KR101066795B1 - 폴리에스테르 절연시트의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르 절연시트의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수 개의 다발로 이루어진 폴리에스테르 섬유로 베이스 원단을 제조하는 원단제조단계; 상기 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상에 비할로겐성 난연제와 물이 일정한 비율로 혼합되어 있는 난연액을 코팅시킨 후 건조시켜 상기 베이스 원단에 대해 난연성을 부가하는 난연가공단계; 및 상기 난연성이 부가된 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상의 면에 표면경화수지를 코팅한 후 일정한 온도에서 표면경화를 시키는 표면가공단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴레에스테르 절연시트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 절연시트로 많이 사용되어 오던 폴리카보네이트 절연시트에 비해 절연 효과는 동등하게 유지되면서도 단위면적당 생산비가 현저히 낮아 고가의 폴리카보네이트 절연시트를 대체할 수 있는 절연시트를 제공하며, 상기 제조방법에 의해 제조된 폴리에스테르 절연시트는 폴리카보네이트 절연시트에 비해 저렴하면서도 화학적으로 안정적일 뿐만 아니라 고가의 폴리카보네이트 절연시트의 대용품으로 기존에 사용되어 오던 절연개스킷에 비해 뛰어난 물리적 물성을 가지고 있어 다양한 기재의 형태 및 조건에 맞추어 절연시트로 사용이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 절연시트로 많이 사용되어 오던 폴리카보네이트 절연시트에 비해 절연 효과는 동등하게 유지되면서도 단위면적당 생산비가 현저히 낮아 고가의 폴리카보네이트 절연시트를 대체할 수 있는 절연시트를 제공하며, 상기 제조방법에 의해 제조된 폴리에스테르 절연시트는 폴리카보네이트 절연시트에 비해 저렴하면서도 화학적으로 안정적일 뿐만 아니라 고가의 폴리카보네이트 절연시트의 대용품으로 기존에 사용되어 오던 절연개스킷에 비해 뛰어난 물리적 물성을 가지고 있어 다양한 기재의 형태 및 조건에 맞추어 절연시트로 사용이 가능하다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 폴리에스테르 절연시트의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 폴리에스테르 섬유로 만들어진 베이스 원단에 난연성을 부가하기 위하여 난연액을 코팅한 후 그 표면에 표면경화수지를 코팅한 후 표면경화를 시켜 제조되는 폴레에스테르 절연시트의 제조방법에 관한 것이다.
현재 대두되고 있는 국제적인 친환경 정책과 관련하여, 각종 전기, 전자기기에 사용되는 재료와 부품에 대한 유해물질 규제가 강화되고 있는 실정이다. 이러한 환경규제 정책을 효과적으로 만족시킬 수 있으며, 저렴하면서도 기존의 난연성 절연시트 제품이 가지는 전기절연성, 내열성, 난연성은 동등한 수준으로 유지되며 물리적 화학적 물성이 우수한 폴리에스테르 절연시트를 개발하고자 한다.
절연시트 혹은 절연패드의 제작에 필요한 필름 또는 직조물에 있어서 요구되는 가장 중요한 기본적 성질은 절연성 및 내전압성이다. 이러한 기본적인 성질 이외에도 환경오염에 영향이 없도록 UL 94 V-0 등급의 비할로겐성의 난연성이 요구되며, 전해물 등의 오염물에 대한 특성 변화율인 CTI 및 온도변화에 대한 형태 및 치수안정성인 RTI가 우수하여야 한다. 특히 기존의 절연시트 제조용 재질로 널리 사용되어 오던 고가의 폴리카보네이트는 절연특성은 우수하나 고가이며 전해물 등 화학적 오염물질에 대한 내화학성이 떨어진다는 치명적인 약점이 있으며 굳기(stiffness)가 너무 세어 기재에 따라 유연하게 탄력적으로 사용하기가 곤런하다는 문제점이 있었으므로 이의 대용품에 대한 개발의 필요성이 계속적으로 대두되었다.
한편, 상기 폴리카보네이트 절연시트의 대용품으로, 50~70 데니어의 굵기를 가지는 실을 이용하여 두께 0.1~0.11mm의 1:1 평직직물 원단을 제직, 염색한 후 일측면에 비할로겐성 난연제가 포함된 핫멜트 접착제를 도포하여 1차가공을 하고 이후 두께를 조정하기 위하여 난연성을 가진 부직포 또는 발포우레탄 폼을 중심으로 하여 부직포 또는 발포우레탄 폼의 표면과 이면에 각각 핫멜트 접착제가 도포된 1:1 평직직물을 함께 합포시켜 하부로부터 상부를 향하여 평직직물-핫멜트-부직포 또는 발포우레탄 폼-핫멜트-평직직물의 순서대로 순차적으로 누적 접착되어 제조되는 절연개스킷이 개발되어 부분적으로 사용되고 있는데, 상기 절연개스킷은 폴리카보네이트 절연시트에 비해 상대적으로 생산비가 낮아 저렴하기는 하나 제조공정이 복잡하다는 단점이 있으며, 특히 합포과정을 거치게 되면 내부에는 난연물질이 존재하나 정작 난연성이 요구되는 외측면에서는 난연가공이 되어 있지 않아 절연시트에 요구되는 성질 중 난연성 기준을 만족시킬 수 없다는 문제점이 여전히 남아 있었다.
한편, 폴리카보네이트 필름으로 제작된 절연재의 경우 절연재로서의 물리적 성질은 우수하나 높은 경질성으로 인해 LCD모듈회로 내부에서 발생하는 허밍노이즈(humming noise)를 제대로 제거하지 못하고 자체적인 소음 발생의 원인이 된다는 문제점은 우수한 절연성능을 가지고 있음에도 불구하고 그 경질성으로 인해 진동이나 소리에 민감하게 반응하는 각종 고급 전자제품의 절연재로 사용하기가 곤란한 치명적인 단점이 존재하고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명은 생산비가 고가인 폴리카보네이트 절연시트에 비해 절연성 및 내전압성 효과는 동등하면서도 단위면적당 생산비가 현저하게 저렴하며, 폴리카보네이트 절연시트에 비해 내화학성이 뛰어나며 물리적 성질이 우수한 폴리에스터테르 절연시트의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 기존에 폴리카보네이트 절연시트의 대용품으로 사용되던 절연개스킷의 제조방법에 비해 제조공정이 간단하여 상대적으로 단위면적당 생산비가 낮을 뿐만 아니라 난연성이 그 절연시트의 표면에 부가되어 있어 절연시트에 요구되는 물리적, 화학적 물성을 만족시키는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 각종 전자제품에서 디스플레이부와 회로기판 사이에 위치하여 허밍노이즈를 효과적으로 제거하여 허밍현상이 발생되지 않도록 하면서도 절연성능은 우수한 폴리카보네이트 필름을 대체할 수 있는 절연재로서 활용이 가능한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은, 다수 개의 다발로 이루어진 폴리에스테르 섬유로 베이스 원단을 제조하는 원단제조단계; 및 상기 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상의 면에 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 계열 절연수지 중 어느 하나인 표면경화수지를 코팅한 후 일정한 온도에서 표면경화를 시키는 표면가공단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 난연성이 함께 요구되는 경우에는 상기 표면가공에 사용되는 표면경화수지에는 비할로겐성 난연제를 함께 첨가하여 난연성을 추가로 부가하는 것이 별도의 난연가공단계를 거치지 않으면서 표면가공단계만을 거쳐 한꺼번에 가공을 하기 때문에 제조비용이 절감되고 제조공정이 단순해지는 장점이 있다.
또한, 이와는 별개로 난연성이 고도로 요구되는 경우에는 난연가공단계를 추가적으로 시행할 수 있는데, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 원단제조단계 이후에는 상기 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상에 비할로겐성 난연제와 물이 일정한 비율로 혼합되어 있는 난연액을 코팅시킨 후 건조시켜 상기 베이스 원단에 대해 난연성을 부가하는 난연가공단계가 더 포함되어 구성되는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명에서 제조되는 베이스 원단은 부직포, 직물, 편성물 중 어느 하나인데 어떤 방법에 의해 제조된 것인지 여부에 관계없이 절연시트로 가공이 가능하다. 한편, 상기 베이스 원단이 직물인 경우 이를 직조하는 방법은 평직, 능직, 주자직, 중직 중 어느 하나인데 열거한 어느 하나의 직조방법에 한정되는 것은 아니며 상기 직조방법의 변형적 방법도 모두 여기에 해당될 수 있다. 한편, 상기 직조방법은 실의 굵기와 베이스 원단의 두께 등을 고려하여 선택적으로 채택할 수 있는데, 어느 방법에 의하든 베이스 원단의 두께는 0.1~2mm 인 것이 절연시트로서의 요구조건에 적합하다. 한편, 상기 베이스 원단이 직물인 경우에는 이를 제조하는데 사용되는 폴리에스테르섬유의 섬도는 경사는 50~500데니어, 위사는 75~1000데니어인 것이 바람직하며 실의 섬도와 제직방법을 다양하게 변형시킴으로써 베이스 원단인 직물의 두께를 조정할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 베이스 원단의 두께는 0.1~2mm 인 것이 절연시트로의 가공성이 좋다,
한편, 베이스 원단을 가공하는 단계인 상기 난연가공단계는 1차적으로 아무런 난연처리가 되어 있지 않은 일반사에 대해 난연성을 부가하는 단계이다. 상기 난연가공단계에서 사용되는 난연액은 물 0~90중량%와 비할로겐성 난연제 10~100중량%가 혼합되어 조성되는 것을 다른 특징으로 한다. 난연제의 종류에 따라 난연제와 혼합되는 물의 양을 조절할 수 있으며, 그에 따라 난연액의 성질이나 점도가 달라지므로 이를 코팅하는 방법도 그에 따라 선택적으로 채택하여 사용할 수 있다. 한편, 이때 선택할 수 있는 코팅방법으로는 함침코팅, 도포코팅, 스프레이코팅 중 어느 하나 이상을 선택적으로 채택하여 사용할 수 있는데, 상기 방법 중 어느 하나만을 채택하여 시행할 수도 있고 둘 이상의 코팅방법을 함께 채택하여 시행할 수도 있다. 구체적으로는 난연액이 액상으로서 점도는 떨어지나 난연성을 충분히 부가하여야 할 경우에는 함침코팅을 하는 것이 바람직하며, 어느 정도 점도가 있는 경우에는 도포코팅으로서 나이프코팅 등을 시행하여 코팅을 할 수 있다. 아울러 필요한 경우에는 먼저 함침코팅을 통해 베이스 원단에 1차적으로 난연가공을 한 후에 도포코팅을 통해 추가적으로 난연성을 부가할 수도 있다.
상기 난연액에 사용되는 비할로겐성 난연제는 환경오염에 원인이 되는 물질을 방출시키지 않는 것이어야 하는데, 구체적으로는 인계, 안티몬계, 넌 포르말린 멜라민계, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
표면경화단계는 난연성이 부가된 베이스 원단의 표면에 굳기(stiffness)와 절연성을 향상시키기 위하여 시행되는 단계로서 부수적으로는 베이스 원단이 제조되면서 표면에 생성되는 공극을 메우고 표면을 균일하게 함으로써 절연성을 높이기 위한 단계이다.
이때 사용되는 표면경화수지는 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 계열 절연수지 중 어느 하나인 것이 바람직한데, 모듈러스가 높은 특성으로 인해 외부에서 진동이나 음파가 전달되더라도 이를 그대로 받아 함께 공진하는 것이 아니라 자체적으로 흡수할 수 있다. 이때, 표면가공단계에서 표면경화수지를 코팅하는 방법으로는 그 재질적 특성상 나이프 코팅을 하는 것이 생산성이 높아 바람직하다. 한편, 고온에서 수지의 표면경화현상이 발생하므로 표면경화를 시킬 때의 온도는 100~235℃인 것이 좋으며 바람직하게는 150℃를 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트에 고도의 난연성이 요구될 때에는 상기 표면경화수지에 비할로겐성 난연제를 더 첨가하여 사용할 수 있다. 이는 환경오염물질을 방출하지 않고 국제적인 난연성 절연시트로서 기본적으로 요구되는 성질을 만족시키기 위하여 표면경화수지에도 난연제를 혼합하여야 하기 때문인데, 상기 난연가공단계에서 사용한 것과 같은 비할로겐성 난연제를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 난연제 중 특히 인계 난연제를 사용하는 경우에는 코팅이 되어 표면경화가 이루어지면 표면에서 활성화된 인이 표면 주위의 산소와 결합하여 일종의 막을 형성시켜 공기 중의 산소가 막을 투과되지 않도록 함으로써 난연성 및 절연성을 부여하게 된다.
한편, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 표면가공단계 이후에는 표면경화를 마친 절연시트 제품의 표면에 발생된 미세한 주름이나 시와 등을 제거하고 보다 양질의 절연시트를 제조하기 위하여 100~235℃에서 열처리하는 사후열처리단계가 더 포함되어 구성되는 것을 다른 특징으로 한다.
한편, 상기 사후열처리단계와는 별도로, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 원단제조단계 이후에는 제조된 베이스 원단을 100~235℃에서 열처리하는 사전열처리단계가 더 포함되어 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 사전열처리단계를 거치는 이유는 염색단계에서 베이스 원단에 가해지는 열과 장력에 의해 불균일한 수축이 발생하여 좌우 밸런스가 맞지 않아 표면경화단계에서 발생하는 접힘현상이나 주름발생현상을 미연에 방지하기 위하여 시행하는 것이다.
아울러, 상기 사전열처리단계 이후에는 사전열처리된 베이스 원단을 정련 수세하여 호제, 환경유해물질 또는 이물질 등을 원단에서 제거시키는 정련수세단계가 더 포함되어 구성될 수 있다. 상기 정련수세단계는 주로 제조된 베이스 원단에 염색을 하기 전에 시행하는 공정으로써 베이스 원단을 제조할 때 묻은 호제를 수세하거나 이물질 등을 미리 사전에 제거함으로써 염색가공이 용이하게 하고 난연가공단계에서 난연제가 전체 표면에 고르게 코팅되도록 하기 위하여 시행하는 전처리 과정이다.
상기 정련수세단계 이후에는 정련 수세된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계를 더 포함하여 구성할 수도 있다.
한편, 상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 직물의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. 상기 두께조정단계는 염색단계를 거친 베이스 원단을 일정한 간격을 가지고 있는 압착롤러 사이에 끼워 통과시킴으로써 열압착을시켜 두께가 일정하게 되도록 하는 단계인데, 염색단계를 거쳐 건조된 베이스 원단의 두께가 불균일할 경우 그 두께를 균일하게 되도록 미리 조정함으로써 전 면적에 난연성 및 절연성을 고르게 부여하기 위하여 시행된다. 따라서, 두께조정단계를 거치게 되면 이를 거치지 않고 제조된 절연시트와 비교하여 볼 때 전 면적에서 고르게 일정한 수준의 난연성 및 절연성을 보유하게 되어 제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 원단제조단계 이후에는 제조된 원단을 정련 수세하여 호제, 환경유해물질 또는 이물질 등을 원단에서 제거시키는 정련수세단계가 더 포함되어 구성되는 것을 다른 특징으로 한다. 이는 원단을 제조한 이후에 다른 과정을 거치지 않고 바로 정련수세단계를 거치도록 하는 것이다. 상기 정련수세단계 이후에는 정련 수세된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계를 더 포함시켜 구성을 할 수 있으며, 상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 직물의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성될 수 있다.
그리고, 필요에 따라서는 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 정련수세단계 이후에는 압착롤러에 수세된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 원단제조단계 이후에는 제조된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이는 앞서 살펴본 바와 같은 공정과는 달리 베이스 원단을 제조한 이후에 별다른 전처리 없이 바로 원단을 염색을 하도록 하는 제조공정으로 구성할 수 있다. 한편, 상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 직물의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 원단제조단계 이후에는 압착롤러에 제조된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계를 거쳐 난연가공단계 또는 표면가공단계를 거쳐 필요에 따라서는 사후열처리단계까지 함께 포함되어 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 사전열처리단계 이후에는 열처리된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 사전열처리를 거쳐 염색을 하는 도중에 두께가 균일하지 않게 되는 경우 난연성 부가 또는 표면경화를 통한 가공시에 가공성을 높이기 위하여 미리 원단의 두께를 열압착을 시켜 균일하게 만들기 위하여 상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 염색된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 상기 사전열처리단계 이후에는 염색단계를 생략할 수 있는 경우에는 압착롤러에 열처리된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계만을 거친 후에 바로 난연가공, 표면가공 또는 사후열처리단계를 선택적으로 포함시켜 제조공정을 구성할 수 있다. 아울러, 상기 두께조정단계 또는 정련수세단계는 베이스 원단의 상태 및 절연시트에 요구되는 물성에 따라 각각 선택적으로 추가하여 시행할 수 있다.
상기 각 단계의 선택은 폴리에스테르 절연시트의 제조에 따른 원가를 절감하고 공정 설치비용을 절감시키기 위하여 시행하며, 기본적으로 원단제조단계와 표면가공단계를 시행하되 베이스 원단의 성질 및 상태와 표면가공 후의 상태에 따라 사전열처리단계, 정련수세단계, 염색단계, 두께조정단계, 난연가공단계 또는 사후열처리단계 중 어느 하나 이상의 단계를 선택적으로 조합하여 구성할 수 있다.
본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법은 기존에 절연시트로 많이 사용되어오던 고가의 폴리카보네이트 절연시트에 비해 절연성 및 내전압성 효과는 동등하면서도 단위면적당 생산비가 현저하게 저렴하며 전해물질 등에 의한 오염 등 내화학성이 뛰어나며 물리적 성질이 우수한 폴리에스테르 절연시트를 저렴하게 생산할 수 있으며, 폴리카보네이트 절연시트의 대용품으로 부분적으로 사용되던 절연개스킷에 비해 난연성을 만족시킬 뿐만 아니라 물리적 성질이 우수한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법을 제공한다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의해 제조된 폴리에스테르 절연시트는 종래로부터 사용되던 우수한 절연성을 가진 폴리카보네이트 필름을 대체할 수 있는 우수한 절연성과 함께 폴리카보네이트 필름의 경질성으로 인하여 발생되는 전자회로 자체에서 발생되는 진동에 함께 공진되어 잡음을 발생하는 허밍현상을 원천적으로 제거할 수 있는 흡음성을 함께 보유하고 있어 각종 고급전자제품에 사용될 수 있는 절연시트를 저렴하게 생산할 수 있는 제조방법을 제공함에 다른 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조공정 일실시예를 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 폴리에스터 절연시트의 제조에 사용되는 베이스 원단 으로 사용되는 직물이 제직되는 다양한 방법에 대한 직물조직도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 폴리에스터 절연시트의 제조에 사용되는 베이스 원단 으로 사용되는 직물이 제직되는 다양한 방법에 대한 직물조직도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 통하여 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트의 제조공정 일실시예를 도시한 공정도이다.
원단제조단계(S100)는 폴리에스테르 섬유사로 베이스 직물을 제직하는 단계이다. 이때 사용되는 폴리에스테르 섬유사는 다수 개의 다발로 이루어지는 것이 물리적 물성을 만족시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. 한편 용도에 따라 베이스 직물의 두께를 조절하여 제직을 하여야 하는데, 통상적인 절연시트의 제조에 요구되는 베이스 직물의 두께는 0.1~2 mm이다. 이때 베이스 직물의 두께는 실의 굵기와 기본 직조방식(평직, 능직, 주자직, 중직)의 변형을 통한 조직의 변화로 조정이 가능한데, 베이스 직물의 두께가 0.1mm인 경우에 실의 굵기는 위사와 경사 모두 50~75데니어인 것을 사용하며, 베이스 직물의 두께가 0.25mm인 경우에는 경사는 75데니어이고 위사는 150, 225, 300 데니어 중 어느 하나의 굵기를 가지는 것을 선택하여 사용할 수 있다. 한편 베이스 직물의 두께가 0.45mm인 경우에는 경사는 150데니어이고 위사는 500데니어인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 한편 참고적으로 두께가 1mm으로서 상당히 두껍게 직조하는 경우에는 경사는 300데니어이고 위사는 750데니어인 것을 사용하게 된다. 이때 실의 굵기는 직조 방식을 어떤 방식을 선택하는지 여부에 따라 상기 위사와 경사로 사용되는 범위 내에서 선택적으로 선별하여 사용할 수 있다. 특히 2사 이상의 경사와 1사의 위사로 직물을 짜게 되는 중직을 하게 되는 경우에는 간단하게 직물지의 두께를 두껍게 조절할 수 있다는 장점이 있다.
상기 원단제조단계(S100) 이후에는 사전열처리단계(S200)를 거쳐 베이스 원단의 열적 변형 현상을 미리 방지하도록 하며, 이후에는 직물 상태의 베이스 원단을 정련 수세하여 제직시에 실에 발려진 호제를 제거하고 이물질 등을 제거하기 위한 정련수세단계(S300)를 거치게 된다. 이후 필요에 따라서는 상기 베이스 직물을 블랙, 다크블랙, 다크브라운, 화이트 등으로 필요에 따라 염색시킨 후 건조시키는 염색단계(S400)를 거쳐 베이스 직물을 염색 가공하게 된다. 이때 통상적으로는 절연시트로 사용되기 위하여 검은색으로 염색한다. 미리 원사에 일정한 색으로 착색이 된 착색사를 이용하여 베이스 원단을 제직하는 경우에는 별도의 염색단계(S400)를 거칠 필요가 없이 바로 두께조정단계(S500) 또는 난연가공단계(S600)를 시행할 수 있다.
상기 염색단계(S400)를 거친 이후에는 베이스 직물의 전면에 골고루 난연성 및 절연성을 부가시키기 위하여 열압착을 통해 베이스 직물의 두께를 미리 일정하게 조정하는 두께조정단계(S500)를 거치게 된다. 상기 두께조정단계(S500)는 압착롤러 사이로 상기 전처리 가공된 베이스 직물을 통과시켜 열압착을 통해 그 두께가 일정하도록 조정을 하게 된다. 상기 두께조정단계(S500)를 거치는 이유는 상기 두께조정단계(S500)를 통해 직조 후에 그 표면에 공극이 발생되는 것이 최소화되므로 차후 난연성을 부가하기 위하여 난연제가 혼합되어 있는 난연액에 함침시키거나 표면에 코팅을 한 후 다시 그 표면에 표면경화를 시키는 경우에 직물 전체의 표면에 골고루 함침 또는 코팅되어 전 면적에 걸쳐 일정하고 균일하게 절연성 및 난연성을 가지는 폴리에스테르 절연시트를 제조할 수 있도록 하기 때문이다.
상기 두께조정단계(S500)까지 거친 베이스 원단은 그 표면에 난연성을 부가시키기 위하여 비할로겐성 난연제를 물과 혼합하여 만들어진 난연액에 함침시키거나 도포코팅 또는 스프레이코팅 중 어느 하나 이상의 코팅을 시행하게 되는 난연가공단계(S600)를 거치게 된다. 필요에 따라 베이스 직물의 표면 또는 이면 중 어느 일면에만 난연성을 부가하는 경우에는 상기 난연성부가액에 함침을 시키는 방법보다는 표면에 상기 난연성부가액을 나이프 코팅 등 도포코팅을 시키는 방법을 선택적으로 채택할 수 있다. 물론 표면과 이면 모두에 난연성 가공을 하는 경우에는 난연제가 혼합된 난연액에 베이스 직물을 함침시켜 난연성을 부가하는 것이 바람직한데 필요에 따라서는 난연성을 더욱 더 강화하기 위하여 나이프 코팅을 하는 등 도포코팅을 추가적으로 시행할 수도 있다.
상기 난연가공단계(S600)를 거쳐 난연성이 표면에 부가되어 있는 베이스 직물에 대해서는 굳기를 부여하고 절연시트로서의 역할을 하기 위한 절연성을 부가시키기 위하여 표면가공단계(S700)를 거치게 된다. 표면경화단계는 물리적으로 일정한 수준 이상의 굳기(stiffness)를 가지도록 하며 절연성을 향상시키기 위한 것이 주목적이며, 부수적으로는 베이스 직물이 가지고 있는 공극을 추가적으로 메우기 위함이다.
통상적으로 폴리에스테르 절연시트를 제조할 경우에는 표면경화수지로는 섬유코팅용 폴리우레탄계 수지를 사용하게 되며 난연성을 동시에 강화시키기 위하여 비할로겐성 난연제가 혼합된 것을 사용하는 것이 좋다. 한편, 폴리우레탄 수지의 점도 등을 고려하여 나이프 코팅방법을 통해 표면경화단계를 시행하는 것이 일반적이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 수지의 점도 등을 고려하여 코팅하기에 적합한 방법을 선택하는것이 바람직하다. 한편 코팅된 수지의 표면경화를 유도하기 위하여 표면가공단계(S700)에서는 100℃ 이상의 고온에서 상기 표면경화를 시키는 것이 바람직하다.
마지막으로 상기 표면가공단계(S700) 이후에는 가공된 베이스 원단 표면에 존재하는 미세한 주름이나 시와 등을 제거하고 보다 양질의 절연시트를 제조하기 위하여 사후열처리단계(S800)를 추가적으로 거칠 수 있다.
상기 각 단계를 순차적으로 거쳐 최종적으로 각종 전자제품에 부품으로 사용되는 점착절연시트의 반가공상태인 폴리에스테르 절연시트가 생산된다.
한편, 본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 폴리에스테르 절연시트는 점착제가 표면에 발라져 후처리 가공된 후에 LCD또는 LED를 백라이트로 제조되는 텔레비젼이나 PDP 등 디스플레이 장치에 들어가는 백라이트와 회로기판의 사이에 삽입 부착되어 점착절연시트로서 사용된다.
폴리에스테르 절연시트를 실제적으로 전자제품에 바로 사용될 수 있는 형태인 폴리에스테르 점착절연시트로 최종적으로 가공하기 위해서는 상기 폴리에스테르 절연시트의 제조방법 중 마지막 단계인 사후열처리단계(S800) 이후에 상기 표면경화가 된 폴리에스테르 절연시트의 일측면에 점착면을 형성시키는 점착면형성단계; 및 상기 점착면에 이형지를 합지시키는 이형지합지단계를 더 포함하여 추가적으로 시행할 수 있다.
이때, 상기 점착면을 형성시키는 점착제에는 난연성을 부가하기 위하여 비할로겐성 난연제가 첨가되는 것이 좋은데, 이때 점착면의 형성방법으로는 양면테이프 접착, 점착제 도포방법, 핫멜트 접착제 코팅 중 어느 하나인 것을 부착하여야 하는 기재 또는 제품에 따라 적절하게 선택하면 된다.
도 2는 본 발명에 의한 폴리에스터 절연시트의 제조에 사용되는 베이스 원단 으로 사용되는 직물이 제직되는 다양한 방법에 대한 직물조직도를 도시한 것이다.
베이스 원단으로 사용되는 직물을 직조하는 방법은 여러가지가 있는데, 대표적인 것으로는 평직, 능직, 주자직, 중직이 있으며, 본 발명에 의한 폴리에스테르 절연시트를 제조하는데 사용되는 베이스 직물은 평직과 같은 대표적인 직조방법 이외에 여러가지 변형적인 직조방법을 통해 제직이 가능하다. 본 도에서는 변형능직, 변형주자직에 대한 직물조직도를 함께 도시하였다. 중직은 1사의 위사에 2이상의 실을 한꺼번에 경사로 하여 제직하는 방법으로서 필요에 따라서는 경사는 3이상의 실을 동시에 사용하여 제직할 수도 있다.
한편, 절연시트의 용도에 따라 베이스 직물의 두께를 조절하여야 하는데, 이 경우 먼저 베이스 직물을 직조할 때 사용되는 폴리에스테르 섬유사의 굵기를 결정하고 이후 적합한 직조방법을 선택하여 베이스 직물의 표면에 생성되는 공극을 최소화시키며 필요한 두께에 해당되는 베이스 직물을 직조하게 된다.
또한, 필요에 따라서는 중직을 통해서도 베이스 직물을 직조할 수 있는데, 경사와 위사의 실의 갯수를 조절함으로써 별도의 실의 굵기에 대한 제한 없이도 베이스 직물의 두께를 적절한 수준으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 사용되는 베이스 직물은 상기 직조방법 중 어떤 방법을 통해서 직조를 한 것이라 하더라도 무방하며, 상기 직조방법의 각종 변형방법도 모두 이에 해당된다.
S100 : 원단제조단계 S200 : 사전열처리단계
S300 : 정련수세단계 S400 : 염색단계
S500 : 두께조정단계 S600 : 난연가공단계
S700 : 표면가공단계 S800 : 사후열처리단계
S300 : 정련수세단계 S400 : 염색단계
S500 : 두께조정단계 S600 : 난연가공단계
S700 : 표면가공단계 S800 : 사후열처리단계
Claims (27)
- 다수 개의 다발로 이루어진 폴리에스테르 섬유로 베이스 원단을 제조하는 원단제조단계; 및
상기 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상의 면에 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 계열의 절연수지 중 어느 하나인 표면경화수지를 코팅한 후 일정한 온도에서 표면경화를 시키는 표면가공단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴레에스테르 절연시트의 제조방법. - 제1항에서,
상기 원단제조단계 이후에는 상기 베이스 원단의 표면 또는 이면 중 어느 일면 이상에 비할로겐성 난연제와 물이 일정한 비율로 혼합되어 있는 난연액을 코팅시킨 후 건조시켜 상기 베이스 원단에 대해 난연성을 부가하는 난연가공단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴레에스테르 절연시트의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 표면경화수지에는 비할로겐성 난연제가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 삭제
- 제1항에서,
상기 표면가공단계 이후에는 발생된 주름을 제거하고 경화도를 높이기 위하여 100~235℃에서 열처리하는 사후열처리단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제2항에서,
상기 표면가공단계 이후에는 발생된 주름을 제거하고 경화도를 높이기 위하여 100~235℃에서 열처리하는 사후열처리단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제1항, 제2항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에서,
상기 원단제조단계 이후에는 제조된 베이스 원단을 100~235℃에서 열처리하는 사전열처리단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제13항에서,
상기 사전열처리단계 이후에는 사전열처리된 베이스 원단을 정련 수세하여 호제, 환경유해물질 또는 이물질 등을 원단에서 제거시키는 정련수세단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제14항에서,
상기 정련수세단계 이후에는 정련 수세된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 졀연시트의 제조방법. - 제15항에서,
상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제14항에서,
상기 정련수세단계 이후에는 압착롤러에 수세된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제1항, 제2항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에서,
상기 원단제조단계 이후에는 제조된 원단을 정련 수세하여 호제, 환경유해물질 또는 이물질 등을 원단에서 제거시키는 정련수세단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제18항에서,
상기 정련수세단계 이후에는 정련 수세된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 졀연시트의 제조방법. - 제19항에서,
상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제18항에서,
상기 정련수세단계 이후에는 압착롤러에 수세된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제1항, 제2항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에서,
상기 원단제조단계 이후에는 제조된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 졀연시트의 제조방법. - 제22항에서,
상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 건조가공된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제1항, 제2항, 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에서,
상기 원단제조단계 이후에는 압착롤러에 제조된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제13항에서,
상기 사전열처리단계 이후에는 열처리된 베이스 원단에 비할로겐성 염료를 사용하여 일정한 색으로 염색한 후 이를 건조시키는 염색단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 졀연시트의 제조방법. - 제25항에서,
상기 염색단계 이후에는 압착롤러에 염색된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법. - 제13항에서,
상기 사전열처리단계 이후에는 압착롤러에 열처리된 베이스 원단을 통과시켜 열압착을 하여 불균일한 베이스 원단의 두께를 균일하게 조정하는 두께조정단계가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 절연시트의 제조방법.
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| KR100925757B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2009-11-11 | 삼성전기주식회사 | 인쇄회로기판용 절연체, 이를 구비한 인쇄회로기판 및 그제조방법 |
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2010
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