 상부면 전 영역에 상기 바인더를 분사하는 단계 및 상기 바인더의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 필러를 분사하는 단계를 포함하거나, 상기 전극판의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 바인더를 분사하는 단계 및 상기 바인더의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 필러를 분사하는 단계를 포함하거나, 상기 전극판의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 바인더를 분사하는 단계 및 상기 바인더의 상부면의 전 영역에 한 종류의 필러를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상기 소정의 기능 성분을 갖는 필러 및 바인더를 분말화하는 단계는 상기 필러의 입자 크기가 상기 바인더의 입자 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 유기용매를 사용하지 않고 분말화된 필러와 바인더를 이용해 기능성 시트를 제조함으로써, 유해성을 줄이면서도 기능성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 방열, 전자파 차단, 절연 등의 각종 기능성을 강화하면서도 인체의 유해성을 줄일 수 있는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법은 먼저, 롤투롤 장치의 제1 권취롤러(10a)에 권취된 베이스 필름(120)이 상기 제1 권취롤러(10a)에서 제2 권취롤러(10b)로 이동한다.
이때, 상기 제1 권취롤러(10a)와 제2 권취롤러(10b) 사이에 위치한 전극판(20)이 위치하며, 양전하(+)로 대전되며, 상기 전극판(20)의 상부에 상기 베이스 필름(120)이 위치한다.
또한, 그라인더가 방열, 전자파 차단, 절연 등과 같이 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140) 및 필러간 결합 용도로 사용되는 바인더(160)를 각각 분말화한다.
이어서, 분사부(30)가 분말화된 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 음전하(-)로 대전시킨다. 이를 위해, 상기 제1 권취롤러(10a)와 제2 권취롤러(10b) 사이에 분사부(30)가 위치한다. 상기 분사부(30)로 고전압, 무화 에어(Atomizing Air), 이온이 공급되고, 필러(140) 및 바인더(160)가 주입되어, 상기 필러(140) 및 바인더(160)가 음전하로 대전된다. 이때, 사용되는 상기 필러(140)는 질화붕소, 흑연, 알루미나, 샌더스트(sendust), 플러렌(fullerene), 카본나노튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 바인더(160)는 열가소성 수지, 고분자화합물, 에폭시, 파라핀, 우레탄, 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 분사부(30) 내에서 음전하로 대전된 상기 필러(140) 및 바인더(160)가 상기 분사부(30)의 끝단에 형성된 침상전극을 통해 상기 베이스 필름(120)의 상부면에 분사된다.
이때, 상기 베이스 필름(120)의 하부에는 양전하로 대전된 전극판(20)이 위치하므로, 상기 베이스 필름(120)의 상부면으로 분사된 상기 필러(140) 및 바인더(160)는 상기 전극판(20)에 의해 상기 베이스 필름(120)의 상부면에 합착된다.
이와 같이, 상기 필러(140) 및 바인더(160)와 합착된 상기 베이스 필름(120)이 제2 권취롤러(10b) 방향으로 소정 구간 이동한다.
이후, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 가열부가 상기 필러(140) 및 바인더(160)가 합착된 베이스 필름(120)을 가열하여 상기 베이스 필름(120) 상에 합착된 상기 바인더(160) 일부를 용해시킨다. 이때, 상기 베이스 필름(120)으로 제공되는 열은 약 160도 내지 180도 일 수 있다. 이러한 열은 상기 베이스 필름(120)에 합착된 바인더(160)를 용해시키기 위한 온도로서, 실제 사용되는 바인더(160)의 종류에 따라 상기 열 온도의 범위 또한 달라질 수 있다.
이후, 상기 베이스 필름(120) 상에 합착된 바인더(160)가 일부 용해되면, 상기 베이스 필름(120)이 다시 제2 권취롤러(10b)의 방향으로 소정 구간 이동한다.
이어서, 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 하나의 가열롤러(70)가 상기 베이스 필름(120)의 하부면으로 열을 공급하고, 이와 동시에 압연 롤러(40)가 상기 베이스 필름(120)의 상부면을 가압하여, 기능성 시트(100)를 제조한다. 특히, 이전 단계에서 바인더(160)가 일부 용해된 상태에서 상기 압연 롤러(40)가 상기 베이스 필름(120)의 상부면을 가압함에 따라, 상기 베이스 필름(120) 상에 용해된 바인더(160)에 의해 필러(140)들이 서로 더욱 밀착한다. 그러므로, 이와 같이, 제조된 기능성 시트(100)는 서로 밀착된 필러(140)들에 의해 그 기능성이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 이에 더하여, 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 이물질 등과 같은 외부 위험요소로부터 상기 기능성 시트(100)를 보호하기 위해, 상기 제1 권취롤러(10a)와 제2 권취롤러(10b) 사이에 위치한 보조 롤러(50)에 권취된 보호 필름(60)을 제2 권취롤러(10b) 방향으로 이동시켜 상기 기능성 시트(100)의 하부면 즉, 상기 베이스 필름(120)의 하부면에 상기 보호 필름(60)이 부착될 수 있다. 이때, 한 쌍의 가열 롤러(70)가 상기 보조 롤러(50)와 상기 제2 권취롤러(10b) 사이 베이스 필름(120)을 사이에 두고 상부 및 하부에 각각 배치된다. 따라서, 상기 베이스 필름(120)과 상기 보호 필름(60)간 부착 과정에서 상기 가열롤러(70)가 약 50도 내지 70도 정도의 열을 상기 베이스 필름(120)의 하부로 인가하므로, 상기 보호 필름(60)과의 부착력이 더욱 강화될 수 있다. 이러한 상기 보호필름은 PET(polyethylene terephthalate) 필름이 될 수 있다. 이처럼, 상기 기능성 시트(100)에 보호 필름(60)이 부착됨으로써, 외부 위험요소로부터 상기 기능성 시트(100)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 앞서 도 1(a)에서 설명한 베이스 필름(120) 상에 필러(140) 및 바인더(160)를 분사하는 단계에서 상기 필러 및 바인더를 다양한 형태로 분사할 수 있다.
이전, 도 1(a)에서 설명한 필러 및 바인더 분사 단계는 분사부가 필러 및 바인더를 분말화하고 음전하로 대전시킨 후, 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 동시에 분사하는 반면, 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 일정 순서로 가지고 베이스 필름(120) 상에 분사할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
먼저, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 분사부를 통해 분말화되고 음전하로 대전된 필러(140)만이 먼저 베이스 필름(120) 상에 분사된다. 이후, 도 (2b)에 도시된 바와 같이, 상기 분사부(30)를 통해 필러(140)와 바인더(160)가 서로 혼합된 상태에서 분말화되고 음전하로 대전된 상태에서, 상기 필러(140)가 먼저 도포된 베이스 필름(120)의 상부면에 분사된다.
이어서, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 상기 분사부를 통해 베이스 필름(120)의 상부면에 음전하로 대전된 필러(140)가 다시 분사된다.
즉, 상기 베이스 필름(120) 상에는 필러(140), 필러(140)와 바인더(160) 혼합물, 필러(140)의 순서로 차례로 도포되는 것을 알 수 있다.
이후, 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 가열부에 의해 상기 베이스 필름(120)을 약 80도 내지 180도의 온도로 가열하여 상기 베이스 필름(120) 상에 도포된 바인더(160) 일부를 용해시킨다.
또한, 도 2(e)에 도시된 것처럼, 상기 바인더(160)가 용해된 베이스 필름(120)의 상부면을 압연 롤러(40)가 가압함에 따라, 도 2(f)에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 필름(120) 상에 도포된 필러(140)들이 상호간에 더욱 밀착됨으로써, 높은 기능성을 갖는 기능성 시트(100)를 제조할 수 있다.
지금까지는 베이스 필름을 기재로 사용하여 기능성 시트를 제조하는 방법에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 베이스 필름을 이용하지 않고, 필러와 바인더만을 이용하여 기능성 시트를 제조하는 방법에 대하여 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법의 개념도이다.
그라인더가 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140) 및 바인더(160)를 분말화한다.
분사부가 분말화된 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 음전하로 대전시킨다.
이후, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 분사부를 통해 양전하로 대전된 전극판(20)의 상부면에 상기 바인더(160)를 먼저 분사된다.
이어서, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 분사부를 통해 상기 바인더(160) 상에 음전하로 대전된 상기 필러(140)가 분사된다.
이후, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 가열부가 상기 바인더(160) 및 상기 필러(140)로 열을 공급하여 상기 바인더(160) 일부를 용해시킨다.
이어서, 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 압연 롤러(40)가 상기 필러(40)의 상부면을 가압한다. 즉, 상기 바인더(160) 일부가 용해되어 생긴 공간이 상기 압연 롤러(40)에 의해 가압되면서, 상기 필러(140)들이 더욱 밀착한다.
이후, 상기 전극판(20)으로부터 상기 바인더(160) 및 필러(140)를 분리하면, 도 3(e)와 같이, 바인더(160) 상에 필러(140)가 상호 밀착된 상태를 갖는 기능성 시트(100)가 제조될 수 있다.
특히, 베이스 필름을 기재로 사용하지 않고, 바인더를 기재로 사용하는 경우에, 보다 다양한 형태의 기능성 시트를 제조할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 다양한 종류의 바인더 및 필러를 이용하는 기능성 시트에 대하여 살펴보도록 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 단면도이다.
먼저, 도 4(a)에 도시된 기능성 시트(100)는 한 종류의 바인더 상에 서로 다른 종류의 필러(141, 142, 143)가 포함될 수 있다.
또한, 분사부가 양전하로 대전된 상기 전극판의 상부면 전 영역에 상기 바인더를 분사한다.
이어서, 상기 분사부가 상기 바인더의 상부면이 미리 설정된 영역으로 각각 나누어져, 각각의 영역마다 서로 다른 종류의 필러(141, 142, 143)가 분사된다. 이때, 상기 필러(141, 142, 143)가 분사되는 각각의 영역은 각 위치별로 요청되는 기능 사항에 의해 용이하게 변경될 수 있다.
따라서, 이와 같이 제조된 기능성 시트(100)는 각각의 영역별로 서로 다른 필러(141, 142, 143)가 도포됨으로써, 하나의 기능성 시트가 다양한 기능을 구현할 수 있다.
또한, 도 4(b)에 도시된 기능성 시트(100)는 필러 뿐만 아니라, 바인더(161, 162, 163) 또한 여러 종류의 것을 사용할 수도 있다.
이러한 기능성 시트(100)는 양전하로 대전된 전극판(20)의 상부면이 각각의 영역별로 미리 설정되고, 분사부를 통해 분말화되어 음전하로 대전된 서로 다른 종류의 바인더(161, 162, 163)가 각각 분사된다.
이와 같이, 서로 다른 종류로 분사된 바인더(161, 162, 163) 상에 상기 분사부를 통해 각 영역별로 서로 다른 종류의 필러(141, 142, 143)가 분사된다.
그러므로, 서로 다른 종류의 바인더 및 필러를 한 번에 포함하는 기능성 시트를 제조할 수 있다.
이처럼, 서로 다른 종류의 바인더를 사용할 경우, 한 종류의 바인더는 필러를 분산시키는 용도로 사용될 수 있고, 다른 종류의 바인더는 필러들을 고정 및 결합시키는 용도로 사용될 수 있다.
또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 하나의 기능성 시트가 여러 종류의 바인더를 기재로 사용해면서, 필러는 하나의 종류만 포함할 수 있다.
이러한 경우에는 먼저, 양전하로 대전된 전극판(20)의 상부면이 각각의 영역별로 미리 설정되고, 분사부를 통해 분말화되어 음전하로 대전된 서로 다른 종류의 바인더(161, 162, 163)가 각각 분사된다.
이때, 상기 분사부에 의해 각각의 상기 바인더(161, 162, 163)의 상부 전 영역에 한 종류의 필러(142)가 분사된다.
이와 같이, 베이스 필름을 사용하지 않고도 기능성 시트를 제조할 수 있는데, 이때, 상기 기능성 시트의 내구성을 높이기 위해, 분말화되는 필러와 바인더간의 입자 크기가 서로 다르게 형성될 수 있다.
예를 들면, 그라인더가 필러와 바인더를 분말화할 때, 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140)의 입자 크기를 바인더(160)의 입자 크기보다 더 크게 형성할 수 있다. 이때, 상기 필러(140)와 바인더(160)의 입자 크기는 약 10 내지 100 미크론 정도이며, 이러한 범위 내에서 크기 차이를 둘 수 있다.
즉, 양전하로 대전된 전극판의 상부면에 상대적으로 큰 입자를 가지며 음전하로 대전된 필러(140)가 분사부로부터 분사된다.
이어서, 상기 분사부에 의해 상기 필러의 상부면에 상대적으로 작은 입자를 가지며 음전하로 대전된 바인더(160)가 분사된다.
이때, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 상기 필러(140)와 바인더(160) 간에 상대적인 입자 크기 차이로 인해, 상대적으로 입자 크기가 큰 필러(140)들 사이 빈공간 마다 상대적으로 작은 입자 크기의 바인더(160)가 위치할 수 있다.
이후, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 가열부가 상기 필러(140)와 바인더(160)를 가열하면, 상기 바인더(160) 일부가 용해된다.
이때, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 압연롤러(40)가 상기 필러(140)와 바인더(160)의 상부면을 가압하면, 도 5(d)에 도시된 것처럼, 필러(140)들은 서로간에 더욱 밀착하고, 상기 필러(140)들 사이의 빈 공간을 바인더(160)가 채우는 구조를 갖는 기능성 시트를 제조할 수 있다.
그러므로, 기능성 시트(100)의 내부에 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140)들이 서로 밀착됨에 따라, 상기 필러(140)가 갖는 기능 구현이 더욱 이루어지고, 시트의 전체적인 두께 또한 감소하여, 소형화된 전자기기에서도 용이하게 사용할 수 있는 기능성 시트를 제조할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트 및 이의 제조 방법은 유기용매를 사용하지 않고 분말화된 필러와 바인더를 이용해 기능성 시트를 제조함으로써, 유해성을 줄이면서도 기능성을 향상시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 기능성 시트 120: 베이스 필름
140: 필러 160: 바인더
10a: 제1 권취롤러 10b: 제2 권취롤러
20: 전극판 30: 분사부
40: 압연 롤러 50: 보조 롤러
60: 보호 필름 70: 가열 롤러

Claims (11)

  1. 롤투롤 장치에서 이동하는 베이스 필름(120)이 양전하로 대전된 전극판(20)의 상부에 위치하는 단계;
    소정의 기능 성분을 갖는 필러(140) 및 바인더(160)를 분말화하는 단계;
    상기 필러(140) 및 바인더(160)를 음전하로 대전시키는 단계;
    상기 베이스 필름(120)의 상부면에 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 분사하는 단계;
    상기 필러(140) 및 바인더(160)가 분사된 베이스 필름(120)에 대하여 상기 바인더(160)의 종류별 용해 온도에 대응하도록 열처리하여, 상기 바인더(160)를 용해시키는 단계; 및
    상기 베이스 필름(120)의 하부면으로 열을 공급하고, 상기 베이스 필름(120)의 상부면을 압연 롤러(40)로 가압하여 기능성 시트(100)를 제조하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 베이스 필름(120)의 상부면에 상기 필러(140) 및 바인더(160)를 분사하는 단계는
    상기 베이스 필름(120)의 상부면에 상기 필러(140)를 분사하는 단계;
    상기 필러(140)의 상부면에 상기 필러(140) 및 바인더(160)가 혼합된 분말을 분사하는 단계; 및
    상기 필러(140) 및 바인더(160)가 혼합된 분말의 상부면에 상기 필러(140)를 분사하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름(120)의 하부면에 보호 필름(60)을 부착시켜 기능성 시트(100)를 제조하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필러(140)는
    질화붕소, 흑연, 알루미나, 샌더스트(sendust), 플러렌(fullerene), 카본나노튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바인더(160)는
    열가소성 수지, 고분자화합물, 에폭시, 파라핀, 우레탄, 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  6. 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140) 및 바인더(160)를 분말화하는 단계;
    상기 필러(140) 및 바인더(160)를 음전하로 대전시키는 단계;
    양전하로 대전된 전극판(20)의 상부면에 상기 바인더(160) 및 필러(140)를 분사하는 단계;
    상기 바인더(160) 및 필러(140)에 대하여 상기 바인더(160)의 종류별 용해 온도에 대응하도록 열처리하여, 상기 바인더(160)를 용해시키는 단계;
    상기 필러(140)의 상부면을 압연 롤러(40)로 가압하는 단계; 및
    상기 전극판(20)으로부터 상기 바인더(160) 및 필러(140)를 분리하여 기능성 시트(100)를 제조하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 양전하로 대전된 전극판(20)의 상부면에 상기 바인더(160) 및 필러(140)를 분사하는 단계는
    상기 전극판(20)의 상부면 전 영역에 상기 바인더(160)를 분사하는 단계; 및
    상기 바인더(160)의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 필러(141, 142, 143)를 분사하는 단계;를 포함하거나,
    상기 전극판(20)의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 바인더(161, 162, 163)를 분사하는 단계; 및
    상기 바인더(161, 162, 163)의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 필러(141, 142, 143)를 분사하는 단계;를 포함하거나,
    상기 전극판(20)의 상부면 중 기설정된 각각의 영역별로 서로 다른 종류의 바인더(161, 162, 163)를 분사하는 단계; 및
    상기 바인더(161, 162, 163)의 상부면의 전 영역에 한 종류의 필러(142)를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 소정의 기능 성분을 갖는 필러(140) 및 바인더(160)를 분말화하는 단계는
    상기 필러(140)의 입자 크기가 상기 바인더(160)의 입자 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법.
  11. 제1항, 제3항 내지 제6항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 분말 스프레이 방식을 이용한 기능성 시트의 제조 방법으로 제조된 기능성 시트.
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