KR20150022357A - 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법 - Google Patents

브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은, 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지를 혼합하여 플렉시블한 시트 형태의 브레이징 합금을 제조한다.
본 발명에 의하면, 박판상으로 가공이 어려운 난가공성 브레이징 합금을 고분자소재와 브레이징 합금 분말을 혼합하여 플렉시블한 시트(박판) 형태로 제조 가능하므로 기존의 비정질 브레이징 합금 시트가 고가인 점을 감안하였을 때 대량으로 사용되는 콘덴싱 보일러, 자동차 배기가스 재연소 방식의 EGR 쿨러 등에 보편적으로 사용되기 어려운 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 전술한 브레이징 합금 페이스트 상의 단점(금속분말과 바인더 등 액체 상의 유기물과의 분리, 보통 6개월 내외의 유효기간, 끈적끈적하여 다루기가 어렵고, 접합할 피 접합재 사이에 균일한 도포가 어려운 점)을 해결할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 피접합재의 크기, 모양에 따라 다양한 두께로 제작할 수 있으며, 밀폐식 대기 비건조 방식을 사용함으로써 슬러리의 균질화에 따른 시트 품질을 개선하여 최적의 브레이징용 브레이징 합금 시트를 제조하는 효과가 있다.

Description

브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법 {FLEXIBLE BRAZING SHEET MANUFACTURE METHOD USING BRAZING ALLOY POWDER AND POLYMER MATERIAL}
본 발명은 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박판으로 가공하기 난해한 난가공성 브레이징 소재 제조의 어려움을 해결하기 위하여, 브레이징 합금 분말과 고분자소재를 혼합하여 매우 유연한 플렉시블 브레이징 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 니켈계 브레이징 합금이나 철계, 코발트계, 일부 동(Cu)계 등 비정질(非晶質, amorphous) 박판으로 제조되고 있는 브레이징 합금은 가공성이 나빠서 압연에 의해 박판상으로 만들기가 매우 어렵다. 따라서 분말 상이나 페이스트(paste)상, 고가의 비정질 박판상으로 만들어 브레이징용으로 사용되어 왔다.
그러나 브레이징 작업 시 분말 상은 브레이징부에 위치시킬 때 흘러내리기 쉬운 단점이 있다. 또, 페이스트 상은 고체 브레이징 합금 분말과 액체 바인더로 혼합되어 끈적끈적하여 다루기가 어렵고, 접합할 피접합재 사이에 균일한 도포가 어렵다.
특히, 사용 전 후 일정기간이 지나면 브레이징 금속분말과 바인더 등 액체 상의 유기물과의 분리가 일어나기 쉽고, 보관에 주의해야 하며, 시간이 지나면 뭉침 및 산화 등이 발생하는 등 다양한 문제점이 발생하므로 사용 유효기간이 길지 않게 된다. 브레이징 공정은 많은 경우 박판 형상으로 사용되기 때문에 분말 상의 브레이징 합금은 사용에 제약이 따른다.
이러한 브레이징 공정과 관련된 기술이 특허등록 제1203534호에 제안된 바 있다.
이하에서 종래기술로서 특허등록 제1203534호에 개시된 브레이징 공정을 간략히 설명한다.
도 1은 특허등록 제1203534호(이하 '종래기술'이라 함)에서 무아연 및 아연함유 비정질 브레이징 호일 들의 단위 호일 면적당 질량의 증가로서 측정된, 공기 중에서의 어닐링 시간의 함수로서 175℃의 어닐링 온도에서의 표면 산화를 도시한 도면이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술의 브레이징 공정은 표면 산화에 내성이 있는 구리계 브레이징 합금을 제공하고, 그리고 또한 상기 타입의 브레이징 합금을 이용하여, 그 내부에 어떠한 결함도 없는 브레이징된 접합(brazed join)을 보장하게 된다.
그러나 종래기술에 의한 비정질 박판상의 브레이징 합금은 초고속 냉각에 의해 제조되므로 아주 고가인 단점이 있고, 고속 냉각시 냉각 롤의 폭에 따라 결정되는 비정질 박판의 폭 때문에 브레이징 합금의 폭에 제한이 있다. 비정질 재료의 경우는 가격이 고가여서 항공기 터빈 등 고가 제품의 브레이징 재료에 적용은 가능하나, 일반산업용 EGR(자동차 배기가스 재 연소방식)쿨러, 인조다이아몬드 공구제품, 범용산업용품에 적용하기 위해서는 경제성이 낮다는 문제점이 있다.
또한, 비정질이 아닌 결정질 박판으로 가공 가능한 브레이징 합금 중에도 박판으로의 압연 가공 공정에 많은 경비가 소요되기도 한다.
KR 1203534 B1
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박판으로 가공하기 어려운 브레이징 합금계에서 사용되는 고가의 비정질 브레이징 합금의 문제를 해결하기 위한 방안으로, 니켈계 브레이징 합금, 마그네슘계 브레이징 합금, 알루미늄계 브레이징 합금 등을 이용하여 저가의 플렉시블 브레이징 시트를 제조 가능한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 플렉시블 브레이징 시트를 피접합체 모양에 맞는 형태로 가공하여, 사용시 폐기되는 브레이징 시트를 감소시킬 수 있는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지를 혼합하여 플렉시블한 시트 형태의 브레이징 합금을 제조하는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 통해 달성된다.
또한, 본 발명에서의 상기 플렉시블 브레이징 시트는, 상기 고분자 수지 혼합물을 통해 수지 혼합 슬러리를 제조하는 단계; 상기 수지 혼합 슬러리에 상기 브레이징 합금 분말을 혼합하는 단계; 상기 수지 혼합 슬러리와 상기 브레이징 합금 분말을 혼합한 브레이징 합금 슬러리를 챔버 내부로 공급하는 단계; 및 상기 브레이징 합금 슬러리를 테이프 캐스팅 방식을 통해 설정 두께의 브레이징 시트로 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 시트 제조 단계는, 상기 브레이징 합금 슬러리가 상면에 도포될 수 있도록 이형 수지 필름을 공급하는 단계; 상기 이형 수지 필름상에 도포된 브레이징 합금 슬러리가 반건조될 수 있도록 1차로 건조하는 단계; 상기 1차 건조된 상기 브레이징 합금 슬러리를 두께 축소를 위해 압연하는 단계; 및 상기 압연된 브레이징 합금 슬러리를 완전 건조시켜 브레이징 시트화할 수 있도록 2차로 건조하는 단계가 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 2차 건조 단계 수행 후에 상기 브레이징 시트를 설정 사이즈로 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 합금 슬러리의 제조시 상기 브레이징 합금 슬러리 성분 중 바인더가 500℃ 이하 탈지 건조 공정에서 0.5% 이하로 잔류하는 열분해 가능한 유동성 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 브레이징 슬러리의 혼합에서부터 상기 챔버 내부에서 상기 이형 수지 필름에 슬러리를 송출하는 단계 수행시 밀폐 공간에서 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 압연 단계는 상기 브레이징 시트 두께가 50∼99% 축소되도록 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 합금 슬러리의 수지 및 첨가제 조성은 지방족 폴리우레탄 디스피젼, 폴리에테르 타입 우레탄 수지, 폴리비닐, 아크릴레진, 피브이비레진, 셀롤로스레진, 파이브에이레진, 글리세린, 폴리프로필렌 트리올, 폴리에스테르 글리콜, 아미노폴리올, 이소시아네이트, 미네랄오일 및 폴리에틸렌그리콜을 포함하는 그리콜류 실리콘계 소포재에 의해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 바인더 수지는 열분해 가능한 수지로써, 폴리우레탄계 10~45%, 우레탄계 수지 10~40%, 실리콘계 레벨링제 0.01~5%를 포함하여 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 합금 슬러리는 금속 고상 분말이 65~95%(중량%)을 특징으로 하는 열분해 수지첨가제 및 바인더를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 합금 분말은 사이즈(직경)가 0.01㎛~200㎛의 범위를 갖는 브레이징용 니켈계, 철계, 알루미늄계, 마그네슘계, 동합금계를 포함하는 브레이징용 합금 분말 중 어느 하나 또는 둘 이상을 복합하여 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 합금 분말은 비중 1.70~8.90g/cm3 의 범위 내에 포함될 수 있다.
본 발명에 의하면, 박판상으로 가공이 어려운 난가공성 브레이징 합금을 고분자소재와 브레이징 합금 분말을 혼합하여 플렉시블한 시트(박판) 형태로 제조 가능하므로 기존의 비정질 브레이징 합금 시트가 고가인 점을 감안하였을 때 대량으로 사용되는 콘덴싱 보일러, 자동차 배기가스 재연소 방식의 EGR 쿨러 등에 보편적으로 사용되기 어려운 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전술한 브레이징 합금 페이스트 상의 단점(금속분말과 바인더 등 액체 상의 유기물과의 분리, 보통 6개월 내외의 짧은 유효기간과, 끈적끈적하여 다루기가 어렵고, 접합할 피 접합재 사이에 균일한 도포가 어려운 점)을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 피접합재의 크기, 모양에 따라 다양한 두께로 제작할 수 있으며, 밀폐식 대기 비건조 방식을 사용함으로써 슬러리의 균질화에 따른 시트 품질을 개선하여 최적의 브레이징용 브레이징 합금 시트를 제조하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 무아연 및 아연함유 비정질 브레이징 호일 들의 단위 호일 면적당 질량의 증가로서 측정된, 공기 중에서의 어닐링 시간의 함수로서 175℃의 어닐링 온도에서의 표면 산화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 세부적인 테이프 캐스팅 단계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 구현하기 위한 테이프 캐스팅 장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서의 바인더의 DSC-TGA 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 니켈 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이다.
도 7은 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 알루미늄 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이다.
도 8은 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 마그네슘 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부"라는 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수도 있다.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에 대한 실시 예의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법이 블록도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 세부적인 테이프 캐스팅 단계가 블록도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법을 구현하기 위한 테이프 캐스팅 장치가 사시도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서의 바인더의 DSC-TGA 데이터가 그래프로 나타나 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 니켈 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이 나타나 있고, 도 7에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 알루미늄 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이 나타나 있으며, 도 8에는 본 발명에 의한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법에서 마그네슘 브레이징 합금 슬러리를 사용한 플렉시블 브레이징 시트의 사진이 나타나 있다.
이들 도면에 의하면, 본 발명의 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법은 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지를 혼합하여 플렉시블한 시트 형태의 브레이징 합금을 제조한다.
즉, 상기 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법은 수지 혼합 슬러리 제조 단계(S100), 수지 혼합 슬러리에 브레이징 합금 분말 혼합 단계(S110), 브레이징 합금 슬러리 공급 단계(S120) 및 브레이징 시트 제조 단계(S130)를 포함하며, 상기 수지 혼합 슬러리에 브레이징 합금 분말 혼합 단계(S110)에서부터 상기 브레이징 합금 슬러리 공급 단계(S120)까지 밀폐 공간에서 수행될 수 있어 수지, 첨가제, 브레이징 합금, 구성비의 변화가 없는 대기 비건조 방식과, 균일한 슬러리를 유지가 가능하다.
여기서, 브레이징 합금 분말은 사이즈(직경)가 0.01㎛~200㎛의 범위를 갖는 브레이징용 니켈계, 철계, 알루미늄계, 마그네슘계, 동합금계, 기타 브레이징용 합금 분말 중 어느 하나 또는 둘 이상을 복합하여 만들 수 있는 비중 1.70~8.90g/cm3 의 범위 내에 포함된 금속 분말을 말한다.
수지 혼합 슬러리 제조 단계(S100)는 고분자 수지 혼합물에 금속 분말을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계로, 상기 단계 수행시 바인더 수지는 500℃ 이하 탈지 건조 공정에서 0.5% 이하로 잔류하는 열분해 가능한 유동성 수지로써, 폴리우레탄계 10~45%, 우레탄계 수지 10~40%, 실리콘계 레벨링제 0.01~5%를 포함한다. 이때, 상기 바인더 수지는 우레탄 수지와 폴리 우레탄 수지의 혼합물을 말한다.
수지 혼합 슬러리에 브레이징 합금 분말 혼합 단계(S110)는 수지 혼합 슬러리에 브레이징 합금 슬러리 및 바인더 수지를 혼합하는 단계이다.
브레이징 합금 슬러리 공급 단계(S120)는 수지 혼합 슬러리 및 바인더 수지와 브레이징 합금 슬러리를 혼합한 브레이징 합금 슬러리를 테이프 캐스팅 장치(200)의 슬러리 챔버(240) 내부로 공급하는 단계이다.
한편, 상기 브레이징 합금 슬러리 공급 단계(S120) 진행시 상기 브레이징 합금 슬러리의 수지 및 첨가제 조성은 지방족 폴리우레탄 디스피젼, 폴리에테르 타입 우레탄 수지, 폴리비닐, 아크릴레진, 피브이비레진, 셀롤로스레진, 파이브에이레진, 글리세린, 폴리프로필렌 트리올, 폴리에스테르 글리콜, 아미노폴리올, 이소시아네이트, 미네랄오일 및 폴리에틸렌그리콜 등을 포함하는 그리콜류 실리콘계 소포재에 의해 제조된다. 바람직하게는 Lubrizol사의 Sancure 12929 6~15%, Lubrizol사의 Sancure 0.5~9%, 실리콘 소포제 0.05~5%와 금속 분말 70~95%를 포함하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 브레이징 합금 슬러리 공급 단계(S120)에서의 상기 브레이징 합금 슬러리는 금속 고상 분말이 65~95%(중량%)인 것을 특징으로 한다.
브레이징 시트 제조 단계(S130)는 브레이징 합금 슬러리를 테이프 캐스팅 방식을 통해 설정 두께의 브레이징 시트로 제조하는 단계이다.
이때, 상기 브레이징 시트 제조 단계(S130) 수행시 상기 테이프 캐스팅 단계는, 하부 이형필름상에 도포된 브레이징 합금 슬러리가 설정 두께로 형성되도록 닥터블레이드 안의 슬러리가 필름 위에 일정한 두께로 도포되는 단계이다.
즉, 상기 테이프 캐스팅 단계는 이형 수지 필름 공급 단계(S131), 슬러리 공급 단계(S132) 및 슬러리 송출 단계(S133)를 순차 수행하는 것을 말하며, 상기 이형 수지 필름 공급 단계(S131), 슬러리 공급 단계(S132), 슬러리 송출 단계(S133) 수행 후에 1차 건조 단계(S134), 압연 단계(S135), 2차 건조 단계(S136) 및 절단 단계(S137)가 후행된다.
이형 수지 필름 공급 단계(S131)는 테이프 캐스팅 장치(200)의 이송모듈(220) 후방에 이형 수지 필름이 길이 방향을 향해 연속적으로 공급하도록 배치된 이형필름 공급모듈(230)에 의해 상기 이형 수지 필름을 공급하는 단계이다.
슬러리 공급 단계(S132)는 테이프 캐스팅 장치(200)의 교반 탱크(212)로부터 이송된 슬러리가 하단의 이형 필름 위에 공급되도록 슬러리 챔버(240) 내부로 공급되는 단계이다. 이때, 상기 슬러리 챔버(240)는 슬러리의 침전방지를 위해 구동모터의 구동축에 수평축으로 연결된 소형 교반 날개가 포함된다.
슬러리 송출 단계(S133)는 테이프 캐스팅 장치(200)에 의해 슬러리가 일정 두께의 시트형태로 송출되는 단계이다.
1차 건조 단계(S134)는 브레이징 합금 슬러리의 반건조를 위해 하부 이형필름이 함께 상기 하부 이형필름 밑에 위치한 온수 가열판(222)으로 이동하여 1차 건조되는 단계이다.
압연 단계(S135)는 1차 건조 단계(S134)인 예비가열 공정을 지나 반건조 상태에서 롤 위치변경이 가능하여 브레이징 시트의 두께를 제어할 수 있고, 이형특성이 있는 롤 또는 이형 필름을 포함한 상, 하 압연롤을 통과하여 브레이징 합금 슬러리 두께가 압연모듈(250)을 통해 50∼99% 축소되는 단계이다.
더욱이, 상기 압연 단계(S135)는 낮은 압력의 압연 롤 방식에 의해 상하 모두 균일한 표면과 분말 층을 유지하며, 브레이징 합금 슬러리 두께를 일정하게 유지 가능하다.
또한, 상기 압연 단계(S135) 수행시 압연 롤러의 상하 위치조정이 가능하며 상단의 롤러는 이형특성이 있도록 제작되거나, 이형제를 코팅하여 제조한 압연 롤을 이용하거나 이형필름을 이용하여 압연한다.
2차 건조 단계(S136)는 압연된 브레이징 합금 슬러리의 완전 건조를 위해 건조모듈(260)의 열풍 출구 위치를 상면 양끝단에 위치시켜 배기 가스 및 열 방출이 없도록 하며, 시트의 액체 바인더, 액체 수지혼합물이 완전히 고체상태로 건조되도록 2차 가열을 하는 단계이다. 한편, 상기 2차 건조 단계(S136) 수행시 브레이징 시트의 저면에 열을 제공하는 히터(224)가 건조모듈(260)의 하측인 이송모듈(220) 내에 설치된다.
절단 단계(S137)는 브레이징 시트의 모양과 설정 사이즈에 따라 절단모듈(270)의 연속 절단 툴에 의해 브레이징 작업시 사용상 간편하도록 일정한 모양을 연속 생산할 수 있는 절단하는 단계이다.
한편, 상기 테이프 캐스팅 단계를 수행하기 위한 테이프 캐스팅 장치(200)는 교반모듈(210), 이송모듈(220), 이형필름 공급모듈(230), 슬러리 챔버(240), 압연모듈(250), 건조모듈(260) 및 절단모듈(270)을 포함한다.
교반모듈(210)은 교반탱크(212)의 상단에 구동력을 통해 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지인 수지 혼합 슬러리와 브레이징 합금 슬러리가 교반되도록 교반모터(M)가 설치되고, 상면 양단에 슬러리 유입관과, 상기 교반탱크(212)와 후술할 슬러리 챔버(240)를 연결하여 수지 혼합 슬러리와 브레이징 합금 슬러리가 혼합된 브레이징 합금 슬러리를 배출하는 슬러리 배출관이 각각 설치된다. 이때, 상기 교반탱크(212)의 외주면에 슬러리 수위를 인지할 수 있는 레벨게이지(L.G)가 구비되고, 상기 슬러리 유입관에는 압력게이지(P.G)가 구비되며, 슬러리 챔버(240)로 연결되는 상기 슬러리 배출관에는 상기 레벨 게이지(L.G)와 연동되는 ON/OFF 밸브(V)와 레벨게이지(L.G)가 각각 구비된다.
이송모듈(220)은 교반모듈(210)에서 공급된 브레이징 합금 슬러리가 이송되는 과정에서 1차 건조, 압연, 2차 건조 및 절단 공정이 수행될 수 있게 하는 공간이다. 즉, 상기 이송모듈(220)은 이형필름 공급모듈(230)에서 공급되는 하부 이형필름의 상면에 브레이징 합금 슬러리가 도포되고 1차 건조가 수행되며, 상기 브레이징 합금 슬러리를 압연한 후 2차 건조가 수행되는 공간이다.
한편, 상기 이송모듈(220)은 일례로 양단에 롤러가 구비된 컨베이어 벨트로 슬러리 챔버(240)와 압연모듈(250)의 사이 하측에 1차 건조를 수행하는 온수 가열판(워터 자켓 등: 222)이 설치되고, 건조모듈(270)의 하측에 2차 건조를 수행하는 히터(224)가 설치된다.
이형필름 공급모듈(230)은 이송모듈(220)의 후방에 설치되어 브레이징 합금 슬러리가 하부 이형필름상에 도포되도록 구동력을 통해 상기 이송모듈(220)로 하부 이형필름을 연속 공급하는 기능을 한다.
슬러리 챔버(240)는 이형필름 공급모듈(230)의 전방에 배치되어 하부 이형필름상에 도포된 브레이징 합금 슬러리가 설정 두께로 형성되도록 닥터 블레이드(Doctor Blade: 244)가 설치된다. 그리고 상기 슬러리 챔버(240)에는 상면에 공기배출구(242)가 형성되고, 슬러리 침전방지를 위해 수평축으로 연결된 소형 교반 날개가 포함된다. 이때, 상기 교반 날개는 수동 또는 구동모터에 의한 구동력으로 작동될 수 있다.
압연모듈(250)은 온수 가열판(222)에 의해 1차 건조된 브레이징 합금 슬러리를 설정 두께로 압연하는 기능을 하며, 롤 위치변경이 가능하여 브레이징 시트의 두께를 제어할 수 있고, 이형특성이 있는 롤 또는 이형 필름을 포함한 상, 하 압연롤을 통과하여 브레이징 시트 두께가 50∼99% 축소되게 한다. 즉, 상기 압연모듈(250)을 통과하기 전에 브레이징 합금 슬러리는 상부 표면이 거칠면서 두께가 불균일하지만 상기 압연모듈(250)을 통과하면서 상, 하면이 고른 표면을 갖고 두께 균일 조정이 가능해 진다. 한편, 상기 하측 압연 롤은 간격 조절게이지(G.G)에 의해 상하 간격 조절이 가능하다.
건조모듈(260)은 두께가 일정한 브레이징 합금 슬러리를 하측에서의 히터(224)와 상측에서의 건조모듈(260)을 통해 2차 건조시킨다. 이때, 상기 히터(224)는 세라믹 히터 또는 열선 히터 등이 적용될 수 있다.
절단모듈(270)은 이송모듈(220)의 전방에 설치되어 건조모듈(260)을 통과하면서 제조된 브레이징 시트를 설정 사이즈로 절단하는 기능을 한다. 이때, 상기 절단모듈(270)에는 간격 조절 게이지(G.G)가 설치된다.
본 발명은 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지를 혼합한 슬러리 챔버(240)에서 닥터 블레이드(244) 토출 전까지 침전 및 슬러리 상부의 표면 경화가 없이 균일한 브레이징 합금 슬러리가 유지될 수 있도록 한다.
제조된 브레이징 시트의 윗면의 경우, 브레이징 합금 분말의 균일 분포 및 시트 두께가 다양한 브레이징 제품 형태에 적합하도록, 0.15mm 또는 0.1mm 이하의 균일한 브레이징 시트를 제조할 수 있다.
본 브레이징 합금 시트의 경우, 진공로 또는 분위기로 내에서 브레이징이 진행되므로 탈지 건조 온도(200℃~500℃) 내에서 완전히 열분해되는 수지가 분산, 혼합, 첨가제 기능을 갖도록 수지 혼합물을 제조하는 방법을 제공한다.
고분자재료를 사용한 플렉시블 브레이징 시트 제조시 일반적인 우레탄 수지를 사용하면 브레이징 가열 후 탄소 잔분이 과다 잔류하게 되면서, 용융된 브레이징 합금의의 유동성을 방해하여 기공을 발생시키는 문제가 있다. 따라서 통상적인 탈지 온도(200℃~500℃)에서 탄소 잔류량이 0.5% 이내여야 하는 특성을 유지하는 것이 좋다. (도 5 참조)
도 6, 도 7 및 도 8은 제조된 니켈, 알루미늄 및 망간계 플렉시블 브레이징 시트 제조 실시 예를 보인 사진이다. 비중 8.90g/cm3 인 니켈을 포함한 브레이징 합금 (BNi-2)과 비중 2.70g/cm3 인 알루미늄을 포함한 브레이징 합금(BA4047)을 고분자 수지와 혼합하였는데, 수지와 브레이징 합금의 분리 없이 양호하게 제조되었다.
따라서, 본 실시 예에서는 1.70g/cm3 인 마그네슘과 2.70g/cm3 인 알루미늄, 비중 8.90g/cm3 인 니켈을 포함한 플렉시블 브레이징 시트 제조를 보였지만, 이러한 1.70~8.90g/cm3 비중의 범위 안에 들어가는 금속들은 모두 상기 실시예의 방법에 의해 플렉시블 브레이징 시트를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 테이프 캐스팅 장치
210: 교반모듈
220: 이송모듈
230: 이형필름 공급모듈
240: 슬러리 챔버
250: 압연모듈
260: 건조모듈
270: 절단모듈

Claims (12)

  1. 브레이징 합금 분말과 고분자 수지 혼합물 및 바인더 수지를 혼합하여 플렉시블한 시트 형태의 브레이징 합금을 제조하는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 브레이징 시트는,
    상기 고분자 수지 혼합물을 통해 수지 혼합 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 수지 혼합 슬러리에 상기 브레이징 합금 분말을 혼합하는 단계;
    상기 수지 혼합 슬러리와 상기 브레이징 합금 분말을 혼합한 브레이징 합금 슬러리를 챔버 내부로 공급하는 단계; 및
    상기 브레이징 합금 슬러리를 테이프 캐스팅 방식을 통해 설정 두께의 브레이징 시트로 제조하는 단계를 포함하는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 브레이징 시트 제조 단계는,
    상기 브레이징 합금 슬러리가 상면에 도포될 수 있도록 이형 수지 필름을 공급하는 단계;
    상기 이형 수지 필름상에 도포된 브레이징 합금 슬러리가 반건조될 수 있도록 1차로 건조하는 단계;
    상기 1차 건조된 상기 브레이징 합금 슬러리를 두께 축소를 위해 압연하는 단계; 및
    상기 압연된 브레이징 합금 슬러리를 완전 건조시켜 브레이징 시트화할 수 있도록 2차로 건조하는 단계가 수행되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 2차 건조 단계 수행 후에 상기 브레이징 시트를 설정 사이즈로 절단하는 단계를 더 포함하는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 브레이징 합금 슬러리의 제조시 상기 브레이징 합금 슬러리 성분 중 바인더가 500℃ 이하 탈지 건조 공정에서 0.5% 이하로 잔류하는 열분해 가능한 유동성 있는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 브레이징 슬러리의 혼합에서부터 상기 챔버 내부에서 상기 이형 수지 필름에 슬러리를 송출하는 단계 수행시 밀폐 공간에서 수행되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 압연 단계는 상기 브레이징 시트 두께가 50∼99% 축소되도록 수행되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 브레이징 합금 슬러리의 수지 및 첨가제 조성은 지방족 폴리우레탄 디스피젼, 폴리에테르 타입 우레탄 수지, 폴리비닐, 아크릴레진, 피브이비레진, 셀롤로스레진, 파이브에이레진, 글리세린, 폴리프로필렌 트리올, 폴리에스테르 글리콜, 아미노폴리올, 이소시아네이트, 미네랄오일 및 폴리에틸렌그리콜을 포함하는 그리콜류 실리콘계 소포재에 의해 제조되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 열분해 가능한 수지로써, 폴리우레탄계 10~45%, 우레탄계 수지 10~40%, 실리콘계 레벨링제 0.01~5%를 포함하여 제조되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 브레이징 합금 슬러리는 금속 고상 분말이 65~95%(중량%)을 특징으로 하는 열분해 수지첨가제 및 바인더를 포함한 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 합금 분말은 사이즈(직경)가 0.01㎛~200㎛의 범위를 갖는 브레이징용 니켈계, 철계, 알루미늄계, 마그네슘계, 동합금계를 포함하는 브레이징용 합금 분말 중 어느 하나 또는 둘 이상을 복합하여 제조되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 브레이징 합금 분말은 비중 1.70~8.90g/cm3 의 범위 내에 포함되는 브레이징 합금 분말과 고분자재료를 이용한 플렉시블 브레이징 시트 제조방법.





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