KR20190030095A - Air-permeable sheet and method for manufacturing air-permeable sheet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통기성 시트 및 통기성 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 표면조도 값과 통기도를 구현할 수 있는 통기성 시트 및 통기성 시트의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of producing a breathable sheet and a breathable sheet, and more particularly to a breathable sheet and a breathable sheet which can realize various surface roughness values and air permeability.
일반적으로 세라믹 그린 시트의 박리는 진공력에 의해 수행되며, 진공으로 세라믹 그린 시트를 흡착할 수 있는 구조의 형상에 따라 박리력이 달라지게 된다.In general, the peeling of the ceramic green sheet is performed by a vacuum force, and the peeling force varies depending on the shape of the structure capable of adsorbing the ceramic green sheet by vacuum.
종래에는 세라믹 그린 시트와 진공을 이루면서 접촉하는 부분에 표면홀이 가공된 금속체 또는 금속 소결체를 가공하여 사용하거나 금속 플레이트에 에칭을 통해 일정 간격의 구멍을 형성하여 사용하였다.Conventionally, a metal body or a metal sintered body having a surface hole machined in a portion contacting with a ceramic green sheet in vacuum is processed or used, or a hole having a predetermined interval is formed through etching on a metal plate.
그러나, 박리금형이 금속체로 형성되어 세라믹 그린 시트의 접촉 부분이 손상되는 문제가 있었으며 박리금형에 가공된 구멍이 또한 세라믹 시트에 손상을 가하는 문제도 있었다.However, there is a problem that the peeling mold is formed of a metal body, the contact portion of the ceramic green sheet is damaged, and the hole formed in the peeling mold also causes damage to the ceramic sheet.
이와 같이 적층형 세라믹 콘덴서를 제조하기 위한 세라믹 그린 시트의 표면에 손상이 발생하면 세라믹 시트 표면에 형성된 내부 패턴이 손상되어 적층 후에 쇼트 등의 제품 불량을 발생시킬 수 있게 된다.If the surface of the ceramic green sheet for manufacturing the multilayer ceramic capacitor is damaged, the internal pattern formed on the surface of the ceramic sheet is damaged, resulting in product defects such as shorts after lamination.
이에 따라, 세라믹 그린 시트를 손상시키지 않고도 강한 흡착력으로 보다 용이하게 박리할 수 있는 통기성 흡착 시트에 관한 연구가 계속되어 왔으며, 현재 미세홀이 가공된 박리금형에 다공질 초고분자량 폴레에틸렌 시트가 부착된 다공성 시트가 적층형 세라믹 콘덴서의 박리 적층 공정에 적용되고 있다.As a result, studies have been made on a breathable adsorbent sheet which can be easily peeled off with a strong adsorption force without damaging the ceramic green sheet. A porous adsorbent sheet having a porous microporous polyethylene sheet Sheet is applied to a peeling lamination process of a multilayer ceramic capacitor.
도 1은 다공질 시트 단면의 주사형 전자현미경 사진이다. 다공질 초고분자량 폴리에틸렌 시트는 초고분자량 폴리에틸렌 분말을 가열된 수증기를 사용하여 소결한 뒤 냉각 후 절삭하는 공정을 통해 제조되고, 비교적 두꺼운 두께의 시트 제작이 가능하며 제조 공정에 따라 표면 조도, 마찰 계수, 강성 등의 개선이 가능하다.1 is a scanning electron micrograph of a section of a porous sheet. The porous ultra-high molecular weight polyethylene sheet is manufactured through a process of sintering ultrahigh molecular weight polyethylene powder by using heated steam and then cutting after cooling. It is possible to manufacture a sheet of relatively thick thickness, and the surface roughness, Can be improved.
그러나 이와 같은 다공질 초고분자량 폴리에틸렌 시트는 제조 공정상 제조 단가가 비싸고, 제품 간 두께, 입경, 밀도 및 기공도의 산포가 발생하며 통기성 확보를 위한 기공 크기 감소가 어려운 점 등 박형화되고 있는 제품에 대응하기가 어려운 문제점이 있었다.However, such a porous ultra-high molecular weight polyethylene sheet has a problem in that it is expensive to manufacture in the manufacturing process, and scattering of thickness, particle diameter, density and porosity between products occurs and it is difficult to reduce the pore size for ensuring air permeability. There was a difficult problem.
본 발명의 목적은 다양한 통기 특성을 구현할 수 있는 통기성 시트 및 통기성 시트의 제조방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a breathable sheet and a breathable sheet which can realize various breathability characteristics.
본 발명의 다른 목적은 다양한 원재료 적용이 가능하며, 제조 공정을 단순화하여 제품 단가를 최소화할 수 잇는 통기성 시트 및 통기성 시트의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a breathable sheet and a breathable sheet which can apply various raw materials and can simplify a manufacturing process and minimize a product cost.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 통기성 시트의 제조방법은, 한 쌍의 제1 미세섬유웹 사이에 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가진 하나 이상의 제2 미세섬유웹을 적층하여 배치하고, 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 한 쌍의 금형판 사이에 삽입하여 상기 금형판을 통해 기설정된 목표온도로 압착하되, 상기 제2 미세섬유웹은 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가지며, 상기 온도는 상기 제2 미세섬유웹의 융점보다 낮고 상기 제1 미세섬유웹의 융점보다 높다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a breathable sheet comprises laminating and arranging at least one second fine fiber web having a melting point higher than that of the first fine fiber web between a pair of first fine fiber webs, The first and second microfine fiber webs are sandwiched between a pair of mold plates and compressed through a mold plate at a predetermined target temperature, and the second microfine fiber web has a higher melting point than the first microfine fiber web , The temperature is lower than the melting point of the second microfine web and is higher than the melting point of the first microfine web.
상기 목표온도로 압착하는 단계는, 상기 금형판을 통해 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 압착하는 온도가 상기 목표온도까지 점진적으로 증가할 수 있다.The step of pressing with the target temperature may gradually increase the temperature at which the first and second fine fiber webs are pressed through the mold plate to the target temperature.
상기 방법은 상기 목표온도로 압착하는 단계 이후에, 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 취출온도까지 점진적으로 냉각한 후 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 상기 금형판으로부터 취출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method further comprises the step of gradually cooling the first and second microfine fiber webs to the takeout temperature and then removing the first and second microfine fiber webs from the mold plate, .
상기 취출온도는 상기 제1 미세섬유웹의 융점보다 낮을 수 있다.The extraction temperature may be lower than the melting point of the first microfine web.
상기 제1 및 제2 미세섬유웹은 각각 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.The first and second fine fiber webs may each be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polypropylene, polystyrene and polyamide.
상기 제2 미세섬유웹의 섬유 굵기는 상기 제1 미세섬유웹의 섬유 굵기 보다 클 수 있다.The fiber thickness of the second microfine fiber web may be greater than the fiber thickness of the first microfine fiber web.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 통기성 시트는, 한 쌍의 제1 미세섬유웹; 그리고 상기 제1 미세섬유웹의 사이에 배치되고 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가진 하나 이상의 제2 미세섬유웹이 적층된 제2 미세섬유웹층을 포함하되, 상기 제2 미세섬유웹은 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가지며, 상기 제2 미세섬유웹의 섬유 굵기는 상기 제1 미세섬유웹의 섬유 굵기 보다 크다.According to another embodiment of the present invention, the breathable sheet comprises a pair of first microfine webs; And a second microfine fiber web layer disposed between the first microfine fiber webs and having one or more second microfine fiber webs laminated with a melting point higher than that of the first microfine fiber webs, And the second microfine fiber web has a higher melting point than the first microfine fiber web, and the second microfine fiber web has a larger fiber diameter than the first microfine fiber web.
본 발명의 일 실시예에 의하면 미세섬유웹의 압착조건, 즉 예를 들어 압착 온도와 압력, 압착시간 등을 통해 통기성 시트의 다양한 통기 특성을 구현할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, various air permeability characteristics of the air-permeable sheet can be realized through compression conditions of the fine fiber web, for example, compression temperature, pressure, compression time and the like.
또한, 미세섬유웹의 융점, 섬유 굵기와 평량, 적층 수량 등을 통해 통기성 시트의 다양한 통기 특성을 구현할 수 있다.In addition, various air permeability characteristics of the air-permeable sheet can be realized through the melting point of the fine fiber web, the fiber thickness and basis weight, and the amount of lamination.
도 1은 다공질 시트 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 특성을 나타내는 결과값이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a scanning electron micrograph of a section of a porous sheet.
2 is a view schematically showing a process of manufacturing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention.
4 is a result value showing characteristics of the breathable sheet according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are photographs showing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing a mold apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 2 내지 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 7 attached hereto. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments are provided to explain the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 통기성 시트는 고융점 미세섬유웹과 저융점 미세섬유웹을 이용하여 제조된다.2 is a view schematically showing a process of manufacturing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention. The breathable sheet is produced using a high melting point fine fiber web and a low melting point fine fiber web.
본 실시예에서, 미세 섬유란 지름이 수십 나노미터에서 수천 나노미터인 섬유를 의미한다. 본 실시예에서는 미세 섬유의 직경은 50㎚ 내지 5000㎚일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 용도에 따라 다양한 폴리머(polymer) 물질을 원료로 사용할 수 있다.In this embodiment, fine fibers mean fibers having a diameter of several tens of nanometers to a few thousand nanometers. In this embodiment, the diameter of the fine fibers may be 50 nm to 5000 nm, but is not limited thereto. In addition, various polymer materials can be used as raw materials depending on the application.
본 실시예에서는 미세 섬유의 원료로 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the raw material of the fine fibers may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polypropylene, polystyrene and polyamide, but is not limited thereto.
본 실시예에서, 미세 섬유는 전기방사(electrospinning)법을 통하여 형성될 수 있는데, 여기에서, 전기방사(electrospinning)법은 정전기력(electrostatic force)에 의해 낮은 점도 상태의 폴리머를 사용하여 순간적으로 섬유형태로 방사하여 그 생성물을 얻는 방법이다.In this embodiment, the microfibers can be formed through electrospinning, wherein the electrospinning process is carried out by an electrostatic force using a polymer of low viscosity, To obtain the product.
전기방사법은 밀리미터(㎜) 단위의 직경을 갖는 물질을 이용하여 나노미터(㎚), 마이크로미터(㎛) 단위의 섬유를 만들 수 있는 중요한 특징이 있으며, 전기방사 방식을 이용하여 미세 섬유를 제조하는 경우에는 방사용액의 특성(점도, 표면장력, 전도성 등), 가해주는 전위차의 크기, 노즐과 수집기 사이의 거리 등에 따라 다양한 굵기 및 성질을 갖는 섬유를 제조할 수 있다는 장점이 있다.Electrospinning is an important feature of making nanometer (nm) and micrometer (㎛) units of fibers by using a material having a diameter of millimeters (mm) There is an advantage that fibers having various thicknesses and properties can be produced according to the characteristics of the spinning solution (viscosity, surface tension, conductivity, etc.), the magnitude of the potential difference applied, and the distance between the nozzle and the collector.
예를 들어, 원료인 폴리머(polymer) 물질에 고전압 전기장을 걸면, 원료 물질 내부에서 전기적 반발력이 생겨 분자들이 뭉치고 나노미터, 마이크로미터 크기의 실 형태로 갈라지는 것이다. 이때, 전기장이 강할수록 가늘게 찢어질 수 있다. 이와 같이 뽑아진 실을 별도의 직조과정 없이 함께 모으기만 하면 서로 얽혀 미세섬유웹이 형성된다.For example, when a high-voltage electric field is applied to a polymer material, an electric repulsive force is generated inside the raw material to cause the molecules to aggregate and break into nanometer and micrometer-sized voids. At this time, the stronger the electric field, the finer the tearing can be. If the yarn thus drawn is gathered together without a separate weaving process, it is entangled to form a fine fiber web.
이와 같이 형성된 미세섬유웹은 이를 구성하고 있는 미세 섬유들의 직경이 나노미터(㎚), 마이크로미터(㎛) 단위이기 때문에 기공도가 높고, 표면 조도가 우수한 특성을 가지고 있다.The fine fiber web thus formed has high porosity and excellent surface roughness because the microfibers constituting the fine fiber web are nanometer (nm) and micrometer (占 퐉) units.
위와 같이 형성된 미세섬유웹은 그 성질에 따라 고유한 융점을 가지며, 고융점 미세섬유(high melt fiber:HMF) 및 저융점 미세섬유(low melt fiber:LMF)는 상대적인 융점의 차이가 있음을 의미한다. 즉, 고융점 미세섬유는 저융점 미세섬유에 비해 높은 융점을 가진다.The microfibrous web formed as above has an inherent melting point depending on its properties, and the high melting fiber (HMF) and the low melting fiber (LMF) have a relatively different melting point . That is, the high melting point microfibers have a higher melting point than the low melting point microfibers.
본 실시예에서, 고융점 미세섬유는 약 150도의 융점을 가져 150도 이상에서 점차적으로 변형되며, 저융점 미세섬유는 약 80도의 융점을 가져 80도 이상에서 점차적으로 변형된다.In this embodiment, the high melting point microfine fibers have a melting point of about 150 degrees and are gradually deformed above 150 degrees, and the low melting point microfine fibers have a melting point of about 80 degrees, and are gradually deformed at a temperature higher than 80 degrees.
도 2에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 저융점 미세섬유웹 사이에 네 층의 고융점 미세섬유웹을 적층하여 배치한 후 이를 압착하여 통기성 시트를 제조한다. 이때, 고융점 미세섬유웹의 섬유 굵기와 평량 및 적층 수량은 통기성 시트의 두께와 통기도를 고려하여 결정된다. 저융점 미세섬유웹은 단층일 수 있으며, 저융점 미세섬유웹의 섬유 굵기와 평량은 통기성 시트의 표면조도 등을 고려하여 결정된다.As shown in FIG. 2, four layers of high melting point fine fiber webs are laminated and disposed between a pair of low melting point fine fiber webs, followed by pressing them to produce a breathable sheet. At this time, the fiber thickness, basis weight and laminated water amount of the high melting point fine fiber web are determined in consideration of the thickness of the breathable sheet and the air permeability. The low melting point fine fiber web may be a single layer, and the fiber thickness and basis weight of the low melting point fine fiber web are determined in consideration of the surface roughness of the breathable sheet.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 제조방법을 설명한다.3 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
저융점 미세섬유는 약 80도의 융점을 가지며, 굵기 1.5 데니아 평량 50g으로 웹을 형성하여 단층으로 서로 나란하게 배치한다. 또한, 고융점 미세섬유는 약 150도의 융점을 가지며, 굵기 6 데니아 평량 60g으로 웹을 형성하여 네 층으로 적층하고 이를 한 쌍의 저융점 미세섬유웹 사이에 배치한다.The low-melting-point microfibers have a melting point of about 80 ° C. and have a web size of 1.5 denier weight of 50 g and are arranged side by side in a single layer. Also, the high-melting-point microfine fibers have a melting point of about 150 ° C. and have a web size of 6 denier and a weight of 60 g, and are laminated in four layers and disposed between a pair of low melting point microfine webs.
참고로, 섬유 굵기를 나타내는 1 데니아(denia)는 섬유 1g으로 9,000m의 실을 뽑았을 때 두께에 해당하며, 섬유 평량은 섬유를 가로 1m, 세로 1m의 넓이에 분포시 중량에 해당한다.For reference, 1 denia denoting the fiber thickness corresponds to the thickness when 9,000 m of yarn is pulled out with 1 g of fiber, and the fiber basis weight corresponds to the weight when the fiber is distributed in a width of 1 m and a length of 1 m.
위와 같이 형성된 저융점 미세섬유웹 및 고융점 미세섬유웹을 한 쌍의 금형판 사이에 위치시키고, 금형판을 통해 목표온도로 압착한다(도 2 참고). 이때, 목표온도는 저융점 미세섬유의 융점 보다 높고 고융점 미세섬유의 융점 보다 낮은 약 130도이며, 압착온도는 점진적으로 증가하여 목표온도까지 도달하는 시간은 약 15초이고 금형 간격은 약 0.4mm, 압착시간은 약 30초, 압착압력은 약 100ton으로 설정된다. 즉, 저융점 미세섬유웹 및 고융점 미세섬유웹이 한 쌍의 금형판 사이에 위치한 상태에서, 금형판을 가열하여 압착온도를 점진적으로 목표온도까지 증가시키며(약 15초 소요), 목표온도에서 위 압착조건(금형 간격, 압착시간, 압착압력)으로 약 30초 정도 압착이 이루어진다.The low melting point microfine web and the high melting point microfine web formed as described above are placed between a pair of mold plates and pressed to a target temperature through a mold plate (see FIG. 2). At this time, the target temperature is about 130 degrees which is higher than the melting point of the low melting point microfine fibers and lower than the melting point of the high melting point microfine fibers. The pressing temperature gradually increases to reach the target temperature for about 15 seconds, , The compression time is set to about 30 seconds, and the compression pressure is set to about 100 tons. That is, in the state where the low melting point fine fiber web and the high melting point fine fiber web are positioned between the pair of mold plates, the mold plate is heated to gradually increase the compression temperature to the target temperature (takes about 15 seconds) The compression is performed for about 30 seconds by the above compression conditions (mold interval, compression time, compression pressure).
이때, 금형판은 온도 조절이 용이하고, 금형판 간의 간격 조정이 용이해야 하며, 금형판 간의 간극은 ±0으로 통기성 시트의 두께 편차에 영향이 없어야 한다. 또한, 금형 표면은 용이한 취출을 위해 PTFE 코팅 또는 DLC 코팅이 이루어질 수 있다. 또한, 금형의 온도는 전체적으로 균일하게 상승 및 냉각되어야 한다.At this time, the temperature of the mold plate should be easily adjusted, the gap between the mold plates should be easy to adjust, and the gap between the mold plates should be ± 0, so that the thickness deviation of the breathable sheet is not affected. Further, the surface of the mold can be made of PTFE coating or DLC coating for easy extraction. In addition, the temperature of the mold must be uniformly raised and cooled as a whole.
이후, 한 쌍의 금형판은 점진적으로 냉각되어 취출온도에 도달하며, 이로 인해 저융점 미세섬유웹 및 고융점 미세섬유웹도 취출온도로 냉각된다. 취출온도는 저융점 미세섬유의 융점보다 낮은 약 60도이며, 목표온도에서 취출온도까지 도달하는 시간은 약 15초이고 이후 저융점 미세섬유웹 및 고융점 미세섬유웹을 취출한다.Thereafter, the pair of mold plates is gradually cooled to reach the blowout temperature, whereby the low melting point microfine web and the high melting point microfine web are also cooled to the extraction temperature. The extraction temperature is about 60 degrees below the melting point of the low melting point microfine fibers, and the time from the target temperature to the extraction temperature is about 15 seconds, and then the low melting point microfine web and the high melting point microfine web are taken out.
위와 같은 방법으로 제조된 통기성 시트의 결과값은 두께 0.4mm, 통기도 2.5~3 ㎤/㎠/s, 표면조도 Ra 3.38㎛ Rz 24.74㎛ 로 도출되었다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트의 특성을 나타내는 결과값이다. 참고로, Rz, 즉 "특정 표면 상의 가장 높은 봉우리부터 다섯번째로 높은 봉우리의 Z데이터의 평균과 가장 낮은 골짜기로부터 다섯번째로 낮은 골짜기의 Z데이터의 평균 사이의 차"가 표면 요철의 조도 지표로서 사용되었다.The result of the breathable sheet produced by the above method was derived as 0.4 mm thickness, 2.5-3 cm3 / cm2 / s of air permeability, and 3.38 탆 Rz of 24.74 탆 of surface roughness Ra. 4 is a result value showing characteristics of the breathable sheet according to an embodiment of the present invention. For reference, Rz, that is, "the difference between the average of the Z data of the fifth highest peak from the highest peak on the specific surface and the average of the Z data of the fifth lowest valley from the lowest valley & Respectively.
한편, 통기도가 부족한 경우 표면조도가 우수하나 흡착대상을 효과적으로 흡착할 수 없고, 표면조도가 낮은 경우 통기도는 충분하나 시트 표면의 요철로 인하여 흡착대상의 표면이 손상되는 문제가 있다.On the other hand, when the air permeability is insufficient, the surface roughness is excellent but the object to be adsorbed can not be effectively adsorbed. When the surface roughness is low, the air permeability is sufficient, but there is a problem that the surface of the object to be adsorbed is damaged due to unevenness of the surface of the sheet.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통기성 시트를 나타내는 사진이다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 섬유 원사들 간의 교차지점은 비교적 넓은 면적으로 나타나며 기공들이 충분하여 고객의 요구사양에 따라 섬유 원사의 중량을 조절하여 통기도를 조정할 수 있다. 또한, 기공들이 상부와 하부가 같은 위치에 있지 않아 시트의 어느 부분에서나 통기성을 확보할 수 있다.5 and 6 are photographs showing a breathable sheet according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 5 and 6, the crossing points between the fiber yarns are relatively large and the pores are sufficient, and the air permeability can be adjusted by adjusting the weight of the fiber yarn according to the requirements of the customer. Further, since the pores are not located at the same positions, the air permeability can be ensured at any portion of the sheet.
한편, 앞서 설명한 제조방법 이외에, 통기성 시트(또는 저융점 미세섬유웹 또는 고융점 미세섬유웹)에 대전 방지액을 도포하여 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 용도에 따라 검정색 미세섬유를 이용하여 통기성 시트를 제작할 수 있다.On the other hand, besides the above-described manufacturing method, it is possible to prevent the generation of static electricity by applying an antistatic liquid to the breathable sheet (or the low melting point fine fiber web or the high melting point fine fiber web), and by using black fine fibers A breathable sheet can be produced.
통기성 시트는 예를 들어, 액정용 유리판, 반도체 웨이퍼 또는 적층 세라믹 컨덴서의 제조 등에서 흡착 박리, 진공 흡착 공정(LCD 스크라이빙, OLED 검사공정 등) 등에 적용 가능한 다공성 흡착 시트로 이용될 수 있다.The breathable sheet can be used as a porous adsorbent sheet applicable to, for example, adsorption peeling, vacuum adsorption process (LCD scribing, OLED inspection process, and the like) in the production of a liquid crystal glass plate, a semiconductor wafer or a multilayer ceramic capacitor.
또한, 본 실시 예에 따른 다공성 시트는 양극 활물질, 음극 활물질, 전해질, 분리막으로 이루어진 이차 전지의 분리막에도 적용 가능하다.Also, the porous sheet according to this embodiment is applicable to a separation membrane of a secondary battery comprising a cathode active material, an anode active material, an electrolyte, and a separation membrane.
여기에서, 이차 전지란 방전 이후 외부의 에너지를 사용하여 재충전하여 줌으로서 본래의 상태로 되돌려 재차 사용이 가능한 전지를 말한다. 이와 같은 이차 전지는 파워 밀도가 높고 고출력 방전이 가능하며, 온도의 영향을 적게 받는 특성을 가질 수 있다.Here, the secondary battery refers to a battery which can be used again after returning to its original state by recharging by using external energy after discharge. Such a secondary battery can have a high power density, a high output discharge capability, and a low temperature influence.
이와 같은 이차 전지는 상술한 바와 같이 양극 활물질, 음극 활물질, 전해질, 분리막의 4가지 주요 구성요소로 이루어져 있으며, 이중 분리막은 양극 활물질과 음극 활물질 사이를 단락시키는 역할을 하고, 이온의 이동 통로로 이용된다.As described above, the secondary battery is composed of four major components, namely, a cathode active material, an anode active material, an electrolyte, and a separator. The separator separates the cathode active material and the anode active material, do.
이처럼 분리막은 이온의 이동 통로를 제공함과 동시에 외부 이물의 이동을 방지해야하기 때문에 그 기공의 크기는 수 마이크로미터(㎛) 이하가 요구된다.Since the separation membrane is required to provide a passage for ion movement and to prevent the movement of foreign matter, the pore size is required to be several micrometers (탆) or less.
한편, 다양한 실험을 통해, 고융점 미세섬유의 굵기를 증가시키거나 적층된 고융점 미세섬유웹의 개수를 감소시키면 통기도가 증가하고, 반대로 고융점 미세섬유의 굵기를 감소시키거나 적층된 고융점 미세섬유웹의 개수를 증가시키면 통기도가 감소하는 것을 확인하였다.On the other hand, through various experiments, it has been found that increasing the thickness of the high melting point fine fibers or decreasing the number of laminated high melting point fine fiber webs increases the air permeability, conversely decreasing the thickness of the high melting point fine fibers, It has been confirmed that increasing the number of fiber webs reduces the air permeability.
또한, 금형판의 목표온도를 증가시키면 저융점 미세섬유의 변형이 많아져 통기도가 감소할 수 있으며, 금형판의 목표온도를 낮추면 저융점 미세섬유의 변형이 적어 통기성 시트의 표면에 저융점 미세섬유가 그대로 존재하는 기모현상이 나타날 수 있다. 결론적으로, 목표온도와 압착시간 및 압착압력은 표면조도 및 통기도와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있으며, 원하는 사양에 따라 미세섬유의 원료 및 형성방법, 고융점 미세섬유웹의 적층수, 목표온도와 압착시간 및 압착압력을 정확하게 설정하는 것이 중요하다.When the target temperature of the mold plate is increased, deformation of the low-melting-point microfibers is increased and the air permeability can be reduced. When the target temperature of the mold plate is lowered, the deformation of the low- A bristle phenomenon may be present. As a result, it can be seen that the target temperature, the squeezing time and the squeezing pressure are closely related to the surface roughness and the air permeability. Depending on the desired specifications, the raw material and the formation method of the fine fibers, the number of laminations of the high- It is important to accurately set the squeezing time and the squeezing pressure.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 사출 성형용 금형은 고정 금형판(10)과 고정 금형판(10)에 대하여 전후로 이동이 가능하도록 설치된 가동 금형판(20)을 포함한다. 수지를 성형하기 위한 캐비티(30)는 한 쌍의 금형판(10, 20)의 형합 시에 이들 금형판(10, 20)의 대향면에 형성되는 요철면(31, 32)에 의하여 한정된다. 본 실시예에서 고정 금형판(10)에는 함몰된 캐비티면(31)이 형성되어 있고, 가동 금형판(20)에는 돌출된 코어면(32)이 형성되어 있다. 각각의 금형판(10, 20)은 사출기(미도시)에 고정되는 취부판(40, 50)에 고정된다.8 is a view schematically showing a mold apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 8, the injection mold includes a fixed
각각의 금형판(10, 20)의 내부에는 다공질 부재(71, 72)가 삽입되어 있다. 다공질 부재(71, 72)는 열전도가 우수하고 부식에 강한 다공질 금속을 사용한다. 다공질 금속으로 구리, 알루미늄, 니켈 등을 사용한다. 다공질 금속의 공극(PORE)의 구조는 유체의 유동 저항이 적은 오픈 셀(OPEN CELL) 형태의 것을 사용한다. 본 실시예의 다공질 부재(71, 72)는 중공의 실린더 형상이다. 본 실시예에서는 길이가 긴 중공의 실린더 형태의 다공질 부재(71, 72)를 사용하였으나, 필요에 따라서 길이가 짧은 중공의 실린더 형상의 다공질 부재 복수 개를 이웃하도록 연결하여 사용할 수도 있다.Porous members (71, 72) are inserted into the respective mold plates (10, 20). The porous members (71, 72) use a porous metal which is excellent in thermal conductivity and resistant to corrosion. As the porous metal, copper, aluminum, nickel or the like is used. The structure of the pore of the porous metal uses an open cell type in which the flow resistance of the fluid is small. The
다공질 부재(10, 20)의 중공에는 가열을 위한 전열히터(61, 62)가 삽입되어 있다. 전열히터(61, 62)는 카트리지 타입의 히터를 사용한다. 또한, 가동 금형판(20)에는 온도를 측정하기 위한 온도센서(90)가 설치되어 있다.The heaters (61, 62) for heating are inserted into the hollows of the porous members (10, 20). The
각각의 금형판(10, 20)에는, 삽입된 다공질 부재(71, 72)의 일측과 연통되도록 형성된 공급통로(81, 82)와, 다공질 부재(71, 72)의 타측과 연동되도록 형성된 배출통로(83, 84)가 각각 형성되어 있다. 도 8을 참조하면, 고정 금형판(10)에 형성된 공급통로(81)는 복수의 다공질 부재(71)의 일단과 연통되도록 형성되어 있고, 배관(a1)에 연결되어 있다. 배관(a1)은 펌프(93)에 연결되어 물을 공급통로(81)로 공급한다. 고정 금형판(10)에 형성된 배출통로(83)는 복수의 다공질 부재(71)의 타단과 연통되도록 형성되어 있고, 배관(d1)과 연결되어 있다. 배관(d1)은 진공펌프(92)에 연결되어 있다. 가동 금형판(20)의 공급통로(82)는 펌프(93)에 연결된 배관(a2)과 연결되어 있고, 배출통로(84)는 진공펌프(92)에 연결된 배관(d2)에 연결되어 있다.Each of the
또한, 각각의 금형판(10, 20)에는 배출통로(83, 84)를 밀봉하기 위한 마개(11, 21)[0041] 와, 공급통로(81, 82)를 밀봉하고 전열히터(61, 62)를 지지하기 위한 히터 지지캡(85, 86)이 설치되어 있다. 마개(11, 21)와 지지캡(85, 86)은 금형판(10, 20)의 내부를 밀봉하도록 되어 있다.In addition,
수조(96)에는 금형판(10, 20)을 가열하거나 냉각하기 위한 열전달 매체인 물이 들어 있다. 물은 다공질 부재(71, 72)와 금형판(10, 20)이 부식되는 것을 방지하기 위하여 증류수를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 다공질 부재(71, 72)의 공극이 막히는 것을 방지하기 위하여 물에 포함된 미세 입자를 걸러내기 위한 필터(95)가 펌프(93)와 수조(96) 사이의 배관(g)에 설치되어 있다.The
펌프(93)는 수조(96)의 물을 가압하여 배관(a, a1, a2)을 통하여 각각의 금형판(10, 20)의 공급통로(81, 82)로 공급한다. 진공펌프(92)는 금형판(10, 20)의 배출통로(83, 84)에 배관(d, d1, d2)을 통하여 연결되어 있다. 진공펌프(92)는 다공질 부재(71, 72)에 공급된 물을 흡입하여 수조(96)로 배출한다. 도시하지는 않았으나 수조(96)와 금형판(10, 20)의 사이에는 순환하는 물을 냉각하기 위한 냉각장치가 설치될 수 있다.The
또한, 배관(a)에는 압축공기소스(94)로부터 금형판(10, 20)의 공급통로(81, 82)로 압축공기를 공급하기 위한 배관(c)이 연결되어 있다. 각각의 금형판(10, 20)의 배출통로(83, 84)에 연결된 배관(d1, d2)에는 압축공기의 공급에 의하여 다공질 부재(71, 72)에 충전된 물을 진공펌프(92)를 통과시키지 않고 수조(96)로 배출시키기 위한 바이패스 배관(e)이 연결되어 있다. 제어기(91)는 온도센서(90)의 신호를 입력 받고, 밸브들(97, 98, 99, 101, 102)과 펌프(93) 및 진공펌프(92)의 작동을 제어한다. 또한, 제어기(93)는 금형을 가열하거나 냉각할 경우 전열 히터(61, 62)에 전원을 인가하거나 차단한다.The pipe a is connected to a pipe c for supplying compressed air from the compressed
본 발명의 성형용 금형의 급속 가열/냉각 장치에서 가열 및 냉각 시간을 단축하기 위하여, 금형판과 금형판에 삽입된 다공질 부재를 밀착시켜서 열전달이 효과적을 이루어 지도록 할 필요가 있다. 냉각 및 가열 시 금형판과 다공질 부재 사이의 밀착을 확보하기 위하여는, 다공질 부재와 금형판을 조립하는 것이 바람직하다.In order to shorten the heating and cooling time in the rapid heating / cooling apparatus for the molding die of the present invention, it is necessary to make the heat transfer effective by closely contacting the mold plate and the porous member inserted in the mold plate. In order to ensure close contact between the mold plate and the porous member during cooling and heating, it is preferable to assemble the porous member and the mold plate.
도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 성형용 금형은 각각의 금형판(10, 20)에 단열 구멍(15, 25)이 마련된다. 단열 구멍(15, 25)은 캐비티면(31)에 대하여 다공질 부재(71, 72)의 후방에 배치된다. 이들 단열 구멍(15, 25)에는 열전달계수가 낮은 공기가 채워짐으로써, 금형판(10, 20)의 가열 시 전열히터(61, 62)의 열이 금형판(10, 20)의 캐비티면(31) 반대 방향으로 전달되는 것을 억제시켜서 전열히터(61, 62)의 열이 캐비티면(31)에 집중되도록 하고, 금형판(10, 20)의 냉각 시 냉각 매체의 냉기가 금형판(10, 20)의 캐비티면(31) 반대 방향으로 전달되는 것을 억제시켜서 냉각 매체의 냉기가 캐비티면(31)에 집중되도록 한다.As shown in Fig. 8, in the molding die according to the present invention, the heat-insulating
도면에는 원형의 단열 구멍(15, 25)이 다공질 부재(71, 72)의 설치 개수에 대응하는 개수로 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 단열 구멍(15, 25)의 형상이나 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 길이가 긴 하나의 단열 구멍이 복수의 다공질 부재(71, 72)의 후방에 마련될 수도 있다.Although the circular
도 8을 참조하여, 본 실시예의 성형용 금형의 급속 가열/냉각 방법을 설명한다. 먼저 펌프(93)를 작동시켜서, 배관(a, a1, a2)을 통하여 공급통로(81, 82)로 물을 공급한다. 공급된 물이 다공질 부재(71, 72)에 채워지면, 밸브(97, 98) 및 밸브(101)를 폐쇄하여 공급통로(81, 82) 및 배출통로(83, 84)를 밀폐한다. 다공질 부재(71, 72)의 공극에 물을 충전하고, 금형판(10, 20)의 공급통로(81, 82)와 배출통로(83, 84)를 밀폐한 상태에서 전열히터(61, 62)를 작동시킨다. 전열히터(61, 62)로부터 발생하는 열은 다공질 부재(71, 72) 및 다공질 부재(71, 72)의 공극에 충전된 물을 통하여 금형판(10, 20)에 전달되어 금형판(10, 20)을 가열한다.Referring to Fig. 8, the rapid heating / cooling method of the molding die of the present embodiment will be described. First, the
이때, 밀폐된 금형판(10, 20)의 내부에서 다공질 부재(71, 72)의 공극에 충전된 물은 가열되어 압력이 높아지면서 온도가 상승하여 과열수증기가 되어 금형판(10, 20)을 균일한 온도로 가열하게 된다. 금형판(10, 20)의 온도가 정해진 온도 이상이 되면, 금형의 캐비티(30)에 성형재료(사출 성형인 경우 합성수지)를 주입한다. 수지 주입이 완료되면, 패쇄된 밸브(97, 98, 101)를 개방하고, 펌프(93)를 작동시켜서 물이 다공질 부재(71, 72)의 공극을 통과하여 흐르게 하여 금형판(10, 20)을 냉각 시킨다. 금형판(10, 20)의 온도가 정해진 온도 이하로 되면, 물의 공급을 중단한다.At this time, water filled in the cavities of the porous members (71, 72) in the closed mold plates (10, 20) is heated so that the temperature rises as the pressure rises and becomes superheated water vapor so that the mold plates And then heated to a uniform temperature. When the temperature of the
본 실시예에 있어서, 다공질 부재(71, 72)의 공극으로 물(열전달 매체)을 통과시켜서 금형판(10, 20)을 냉각하는 방법으로 두 가지가 있다. 한가지 방법은 펌프(93)나 진공펌프(92)를 동작시켜서 공급된 물이 다공질 부재(71, 72)의 공극을 통과하면서 열을 흡수하여 온도가 상승한 상태로 배출되도록 하는 방법이다. 즉, 공급된 물이 다공질 부재(71, 72)의 공극을 통과할 때, 증발되지 않도록 진공펌프(92)의 흡입 압력을 조절하여 물을 순환시키는 방법이다.In this embodiment, there are two methods of cooling the
펌프(93)로 물을 가압하면서 동시에 진공펌프(92)로 흡입하여 다공질 부재(71, 72)의 공극을 통과시킬 때, 다공질 부재(71, 72)의 양단에 걸리는 압력차이에 의하여 다공질 부재(71, 72)의 공극 사이에서 물이 자연스럽게 확산되어 통과되도록 한다. 다공질 부재(71, 72)의 공극이나 배출통로(83, 84)에서 물이 증발되지 않도록 하기 위하여 가열되어 배출되는 물의 온도에서 증발이 일어나지 않는 압력 이상으로 배출통로(83, 84)의 압력을 유지한다. 주어진 온도에서 물이 증발이 일어나지 않는 조건은 물에 대한 증기압 곡선에서 쉽게 구할 수 있다.The pressure difference between the
다른 한가지 방법은 공급된 물이 다공질 부재(71, 72)의 공극이나 배출통로를 통과하면서 증발되도록 하여, 금형판(10, 20)으로부터 증발열을 흡수하여 금형판(10, 20)을 급속히 냉각 시키는 방법이다. 액체가 기체로 증발할 경우에는 증발열이 필요하다. 물은 2 kPa의 압력, 17.5 ℃ 에서 증발할 경우 2,460 kJ/kg의 증발열이 필요하고, 3 kPa의 압력, 24 ℃에서 증발할 경우에는 2,444 kJ/kg의 증발열이 필요하다. 배출통로(83, 84)로 배출되는 물의 온도에서 증발이 일어나도록 진공펌프(92)로 배출통로(83, 84)의 압력을 충분히 낮게 유지하는 것이다.Another method is to allow the supplied water to evaporate while passing through the voids or discharge passages of the
예를 들면, 배출통로(83, 84)로 배출되는 물의 온도가 24 ℃ 이상인 경우 배출통로([0060] 83, 84)의 압력을 3 kPa 이하로 유지하면, 다공질 부재(71, 72)의 공극과 배출통로(83, 84)에서 증발이 일어나면서 약 2,444 kJ/kg의 열을 금형판(10, 20)으로부터 흡수하게 된다. 따라서, 냉각 시 공급통로(81, 82)로 공급하는 물의 온도와 유량을 조절하면, 금형판(10, 20)의 냉각 온도와 냉각 시간을 조절할 수 있다.For example, when the temperature of the water discharged to the
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail by way of preferred embodiments thereof, other forms of embodiment are possible. Therefore, the technical idea and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.
Claims (5)
상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 한 쌍의 금형판 사이에 삽입하여 상기 금형판을 통해 기설정된 목표온도로 압착하되,
상기 제2 미세섬유웹은 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가지며,
상기 온도는 상기 제2 미세섬유웹의 융점보다 낮고 상기 제1 미세섬유웹의 융점보다 높은, 통기성 시트의 제조방법.Wherein at least one second fine fiber web having a melting point higher than that of the first fine fiber web is disposed between the pair of first fine fiber webs,
The first and second fine fiber webs are sandwiched between a pair of mold plates, and are compressed at a predetermined target temperature through the mold plate,
Wherein the second microfine fiber web has a higher melting point than the first microfine fiber web,
Wherein the temperature is lower than the melting point of the second microfine fiber web and higher than the melting point of the first microfine web.
상기 목표온도로 압착하는 단계는,
상기 금형판을 통해 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 압착하는 온도가 상기 목표온도까지 점진적으로 증가하는, 통기성 시트의 제조방법.The method according to claim 1,
The method of claim 1,
Wherein a temperature at which the first and second fine fiber webs are compressed through the mold plate gradually increases to the target temperature.
상기 방법은 상기 목표온도로 압착하는 단계 이후에,
상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 취출온도까지 점진적으로 냉각한 후 상기 제1 및 제2 미세섬유웹을 상기 금형판으로부터 취출하는 단계를 더 포함하는, 통기성 시트의 제조방법.3. The method of claim 2,
The method may further comprise, after the step of squeezing to the target temperature,
Further comprising the step of gradually cooling the first and second microfine fiber webs to a takeout temperature, and then removing the first and second microfine fiber webs from the mold plate.
상기 취출온도는 상기 제1 미세섬유웹의 융점보다 낮고,
상기 제2 미세섬유웹의 섬유 굵기는 상기 제1 미세섬유웹의 섬유 굵기 보다 큰, 통기성 시트의 제조방법.The method of claim 3,
The take-out temperature is lower than the melting point of the first microfine web,
Wherein the fiber thickness of the second microfine fiber web is larger than the fiber thickness of the first microfine fiber web.
상기 제1 미세섬유웹의 사이에 배치되고 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가진 하나 이상의 제2 미세섬유웹이 적층된 제2 미세섬유웹층을 포함하되,
상기 제2 미세섬유웹은 상기 제1 미세섬유웹 보다 높은 융점을 가지며,
상기 제2 미세섬유웹의 섬유 굵기는 상기 제1 미세섬유웹의 섬유 굵기 보다 큰, 통기성 시트.A pair of first microfine webs; And
A second microfine fiber web layer disposed between the first microfine fiber webs and having at least one second microfine fiber web layer having a melting point higher than that of the first microfine fiber web layer,
Wherein the second microfine fiber web has a higher melting point than the first microfine fiber web,
Wherein the fiber thickness of the second microfine fiber web is larger than the fiber thickness of the first microfine fiber web.
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