KR101476690B1 - Soft magnetic fiber and Processed article of soft magnetic material for the shield of electromagnetic pulse or wave, appratus and method for producing the same - Google Patents
Soft magnetic fiber and Processed article of soft magnetic material for the shield of electromagnetic pulse or wave, appratus and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101476690B1 KR101476690B1 KR20130056228A KR20130056228A KR101476690B1 KR 101476690 B1 KR101476690 B1 KR 101476690B1 KR 20130056228 A KR20130056228 A KR 20130056228A KR 20130056228 A KR20130056228 A KR 20130056228A KR 101476690 B1 KR101476690 B1 KR 101476690B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- soft magnetic
- fibers
- unit
- magnetic material
- wool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 34
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 25
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 14
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 4
- 208000032365 Electromagnetic interference Diseases 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000697 metglas Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910008423 Si—B Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000815 supermalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- -1 wallpaper Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
- H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/005—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of wire
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
본 발명은 비정질(amorphous) 또는 나노결정질(nano-crystalline) 연자성 섬유(soft magnetic fiber) 및 이를 제조하는 장치 및 방법, 응용 어플리케이션에 관한 것으로, 특히 폭(x)과 두께(y)를 구비한 단면과, 상기 단면에서 연장되는 길이(z)을 가지는 연자성 섬유 구조를 구비하되, 상기 폭(x)와 두께(y)의 비율(x/y)이 10~125를 충족하는 연자성 섬유를 제공할 수 있도록 한다.The present invention relates to an amorphous or nano-crystalline soft magnetic fiber, an apparatus and a method for manufacturing the soft magnetic fiber, and an application thereof. More particularly, the present invention relates to a soft magnetic fiber having a width (x) and a thickness (X / y) of the width (x) to the thickness (y) of the soft magnetic fiber structure having a cross section and a length (z) extending from the cross section, .
Description
본 발명은 비정질(amorphous) 또는 나노결정질(nano-crystalline) 연자성 섬유(soft magnetic fiber) 및 이를 제조하는 장치 및 방법, 응용 어플리케이션에 관한 것이다.The present invention relates to amorphous or nano-crystalline soft magnetic fibers and to an apparatus and a method for manufacturing the same and an application application.
최근, 전자장치의 고속처리화가 가속적으로 진행되고 있고, 마이크로프로세서 등의 IC나 LSI의 작동주파수는 급속히 상승하고 있다. 이러한 상승된 주파수로 인해 이러한 장치에 불필요한 노이즈가 방사되기 쉽다. BACKGROUND ART In recent years, high-speed processing of electronic devices has been accelerated, and the operating frequency of ICs and LSIs such as microprocessors is rapidly increasing. This increased frequency is likely to cause unwanted noise to be emitted from such a device.
또한 통신분야에서는 차세대 멀티미디어 이동통신(2 GHz), 무선 LAN(2 내지 30 GHz), 광섬유를 사용한 고속통신망이 현재 이용되고 있다. ITS(지능 수송 시스템;Intelligent Transport System)의 분야에서는 ETC(자동전자요금수수; an automated Electronic Toll Collection) 시스템에 있어서의 5.8 GHz, AHS(주행지원도로 시스템; an advanced cruise-assist highway system)에 있어서의 76 GHz 등이 이용되고 있다. 따라서, 고주파 이용범위는 계속하여 급속하게 확대해 갈 것이 예상된다. Also, in the field of communication, next generation multimedia mobile communication (2 GHz), wireless LAN (2 to 30 GHz), and high speed communication network using optical fiber are currently in use. In the field of ITS (Intelligent Transport System), in the 5.8 GHz, AHS (an advanced cruise-assist highway system) in an automated electronic toll collection (ETC) system Of 76 GHz are used. Therefore, the high frequency use range is expected to continue to expand rapidly.
특히, 최근의 입을 수 있는(wearable) 컴퓨터 및 안경이나 시계처럼 착용할 수 있는 IT 기기의 등장은 우리로 하여금 향후 이러한 기기들로부터 방사되는 전자기파가 신체에 미치는 악영향에 대하여 심각하게 고려하지 않을 수 없게 하고 있다. 전자기파는 거리에 따라 그 강도가 급격히 감소되는 특성 때문에 기존의 고정식이나 이동식 전자기기로부터의 전자기파가 지금까지는 신체에 심각한 수준의 피해를 주지 않았지만, 신체 밀착형 전자기기의 경우는 전자기파의 강도가 최대가 되기 때문에 전자기파 차폐를 반드시 고려한 개발이 이루어져야 한다. In particular, recent emergence of wearable computers and IT devices that can be worn like glasses or watches can not help us to seriously consider the adverse effects of electromagnetic waves from these devices on the body in the future. . Electromagnetic waves from existing fixed or mobile electronic devices have not caused serious damage to the body up to now, because of their sharp decrease in intensity according to the distance. However, in the case of a body-contact type electronic device, Therefore, it is necessary to develop electromagnetic interference shielding.
그리고, 하이브리드카 및 전기자동차의 보급, 자동차내 전기모터와 전자부품 사용의 급격한 증가는 운전자와 탑승자의 전자기파 피폭 가능성이 높아졌음을 시사할 뿐만 아니라, 전자기파의 세기와 신체노출 시간이 건강에 심각한 결과를 초래할 수 있음을 의미한다. The rapid increase in the use of hybrid cars and electric vehicles, the use of electric motors and electronic components in automobiles not only suggests that the possibility of electromagnetic wave exposure of drivers and passengers is high, but also the intensity of electromagnetic waves and body exposure time . ≪ / RTI >
또한, 핵폭발시 감마선에 의해 전자기펄스(Electro Magnetic Pulse: EMP)가 유도되어 전자기기 및 통신, 전력망 등에 심각한 피해를 유발하기도 한다. 이러한 전자기파는 일상생활 속에 없어서는 안 되는 요소이지만 고압선이나 EMP 무기처럼 산업시설의 부산물이 될 수도 있고 또한 인류에게 막대한 피해를 안겨줄 전쟁수단으로 사용되기도 한다. In addition, electromagnetic pulses (EMP) are induced by gamma rays during a nuclear explosion, which can cause severe damage to electronic devices, communications, and power networks. These electromagnetic waves are an indispensable element in everyday life, but they can be a byproduct of industrial facilities such as high-voltage lines and EMP weapons, and they are also used as a means of warfare to cause enormous damage to mankind.
전파의 주파수가 상승하면, 노이즈가 형성되어 방사하기 쉽게 된다. 동시에, 최근의 전자장치의 저소비전력화에 의한 노이즈 마진 저하나, 전자장치의 소형화, 고밀도화에 의한 기기 내부의 노이즈환경의 악화에 의해 EMI(전자기 간섭; Electro-Magnetic Interference)에 의한 오동작이 문제가 된다.When the frequency of the radio wave rises, noise is formed and becomes easier to radiate. At the same time, there is a problem of malfunction due to EMI (Electro-Magnetic Interference) due to noise margin caused by lowering the power consumption of electronic devices in recent years, deterioration of the noise environment inside the device due to miniaturization and high density of electronic devices .
이러한 상황 하에, 전자장치 내부에서의 EMI를 저감시키기 위하여, 전자기기 내부에 전파 흡수 재료를 배치하는 등의 대책이 취해지고 있다. 지금까지, 사용되는 전파 흡수 재료 중 하나는, 고무나 수지 등의 전기적 절연성 유기물과 스피넬 결정구조의 연자성금속 산화물 재료나 연자성 금속재료 등의 자성손실 재료로 된 복합 시트이다.Under such circumstances, countermeasures have been taken such as disposing a radio wave absorbing material in the inside of the electronic apparatus in order to reduce the EMI inside the electronic apparatus. One of the electromagnetic wave absorbing materials used so far is a composite sheet made of an electrically insulating organic material such as rubber or resin and a magnetic loss material such as a soft magnetic metal oxide material having a spinel crystal structure or a soft magnetic metal material.
연자성체(soft magnetic material)는 외부 자계를 조금만 가해도 강하게 자화되며, 잔류자화가 작은 자성체를 의미하는 것이다. A soft magnetic material means a magnetic material which is strongly magnetized even when a slight external magnetic field is applied and has a small residual magnetization.
연자성 금속재료에 대해서는, 입자의 두께를 표피 깊이보다 얇은 플레이크형상으로 함으로써, 와전류의 억제효과 및 형상 자기 이방성의 효과에 의해, 전자기파 흡수 재료로서 사용가능한 한계 주파수를 10 GHz 정도까지 늘릴 수 있다.With respect to the soft magnetic metal material, the limit frequency that can be used as the electromagnetic wave absorbing material can be increased to about 10 GHz by the eddy current suppressing effect and the shape magnetic anisotropy by making the particle thickness thinner than the skin depth.
또한, 종래에 미립자 자성 금속과 세라믹으로 구성된 전자기파 흡수 재료가 개발되었으나, 전자기파 흡수성능 면에서 만족스럽지 못하여 밀리미터파 영역까지 사용할 수 있는 성능이 뛰어난 전자기파 흡수 재료의 개발이 계속 요구되고 있다. 나아가 연자성 재료를 이용하여 다양한 전자기파 흡수용 가공물에 적용 가능하도록 그 성능뿐 아니라 다양한 대상에 쉽게 적용할 수 있는 구조에 대한 필요성도 요구되고 있다.In addition, although an electromagnetic wave absorbing material composed of a particulate magnetic metal and a ceramic has been developed in the past, it has not been satisfactory in terms of electromagnetic wave absorption performance, and development of an electromagnetic wave absorbing material excellent in performance that can be used up to a millimeter wave region has been continuously required. Furthermore, there is a need for a structure that can be easily applied to various objects as well as its performance so that it can be applied to various electromagnetic wave absorbing workpieces using a soft magnetic material.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 미세 섬유구조의 연자성체 섬유를 구현하여 연자성 특성이 우수하면서도 가공성 및 적용성이 우수한 연자성 섬유를 제공할 수 있도록 하는 데 있다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a soft magnetic fiber having a fine fiber structure to provide a soft magnetic fiber having excellent soft magnetic characteristics, There is.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 미세 섬유 구조의 연자성 섬유를 제조하기 위한 방법으로 열원을 구비하는 공급유닛을 통해 연자성체를 용융하고, 용융된 연자성체를 적어도 2 이상의 토출구를 구비하는 분사유닛을 통해 분사하고, 상기 분사유닛에서 분사된 연자성체 용융액을 회전드럼 유닛의 드럼의 외표면에 접촉시켜 냉각 고화하여 연자성 섬유를 생산할 수 있도록 할 수 있다.As a means for solving the above problems, the present invention provides a method for producing a soft magnetic fiber having a fine fiber structure, comprising the steps of melting a soft magnetic material body through a supply unit having a heat source and discharging the molten soft magnetic material body through at least two The soft magnetic material melt ejected from the ejection unit is brought into contact with the outer surface of the drum of the rotary drum unit to be cooled and solidified to produce soft magnetic fibers.
본 발명에 따르면, 비정질 또는 나노결정질 연자성체 섬유를 제조함에 있어서, 금속 또는 합금 소재의 연자성체 원료 물질을 용융시키고, 이를 투자율을 극대화하는 특성을 구비하는 구조의 섬유형 구조물로 구현하고, 이러한 연자성 섬유형 구조물을 이용하여 울구조, 침상형의 분말구조 등 다양한 적용이 가능한 구조로 변형하여 전자기파 차폐용도로 범용적으로 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, in manufacturing amorphous or nanocrystalline soft magnetic material fibers, it is possible to realize a fiber-like structure having a structure that melts a soft magnetic material material of a metal or an alloy material and maximizes a magnetic permeability thereof, The present invention can be applied to various applications such as a wool structure and an acicular type powder structure by using a magnetic fiber type structure and can be applied universally for electromagnetic wave shielding applications.
도 1은 본 발명에 따른 연자성 섬유의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 연자성 섬유의 특성에 대한 실험결과를 도시한 표이다.
도 4는 본 발명에 따른 연자성 섬유의 제조장치를 도시한 개념도이다.
도 5는 도 4의 제조장치의 분사유닛의 구성을 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 연자성 섬유의 제조에서의 문제를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the structure of a soft magnetic fiber according to the present invention.
FIGS. 2 and 3 are tables showing experimental results on characteristics of the soft magnetic fibers according to the present invention, respectively.
4 is a conceptual diagram showing an apparatus for producing soft magnetic fibers according to the present invention.
5 is a conceptual diagram showing the configuration of the injection unit of the manufacturing apparatus of Fig.
6 and 7 are conceptual diagrams showing problems in the production of the soft magnetic fibers according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Hereinafter, the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
도 1은 본 발명에 따른 연자성 섬유의 구조를 도시한 개념도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 연자성 섬유의 특성을 설명하기 위한 실험결과표이다.FIG. 1 is a conceptual diagram showing the structure of the soft magnetic fibers according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are experimental result tables for explaining the characteristics of the soft magnetic fibers according to the present invention.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연자성 섬유는 도 1에 도시된 것과 같이, 폭(x)과 두께(y)를 구비한 단면과, 상기 단면에서 연장되는 길이(z)을 가지는 연자성 섬유 구조를 구비하되, 상기 폭(x)와 두께(y)의 비율(x/y)이 10~125를 충족하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명에서의 연자성 섬유의 단면은 도 1에 도시된 것과 같이 단면이 사각형 구조를 구비하는 것을 바람직한 실시예로써 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단면이 타원, 원형, 또는 다각형, 비정형의 단일폐곡선을 모두 포함할 수 있다. 이 경우 상기 폭(x)은 단면에서 가장 긴 길이를 형성하는 수평방향의 최장 수평선분으로 정의하며, 두께(y)는 상기 폭(x)에 직교하는 수직방향의 최장 수직선분으로 정의한다. 아울러, 상기 단면에서 길이방향으로 연장되는 일정한 길이(z)를 구비하는 섬유구조물로 본 발명의 연자성 섬유를 정의할 수 있다.1, a soft magnetic fiber according to the present invention comprises a cross section having a width (x) and a thickness (y) and a cross section having a length (z) extending in the cross section, (X / y) of the width (x) to the thickness (y) satisfies 10 to 125. [ In particular, the cross-section of the soft magnetic fiber in the present invention is described as a preferred embodiment having a rectangular cross-section as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. The cross section may be elliptical, circular or polygonal, And a single closed curve of < RTI ID = 0.0 > In this case, the width (x) is defined as the longest horizontal line in the horizontal direction forming the longest length in the cross section, and the thickness (y) is defined as the longest vertical line perpendicular to the width (x). In addition, the soft magnetic fibers of the present invention can be defined as a fibrous structure having a certain length z extending in the longitudinal direction in the cross section.
특히, 본 발명에 따른 연자성 섬유는, 상기 단면의 폭(x) 또는 상기 단면의 두께(y)와 상기 연자성 섬유의 길이(z)의 비율이 각각 (z/x)이 10이상, (z/y)이 100이상인 조건을 충족하는 것이 바람직하다. 이 경우 연자성 섬유의 폭(x)은 500㎛ 이상 2500㎛ 이하, 두께(y)는 20㎛ 이상 50㎛ 이하로 형성됨이 바람직하며, 이 경우 길이(z)는 5,000㎛ 이상으로 형성될 수 있다. 물론, 가공상태에 따라 상술한 구조의 연자성 섬유를 분쇄하여 침상형의 연자성 분말로 형성하는 경우에는 상기 길이(z)가 5,000㎛ 이하이며, 상기 폭(x)과 상기 길이(z)의 비율(z/x)이 2 이상 10이하를 충족하도록 형성함이 바람직하다.In particular, the soft magnetic fiber according to the present invention is characterized in that the ratio (z / x) of the width (x) or the thickness (y) of the cross section to the length (z) z / y) is 100 or more. In this case, it is preferable that the width (x) of the soft magnetic fibers is not less than 500 탆 and not more than 2500 탆, and the thickness (y) is not less than 20 탆 and not more than 50 탆. In this case, . Of course, when the soft magnetic fibers having the above-described structure are crushed to form acicular soft magnetic powder according to the processing state, the length z is 5,000 占 퐉 or less, and the width (x) and the length z It is preferable that the ratio (z / x) is formed so as to satisfy 2 or more and 10 or less.
도 2는 본 발명에 따른 연자성 섬유의 상술한 두께의 범위가 가지는 특성을 설명하기 위한 실험 결과표이다. 도 2에서는 본 발명에 따른 연자성 섬유의 폭을 평균 1000㎛±20㎛로 하고, 대표적인 비정질 연자성 재료인 METGLAS(Fe78Si9B13)와 비정질 형성능이 우수한 FeSiBP 조성에 대하여 두께가 연자성 특성에 미치는 영향 결과를 제시한다.2 is an experimental result table for explaining the characteristics of the range of the thickness of the soft magnetic fiber according to the present invention. FIG. 2 shows the effect of thickness on the soft magnetic properties of a typical amorphous soft magnetic material METGLAS (Fe78Si9B13) and an amorphous FeSiBP composition having an average width of 1000 mu m +/- 20 mu m according to the present invention, .
본 도 2에서의 실험 결과는 후술하는 도 4의 멜트 스피너(연자성 섬유 제조장치)로 샘플을 제작한 후, 최적 열처리를 하지 않은 상태의 특성을 측정한 것이다. 이 경우 최적 열처리를 하지 않은 결과가 중요한 이유는 비정질 연자성 재료를 최적 열처리할 경우 취성이 증가하여 기계적 특성이 저하되어 쉽게 파손되므로 전자기파 흡수체로 사용시에 얇고 긴 형상에 의한 형상 이방성의 장점을 잃어버릴 수 있기 때문에 최적 열처리를 하지 않은 상태에서도 우수한 연자성 특성을 보이는 소재의 탐사가 중요하기 때문이다. 또한, 최적의 열처리 이후에도 최종 상태의 형태로 가공하는 과정에서나 사용간에 응력이 작용하여 연자기적 특성이 저하될 수도 있으므로, 제작시의 응력이 일부 남아 있는 상태에서도 연자성 특성이 우수한 제품을 생산하기 위해서는 최적 열처리 이전의 특성이 우수한 규격 조건을 찾을 필요가 있다. The results of the experiment shown in FIG. 2 are obtained by measuring the characteristics of the sample after the samples were prepared with the melt spinner (soft magnetic fiber production apparatus) of FIG. 4 and then subjected to the optimal heat treatment. In this case, the result of not performing the optimal heat treatment is important because when the amorphous soft magnetic material is subjected to the optimal heat treatment, the brittleness is increased, and the mechanical properties are lowered and the material is easily broken. Therefore, when the material is used as an electromagnetic wave absorber, This is because it is important to explore materials with excellent soft magnetic properties even without optimal heat treatment. In addition, even after the optimal heat treatment, the soft magnetic characteristics may be deteriorated due to stress acting during the process of forming the final state or during use. Therefore, in order to produce a product having excellent soft magnetic characteristics It is necessary to find a standard condition having excellent characteristics before the optimal heat treatment.
도 2의 결과를 참조하면, 연자성 특성이 우수한 METGLAS의 경우, 20~30㎛에서 보자력이 9~17A/m로 비교적 우수한 연자성 특성이 나타난 것에 비해, 20㎛미만의 샘플에서는 보자력이 22~40A/m로 상승하였으며, 두께가 50㎛ 초과의 샘플에서는 급격히 보자력이 상승하여 연자성 특성을 상실하는 결과를 초래하였다. 또한, METGLAS보다 비정질 형성능이 우수한 FeSiBP 조성에서도 20㎛~50㎛ 두께 영역에서 5~14A/m 정도의 매우 낮은 보자력을 보인 반면, 그 외의 두께 영역에서는 상대적으로 보자력이 상승하는 결과를 얻게 되었다. Referring to the results shown in FIG. 2, in the case of METGLAS having excellent soft magnetic characteristics, relatively soft magnetic characteristics were shown at 20 to 30 μm and a coercive force of 9 to 17 A / m, 40 A / m, and the coercive force abruptly increased in a sample having a thickness exceeding 50 탆, resulting in loss of soft magnetic properties. In addition, the coercive force of FeSiBP, which is superior to METGLAS for amorphous formation, was found to be very low, about 5 to 14 A / m in the thickness range of 20 to 50 μm, while the coercive force was relatively increased in the other thickness range.
상기 결과에 대한 분석으로써, 비정질 연자성 섬유의 경우, 20㎛~30㎛ 영역에서 최적의 연자성 특성을 보이며, 비정질 형성능이 우수할 경우 두께가 증가할수록 연자성 특성이 향상되다가, 50㎛를 초과하게 되면 급격히 감소하는 현상을 보이는데, 이러한 현상은 싱글롤 멜트스피닝 방식에 기인한다.As a result of analysis of the above results, the amorphous soft magnetic fibers showed the best soft magnetic characteristics in the range of 20 μm to 30 μm, and when the amorphous forming ability was excellent, the soft magnetic properties were improved as the thickness increased, , This phenomenon is caused by the single roll melt spinning method.
즉, 도 4에서 도시한 제조장치에서의 냉각롤에 접촉한 면과 반대쪽(대기접촉) 면의 냉각속도의 차이로 인해 생기는 응력 발생이 결국 두께가 두꺼워질수록 커지게 되고 이것이 연자성 특성의 열화에 영향을 미치게 되며, 반면 비정질 형성능과 무관하게 두께가 얇아짐에 따라 보자력이 상승하는 이유는 냉각롤에 접촉하는 면과 반대쪽 면에 공히 형성되는 응력이 영향을 미치는 영역이 전체 영역 대비 차지하는 비율 상승으로 전체적인 연자성 특성에 악영향을 미침으로 인해서 발생되는 결과이다. (이는 도 6의 개념도를 참조하면, 본 발명에 따른 연자성 섬유(1)의 단면을 살펴보면, 섬유의 상부면은 공기에 접촉하여 산화막(a)이 생성되며, 하부면은 냉각롤과 접촉하는 면(b)으로 결함이 많게 형성이 된다. 즉, 연자성 섬유의 두께가 20㎛ 미만의 경우에는 공기와 접촉하거나 냉각롤과 접촉하는 표면의 영향이 매우 커지게 된다. 나아가 두께가 50㎛ 보다 클 경우에는 공기와 접촉하거나 냉각롤과 접촉하는 표면의 영향이 크지는 않지만, 냉각률(cooling rate)의 차이로 응력이 발생하게 되며, 공기 접촉면 방향부터 결정화가 발생하게 되는 문제가 생기게 된다. 특히 이는 도 7에 도시된 것과 같이, 연자성 섬유의 연자성 특성에 악영향을 주는 휘스커(c)가 발생하게 된다.)That is, the stress generated due to the difference in cooling rate between the side contacting the cooling roll and the side opposite to the side contacting the cooling roll (atmospheric contact) in the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 becomes larger as the thickness becomes thicker, On the other hand, the reason why the coercive force is increased as the thickness becomes thinner regardless of the amorphous forming ability is that the ratio of the area where the stress which is formed on the opposite side of the surface contacting with the cooling roll, As a result of having an adverse effect on the overall soft magnetic properties. (Referring to the conceptual view of FIG. 6, the cross-section of the soft
따라서, 이러한 투자율의 결과도 보자력의 결과와 유사한 경향을 보이는 것은 상기 분석한 메커니즘에 의한 것으로 판단할 수 있으며, 결과적으로, 비정질 연자성 섬유는 비정질 형성능과 무관하게 최적의 연자성 특성(낮은 보자력과 높은 투자율)을 얻을 수 있는 두께 범위가 20㎛~50㎛에 해당하며, 이를 벗어나는 두께의 범위에서는 투자율 및 연자성 특성이 크게 저하하게 되는바, 본 발명에 따른 연자성 섬유의 두께(y)는 20㎛~50㎛의 범위를 충족하는 것이 바람직하다.
As a result, the amorphous soft magnetic fiber has an optimum soft magnetic property (low coercive force and low coercive force) regardless of the amorphous forming ability. As a result, the magnetic permeability of the amorphous soft magnetic fiber can be determined by the above- The magnetic permeability and the soft magnetic properties of the soft magnetic fiber are greatly reduced in the range of the thickness of the soft magnetic fiber according to the present invention. It is preferable to satisfy the range of 20 탆 to 50 탆.
아울러, 본 발명에 따른 연자성 섬유의 폭(x)은 500㎛ 이상 2500㎛ 이하의 범위를 충족하는 것이 바람직하다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 연자성 섬유의 폭의 경우는 제품의 제조와 직접적으로 관련된 멜트스피너 장비의 특징, 비용 대 효과(경제성), 재료의 조성과 물리화학적 특성 등이 종합적으로 고려되어 결정해야 한다.In addition, it is preferable that the width (x) of the soft magnetic fiber according to the present invention satisfies a range of 500 μm or more and 2500 μm or less. Referring to FIG. 3, the width of the soft magnetic fiber according to the present invention is considered in consideration of the characteristics of the melt spinner equipment directly related to the manufacture of the product, cost-effectiveness (economical efficiency), material composition and physicochemical characteristics .
즉, 본 발명에 따른 연자성 섬유의 폭(x)이 500㎛~2,500㎛일 경우, 500㎛미만이거나 2500㎛를 초과하는 제품에 비해, 우수한 연자성 특성뿐만 아니라 경제성이 좋은 제품을 생산할 수 있다. 예를 들어서, 폭 500㎛ 미만의 제품을 생산하기 위해서는 노즐의 크기를 직경 0.2mm~0.3mm 이하로 제작해야 하는데, 제품의 폭보다 노즐 직경이 다소 작은 이유는 노즐의 직경이 작아질수록 용탕도 4의 공급유닛에서 공급되는 연자상 용융액이 노즐을 통과하는 저항이 커져서 분사압력을 높여야 하고, 이로 인해 용탕(이 냉각롤에 가해지는 압력이 상승하여 노즐의 주변으로 용탕이 번지게 되면서 노즐의 직경보다 큰 제품이 생산되기 때문이다. 즉, 500㎛ 이하의 폭을 갖는 비정질 연자성 제품을 멜트스피너 장비로 제작시에는 노즐의 직경이 극단적으로 작아짐에 따라 고압의 분사가스가 필요해 지고, 노즐과 도가니에 불필요한 압력이 가해짐으로써 장비가 파괴되거나 할 위험성과 과다한 가스를 소비하게 되는 등의 단점이 발생된다.That is, when the width (x) of the soft magnetic fiber according to the present invention is in the range of 500 μm to 2,500 μm, it is possible to produce a product having excellent soft magnetic properties as well as excellent economy compared with products having a size less than 500 μm or exceeding 2500 μm . For example, in order to produce a product having a width of less than 500 μm, the size of the nozzle must be 0.2 mm to 0.3 mm or less. The reason why the nozzle diameter is smaller than the product width is that the smaller the diameter of the nozzle, 4, the resistance of the soft melt supplied from the supply unit to the nozzle must be increased to increase the injection pressure, thereby increasing the pressure of the molten metal (the pressure applied to the cooling roll is increased and the molten metal spreads to the periphery of the nozzle, When manufacturing an amorphous soft magnetic product having a width of 500 μm or less with a melt spinner apparatus, the diameter of the nozzle is extremely small, so that a high-pressure injection gas is required, and a nozzle and a crucible There is a risk that the equipment is destroyed or an excessive amount of gas is consumed.
전자기파 흡수체와 같은 대량생산을 필요로 하는 제품의 생산에서 폭 500㎛ 미만의 제품생산은 상기 이유로 현실성이 낮으며, 또한, 연자성 특성면에서도 제품의 양쪽 측면에 자연스럽게 형성되는 휘스커 형상의 결함이 제품에 미치는 영향의 정도가 증가함에 따라 폭의 감소는 연자기적 특성 열화에 직접적으로 비례하는 결과를 낳게 된다. 반면에 제품의 폭이 500㎛ 이상일 경우에는 이러한 휘스커가 전체 연자성 특성에 미치는 영향이 무시할 정도로 작아진다. 이에 대한 실험 결과는 도 3에 도시된 결과와 같다.In the production of a product requiring mass production such as an electromagnetic wave absorber, production of a product having a width of less than 500 μm is not realistic due to the above reasons, and whisker-like defects, which are naturally formed on both sides of the product in terms of soft magnetic properties, As the degree of influence on the increase of the width increases, the decrease of the width is directly proportional to the deterioration of the soft magnetic characteristics. On the other hand, when the width of the product is 500 mu m or more, the influence of such whiskers on the overall soft magnetic properties is negligibly small. The experimental results are the same as those shown in Fig.
또한, 본 발명에 따른 연자성 섬유의 최대 폭을 2500㎛로 제한을 둔 이유는, 연자기적 특성과 제조상의 조건 때문이다. 먼저, 본 발명에서 제안하고자 하는 연자성 섬유는 리본이나 스트립과 차별화되는 것이 형상 자기이방성을 최적화하여 길이 방향으로의 투자율을 최대화하기 위하여 길이 방향(z)에 수직한 단면 방향(x,y) 대비 길이 방향의 비율을 최대화할 필요가 있다. 그러기 위해서는 두께와 폭을 최소화할 필요가 있는데 두께는 상기 설명에서 최적화된 20㎛~50㎛로 한정하였다. 또한, 폭의 최소값은 연자성 특성의 향상과 제조상의 경제성 등을 고려하여 500㎛ 이상으로 하였다.The reason why the maximum width of the soft magnetic fibers according to the present invention is limited to 2500 占 퐉 is due to the soft magnetic properties and the manufacturing conditions. First, in order to maximize the magnetic permeability in the longitudinal direction by optimizing the shape magnetic anisotropy, the soft magnetic fiber to be proposed in the present invention is different from the ribbon or the strip in that the cross-sectional direction (x, y) perpendicular to the longitudinal direction z It is necessary to maximize the ratio in the longitudinal direction. In order to do this, it is necessary to minimize the thickness and the width. The thickness is limited to 20 탆 to 50 탆, which is optimized in the above description. Also, the minimum value of the width was set to 500 탆 or more in consideration of the improvement of soft magnetic characteristics and the economical efficiency of manufacturing.
멜트스피너를 이용한 비정질 연자성 재료의 제작에서 폭의 증대는 경제성과 활용성에서 매우 중요한 과제 중 하나이다. 그러나, 본 발명에서는 섬유 형태를 이용한 응용분야의 다변화를 목적으로 하고 있기 때문에 무작정 폭을 크게 한 제품의 생산이 유용한 결과와 직접적으로 연결되는 것은 아니다. 그렇다고 해서 폭의 크기를 너무 작게 할 경우에는 제조 단가가 상승하게 되고, 응용화 단계에서 광면적에 대한 도포를 필요로 하는 경우에 작업의 소요를 증가시켜 비용을 상승시키는 결과를 초래할 수가 있기 때문에 최적의 폭을 설정할 필요가 있다. 멜트스피너를 이용하여 비정질 연자성 재료를 제조할 경우 노즐의 형상은 통상 원형 또는 슬릿 형태를 취하게 되는데, 슬릿 형태는 광폭 재료를 제조할 경우에 사용되고 레이저 가공 등의 고가의 공정을 필요로 하므로 제조 단가가 비약적으로 상승한다고 하는 단점이 있다. 반면 원형의 노즐 형상은 슬릿 형태보다 제조가 단순하여 제조 단가가 저렴한 반면 광폭의 제품을 생산하는 데는 한계가 있다. 그 한계값이 약 2,000~3,000㎛이다. 그런데, 대량생산 체제에서는 도가니에 넣어 용융시키는 용탕의 양이 많게는 수 백 kg에 이를 수 있기 때문에 자체 무게에 의해서 노즐에 과다한 압력이 가해져 용탕이 별도의 분사압력을 가해주지 않더라도 자유낙하하게 된다. The increase in the width of the amorphous soft magnetic material using the melt spinner is one of the most important tasks in terms of economy and usability. However, since the present invention aims to diversify the application field using the fiber form, production of a product having a large width is not directly connected to useful results. However, if the width is too small, the manufacturing cost will increase, and if the coating area is required in the application step, the cost may be increased by increasing the work requirement, It is necessary to set the width. When the amorphous soft magnetic material is manufactured by using the melt spinner, the shape of the nozzle is usually circular or slit shape. The slit shape is used for manufacturing a wide material and requires an expensive process such as laser processing. There is a disadvantage that the unit price increases dramatically. On the other hand, the circular nozzle shape is simpler to manufacture than the slit shape, and thus the production cost is low, but there is a limit in producing a wide product. The limit value is about 2,000 to 3,000 mu m. However, in a mass production system, since the amount of molten metal melted into a crucible may reach several hundred kg, excessive pressure is applied to the nozzle by its own weight, and the molten metal falls freely even if it does not exert any additional injection pressure.
이 현상을 이용할 수 있는 최대 노즐 직경이 결국은 연자성 재료의 최대폭과 연관될 수 있다. 왜냐하면, 본 발명에서 제시한 폭의 최소값 500㎛은 노즐 직경 0.5mm에서 용탕의 중량에 의한 압력만으로도 분사가 가능한 영역에 속하게 된다. 즉 노즐 직경이 0.5mm 이상일 경우에는 자유낙하에 의한 제품의 제조가 가능하게 되는데, 문제는 노즐의 직경이 너무 클 경우에는 용탕의 분사량이 과다하여 제품의 두께가 두꺼워져서 요구하는 두께 범위 20㎛~50㎛의 제품을 생산할 수 없게 되거나, 냉각롤에 의해 고형화되지 않고 고온의 용탕의 상태로 냉각롤에 부딪힌 다음 방사되어 화재를 발생시킬 가능성이 높다.The maximum nozzle diameter that can utilize this phenomenon may eventually be related to the maximum width of the soft magnetic material. This is because the minimum value of the width of 500 mu m as proposed in the present invention belongs to a region capable of jetting even with the pressure of the weight of the molten metal at the nozzle diameter of 0.5 mm. If the diameter of the nozzle is larger than 0.5 mm, it is possible to manufacture the product by free fall. The problem is that if the diameter of the nozzle is too large, the injection amount of the molten metal becomes excessive, and the thickness of the product becomes thick, It is impossible to produce a product with a thickness of 50 탆 or it is not solidified by a cooling roll and is hit with a cooling roll in a state of a high-temperature molten steel, and is then likely to radiate and generate a fire.
주 원재료가 철, 코발트, 니켈인 비정질 연자성 재료의 용탕의 점도를 고려했을 때, 용탕이 과다하게 분출되지 않을 수 있는 노즐의 최대 직경은 약 2.0mm이며, 이 노즐의 직경을 통해서 제조 가능한 섬유의 최대폭은 2,500㎛가 된다. 따라서, 본 발명에서는 연자성 섬유 폭의 범위를 500㎛~2,500㎛로 한정하고 있다. 또한, 섬유를 활용한 응용에서도 최대폭 2500㎛는 섬유를 활용한 연자성 울 및 침상형 분말의 제조에도 영향을 미치게 되는데, 3차원 형태의 전자기파 차폐체를 연자성 울 또는 침상형 분말로 제조시에 연자성 울 또는 침상형 분말을 단위 부피당 최소의 양을 사용하여 동일한 차폐효과를 발휘하기 위해서는 섬유의 단면적을 최소화할 필요가 있다. 이때 두께가 이미 결정된 상태에서 최소 단면적을 얻기 위해서 폭을 최소화하게 되면 가능하게 되는데, 전자기파 차폐 복합체 제조시 혼합하는 수지나 충진물 등에 의해 쏠림현상을 방지하고 기계적 강도를 필요로 하는 응용분야 적용을 위해서는 어느 정도의 폭을 갖는 것이 유리하다. 이러한 점을 고려해 보더라도 연자성 섬유(fiber) 형태로 제조할 수 있는 최대의 폭은 2500㎛가 가장 적합하다. Considering the viscosity of the molten amorphous soft magnetic material whose main raw material is iron, cobalt and nickel, the maximum diameter of the nozzle, from which the molten metal may not be excessively sprayed, is about 2.0 mm, The maximum width is 2,500 mu m. Therefore, in the present invention, the range of the soft magnetic fiber width is limited to 500 mu m to 2,500 mu m. In addition, in a fiber-based application, a maximum width of about 2500 μm also affects the manufacture of soft magnetic wool and needle-like powder using fibers. In the case of manufacturing a three-dimensional electromagnetic wave shielding material as soft magnetic wool or needle- It is necessary to minimize the cross-sectional area of the fibers in order to exhibit the same shielding effect by using the magnetic wool or acicular powder in a minimum amount per unit volume. In this case, it is possible to minimize the width in order to obtain the minimum cross-sectional area in the state where the thickness is already determined. In order to prevent the sagging due to the mixed resin or filler when the electromagnetic wave shielding composite is manufactured, Of the width. Considering this point, the maximum width that can be produced in the form of soft magnetic fibers is 2500 μm.
즉, 만일 싱글롤 멜트스피너로 제작한 연자성 섬유의 두께가 1㎛~20㎛의 범위를 갖는다면, 이는 연자성체가 너무 얇아 표면 산화막이 전체 재료에 미치는 영향이 커져서 연자성 특성이 크게 저하되며, 저주파 대역에서의 표피효과에 대한 충분한 두께 제공이 제한되게 되며, 기타 수지나 복합재료와 혼합하는 경우 연자성 섬유에 대해 요구되는 기계적 강도를 충족할 수 없게 되는 문제가 있다. 이를 테면, 후술하는 연자성 섬유를 얽어서 울형태의 연자성 울을 충진재(수지)와 혼합하는 경우, 연자성 울이 한쪽으로 쏠리게 되는 현상이 발생하는 것을 막기 위해서도 기계적 강도는 필수적이라 할 것이다.
That is, if the thickness of the soft magnetic fiber made of the single roll melt spinner is in the range of 1 탆 to 20 탆, the soft magnetic material is too thin, so that the influence of the surface oxide film on the entire material becomes large, , The provision of sufficient thickness for the skin effect in the low frequency band is limited, and when mixed with other resins or composite materials, the mechanical strength required for soft magnetic fibers can not be satisfied. For example, in order to prevent the phenomenon that the soft magnetic wool is pulled to one side when the soft magnetic wool to be described later is entangled and the soft wool wool is mixed with the filler (resin), the mechanical strength is essential.
도 4는 본 발명에 따른 상술한 연자성 섬유를 제조하기 위한 제조장치(이른바 '멜트 스피너')의 구조를 도시한 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the structure of a manufacturing apparatus (so-called 'melt spinner') for manufacturing the soft magnetic fiber according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제조장치는, 연자성체 용융액을 형성하고 공급하는 공급유닛(110)과 상기 공급유닛의 하단에 형성되며, 적어도 2 이상의 토출구가 형성되는 분사유닛(120), 상기 분사유닛에서 토출되는 연자성체 용융액을 냉각롤(200)의 외표면에 접촉시켜 냉각, 고화하는 회전드럼 유닛을 포함하여 구성된다. 상술한 도 2 및 도 3의 실험에 적용되는 연자성 섬유는 본 제조장치(이른바, 멜트 스피너)를 통해 제조된 것이다. 본 발명에 따른 제조장치는 상술한 바와 같이, 폭(x)과 두께(y)를 구비한 단면과, 상기 단면에서 연장되는 길이(z)을 가지는 연자성 섬유 구조를 구비하되, 상기 폭(x)와 두께(y)의 비율(x/y)이 10~125를 충족하는 연자성 섬유를 제조할 수 있으며, 특히 폭(x)은 500㎛ 이상 2,500㎛ 이하, 두께(y)는 20㎛ 이상 50㎛ 이하인 연자성 섬유를 효율적으로 제조할 수 있게 된다.4, the manufacturing apparatus according to the present invention includes a
상기 공급유닛(110)은 일반적인 멜트 스피너 장비의 용융도가니와 열 공급원(130)을 포함하는 구성으로 부가적인 설명을 생략하기로 하며, 특히 본 발명에서는 특유의 구성으로 용융된 연자성 용융액을 분사하는 기능을 수행하는 분사유닛(120)의 구성을 구비한다. The
상기 분사유닛(120)은 적어도 2 이상의 토출구를 구비하고 있으며, 특히 상기 토출구의 직경이 0.3mm 이상 2.0mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 토출구의 직경이 0.3mm 미만으로 형성하는 경우에는 연자성체의 용융액인 용탕이 쉽게 빠져 나올 수 없을 정도로 직경이 작아지기 때문에, 고압의 분사가스를 용탕 상부에 가해야 하고, 냉각롤의 회전시 발생되는 가스의 흐름에 의해 용탕과 노즐이 냉각되어 노즐이 막히게 되는 치명적인 문제가 발생하게 된다. 나아가, 토출구의 크기가 너무 작아 고압의 압력으로 분사되는 과정에서 노즐의 직경이 변형되거나 파괴될 가능성이 매우 높게 된다.Preferably, the
본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위해, 상기 토출구의 직경이 0.3mm 이상 2.0mm 이하로 형성할 수 있도록 하며, 추가적으로, 제품의 제조 단가를 절감하기 위해서 저압의 분위기를 별도로 형성하지 않으며, 대기중에서 제조가 가능하고, 노즐의 직경을 크게 하고 용탕의 무게로 자유낙하할 수 있도록 하며, 용탕을 담는 용기의 압력을 조절함으로써 노즐에서 분출되는 용탕의 양을 조절함으로써 연자성 섬유의 폭과 두께를 조절할 수 있도록 한다. 이는 대기중에서 제조가 가능하므로, 진공챔버나 진공펌프 등의 장비가 불필요하며, 진공챔버내에서 가스를 충진하지 않아도 되므로 가스 비용도 절감할 수 있게 된다. 하지만, 일부 조성의 경우는 진공 또는 불활성 기체 분위기 속에서의 제작을 필요로 하기도 한다.In order to solve this problem, in the present invention, the diameter of the discharge port can be set to 0.3 mm or more and 2.0 mm or less. Further, in order to reduce the manufacturing cost of the product, a low pressure atmosphere is not separately formed, The width and thickness of the soft magnetic fiber can be adjusted by controlling the amount of molten metal ejected from the nozzle by adjusting the pressure of the container holding the molten metal so that the diameter of the nozzle can be increased and the free fall can be made by the weight of the molten metal. . Since it can be manufactured in the air, equipment such as a vacuum chamber or a vacuum pump is not required, and gas cost can be reduced because no gas is filled in the vacuum chamber. However, some compositions may require fabrication in a vacuum or inert gas atmosphere.
본 발명에 따른 연자성 섬유의 제조방법에서는 광폭의 스트립 제조와 달리, 시간당 분사되는 용탕의 양이 적기 때문에 냉각롤을 따라 도는 기류에 의한 냉각효과가 용탕에서 노즐로 전달되는 열량보다 크게 작용하여 노즐내부에서 용탕이 굳어서 막힐 가능성이 매우 높게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 특히, 본 발명에 따른 제조장치에서는 냉각롤(200) 주변을 따라 돌아가는 기류에 의해 냉각롤에 근접하여 배치되는 분사유닛(120)의 노즐의 입구가 냉각되어 막히는 현상을 방지하기 위해, 노즐 가열용 가열부(140)을 더 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 가열부(140)는 RF induction 코일/열선을 설치하여 구현할 수 있으며, 나아가 기류가 노즐에 직접 닿지 않도록 공기흐름차단막(160)을 냉각롤 외부에 설치하도록 함이 더욱 바람직하다. Since the amount of the molten metal sprayed per hour is small in the manufacturing method of the soft magnetic fiber according to the present invention, the cooling effect by the airflow along the cooling roll is greater than the heat transferred from the molten metal to the nozzle, The possibility of clogging of the molten metal in the inside becomes very high. Therefore, in order to prevent this, in particular, in the manufacturing apparatus according to the present invention, the nozzle opening of the
또한, 노즐 가열용 RF Induction 코일/열선이 냉각롤에 근접함에 따라, 냉각롤이 유도코일에 의해 가열되지 않도록 노즐과 냉각롤 사이에 냉각롤 인덕션 차폐막(150)을 추가 설치할 수 있다. In addition, as the RF Induction coil / hot wire for nozzle heating approaches the cooling roll, a cooling roll
또한, 연자성 섬유의 최적화를 위해서는 분사노즐의 온도 관리가 중요한데, 특히 연자성 섬유 제작시에는 단위시간당 분사량이 적기 때문에 완전히 분사되기까지 장시간이 소요되고, 처음 분사된 것과 마지막 분사된 것의 온도 조건이 상이하여 연자성 특성의 차이가 생길 가능성이 높으므로, 노즐의 온도 관리가 가장 중요한 관건이고, 따라서 분사노즐에 온도계와 가열장치를 추가적으로 설치함이 바람직하다. 이를 위해 본 발명에서는 용탕의 최적온도를 실시간으로 조절하기 위해, 분사노즐 출구의 근접한 곳에 온도측정부(141)를 더 구비할 수 있다. 상기 온도측정부(141)은 온도센서를 부착하여 센싱하는 방식이나 온도계를 직접 배치하는 방식 등 다양한 방식으로 구현하는 것이 가능하다.In order to optimize the soft magnetic fiber, it is important to control the temperature of the injection nozzle. Especially, in manufacturing the soft magnetic fiber, it takes a long time to complete the injection because the injection amount per unit time is small. Temperature control of the nozzle is the most important factor. Therefore, it is preferable to additionally provide a thermometer and a heating device in the injection nozzle. To this end, in order to adjust the optimum temperature of the molten metal in real time, the temperature measuring unit 141 may be further provided near the outlet of the injection nozzle. The temperature measuring unit 141 may be implemented by various methods such as a method of attaching and sensing a temperature sensor, or a method of directly placing a thermometer.
도 5는 도 4에서의 분사유닛(120)의 구조를 도시한 것으로, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조의 노즐구조를 구현할 수 있으며, 하부면에는 다수의 토출구(121, 122)를 배치할 수 있다. 이 경우 상기 토출구는 이웃하는 토출구의 중심과 일직선을 형성하지 않는 구조로 배치되도록 배치할 수 있다. 즉, 상기 토출구(121)의 배치구조는 다수의 토출구를 일렬로 배치할 수 있으나, 2열로 지그재그 모양으로 제작함으로써, 단위 시간당 분사량을 최대화하고, 노즐의 기계적 강도도 유지할 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.FIG. 5 shows the structure of the
상술한 도 4의 본 발명에 따른 제조장치를 이용하면, 열원을 구비하는 공급유닛을 통해 연자성체 원료 물질을 용융하고, 용융된 연자성체 용융액을 적어도 2 이상의 토출구를 구비하는 분사유닛을 통해 분사하고, 상기 분사유닛에서 분사된 연자성체 용융액을 회전드럼 유닛의 냉각롤의 외표면에 접촉시켜 냉각 고화하여 연자성 섬유를 제조할 수 있게 된다. 이러한 제조공정에서 분사유닛을 가열하여 좁은 분사노즐의 입구가 용융액(용탕)에 의해 막히는 현상을 방지하며, 가열에 의한 냉각롤에 열이 가해지는 것을 막는 냉각롤 차폐막과 냉각롤의 회전에 의한 기류에 의해 분사노즐이 막히는 것을 방지하기 위한 공기흐름 차단막을 구비하여 효율적인 제조공정이 구현될 수 있도록 함은 상술한 바와 같다.4, the soft magnetic material material is melted through the supply unit including the heat source, and the molten soft magnetic material melt is sprayed through the spray unit having at least two discharge ports , The soft magnetic material melt injected from the injection unit is brought into contact with the outer surface of the cooling roll of the rotary drum unit to cool and solidify the soft magnetic material. In this manufacturing process, the injection unit is heated to prevent the entrance of the narrow injection nozzle from being clogged by the melt (molten metal), and the cooling roll shielding film which prevents heat from being applied to the cooling roll by heating, The air flow blocking film for preventing the injection nozzle from being clogged by the air flow blocking film is provided so that an efficient manufacturing process can be realized.
본 발명에 따른 연자성 섬유를 제조하는 원료인 연자성체는 페라이트, 퍼멀로이(Permalloy), 슈퍼멀로이(Supermalloy), 아이소펌(Isoperm), 파인멧(Finemet) 및 샌더스트(sendust)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 이용할 수 있다. The soft magnetic material which is a raw material for producing the soft magnetic fiber according to the present invention is selected from the group consisting of ferrite, Permalloy, Supermalloy, Isoperm, Finemet and sendust Or a mixture of two or more of them may be used.
특히 이 경우 상기 퍼멀로이(Permalloy)와 슈퍼멀로이(Supermalloy)로는 Fe-Ni, Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr-B, Co-Fe-Si-B 합금 등이 있다. 이외에도 Fe(Co,Ni)-Si-B, Fe(Co,Ni)-B-C, Fe(Co,Ni)-Si-B-C, Fe(Co,Ni)-Si-B-P, Fe(Co,Ni)-B-P, Fe(Co,Ni)-B-Cr, Fe(Co,Ni)-Si-B-Cr, Fe(Co,Ni)-B, Fe(Co,Ni)-Si-B-Cu-Nb, Fe(Co,Ni)-Zr-B, Fe-Zr-Cu-B, Fe-Co-Zr-B-Cu, Fe-Al-Ga-P-C-B, Fe-Al-Ga-P-C-B-Nb, Fe-Al-Ga-P-C-B-Mo, Fe-Al-Ga-P-C-B-Cr, Fe-Al-Ga-P-C-B-Co, Fe-Al-Ga-P-C-B-Si, Fe-Al-Ga-P-B-Si, Fe-Al-P-C-B, Fe-P-C-B, Fe-Ga-P-C-B, Fe-Co-Ni-Zr-Nb-B, Fe-Co-Ni-Zr-Ta-B, Fe-Co-Ni-Zr-B, Fe-Co-Zr-Mo-W-B, Fe-Si-B-P-Cu 등의 연자성체가 적용될 수 있다.In this case, the permalloy and the supermalloy may be Fe-Ni, Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr- . In addition, Fe (Co, Ni) -Si-B, Fe (Co, Ni) -BC, Fe (Co, Ni) BP, Fe (Co, Ni) -B-Cr, Fe (Co, Ni) -Si-B- Fe-Al-Ga-PCB, Fe-Al-Ga-PCB-Nb, Fe-Zr- Fe-Al-Ga-PCB-Co, Fe-Al-Ga-PCB-Si, Fe-Co-Ni-Zr-B, Fe-Co-Ni-Zr-B, Fe-Co- -Zr-Mo-WB, and Fe-Si-BP-Cu.
아울러, 본 발명에 따른 도 4의 제조장치에서는 회전 냉각롤이 1개인 것을 일예로 들었으나, 멜트스피닝 장치가 회전 드럼이 1개인 싱글 롤(single roll) 타입 또는 회전 드럼이 2개인 트윈 롤(twin roll) 타입으로 구현될 수도 있다.In the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 according to the present invention, one rotary cooling roll is used as an example. However, in the melt spinning apparatus, a single roll type single rotary drum or twin rotary drum roll) type.
본 발명에 따르는 연자성체 섬유의 제조에서 연자성체의 방사에는 연자성체 용탕의 분사에 의한 방사 또는 연자성체 용탕의 자연낙하에 의한 방사를 이용하는 것이 바람직하다. In the production of soft magnetic filament fibers according to the present invention, it is preferable to use spinning by spinning of the soft magnetic material melt or spinning by natural fall of the soft magnetic material melt.
기존의 광폭의 연자성체 스트립을 제조하거나 롤을 따라 파인 홈을 통해 섬유를 제조하는 것과 달리, 롤(드럼) 표면을 매끄럽게 유지하면서 노즐에 복수의 토출구를 형성하고 용탕의 방사속도를 자유낙하 수준으로 낮추어 상대적으로 적은 양의 용탕이 방사되게 하면 매우 얇은 섬유를 제조할 수 있어 보다 바람직하다.
Unlike the conventional production of a soft magnetic material strip of a wide width or manufacturing of a fiber through fine grooves along a roll, a plurality of discharge ports are formed in the nozzle while smoothly maintaining the roll (drum) surface and the spinning speed of the melt is set at a free fall level And a relatively small amount of molten metal is allowed to be radiated so that a very thin fiber can be produced.
이하에서는, 본 발명에 따른 상기 연자성 섬유를 포함하는 다양한 연자성 가공물의 응용 제품을 설명하기로 한다.Hereinafter, application products of various soft magnetic materials including the soft magnetic fibers according to the present invention will be described.
본 발명의 연자성체 가공물을 적용하기에 적합한 전자기파 차폐물에는 타일, 도료, 스프레이 용액, 벽지, 접착제, 방호시설, 벽체, 단열재, 문, 출입구, 환기구, 침구, 천, 의류, 통신케이블, 전력케이블 등이 있다. 군사적 용도로는 스텔스 기능을 요구하는 항공기의 동체 하우징, 항공기 프로펠러 등에 활용가능하고 방호시설의 벽체, 창, 출입구, 환기구에 적용가능하다. Electromagnetic wave shields suitable for applying the soft magnetic material workpiece of the present invention include tiles, paints, spray solutions, wallpaper, adhesives, protective facilities, walls, heat insulation materials, doorways, vents, vents, bedding, cloths, . For military use, it can be applied to aircraft housing, aircraft propeller, etc. which require stealth function, and it is applicable to walls, windows, entrances and ventilations of protection facilities.
예를 들어 본 발명에 따르는 연자성체 화이버는 단독으로 또는 다른 재료와 함께 제직 또는 부직하여 전자기파 차폐물(예: 침구, 천, 의류, 통신케이블, 전력케이블 등)에 적용하기에 적합하고, 연자성체 울은 글라스울과 같은 용례로 전자기파 차폐물(예: 방호시설, 문, 출입구, 환기구 등)에 적용하기에 적합하며, 연자성체 휘스커 및 침상형 분말은 기재와 혼합하여 제품화할 수 있는 전자기파 차폐물(예: 도료, 스프레이 용액, 접착제 등)이나, 기재와 혼합 후 성형하여 제품화할 수 있는 전자기파 차폐물(예: 타일, 벽체, 단열재 등)에 적용하기에 적합하다. 구체적인 응용 제품을 설명하면 다음과 같다.For example, the soft magnetic material fibers according to the present invention are suitable for application to electromagnetic wave shields (e.g., bedding, cloths, clothing, communication cables, power cables, etc.) by woven or nonwoven fabrics alone or with other materials, Is suitable for application to electromagnetic wave shields (eg, protective facilities, doors, entrances, vents, etc.), and soft magnetic whiskers and acicular powders are suitable for electromagnetic wave shielding (eg, (Eg, tiles, walls, and insulation) that can be molded into a product after mixing with a substrate. Specific application products are as follows.
(1) 3차원 구조의 연자성체 가공물(1) soft magnetic body workpiece of three-dimensional structure
본 발명에 따른 연자성 섬유의 응용예로서는, 내부가 비어 있는 3차원 하우징 내에 충진되는 상기 연자성 섬유 및 수지형 충진물질을 포함하는 구조인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물로 구현하는 것이 가능하다. 제조방식은 3차원 구조물에 본 발명에 따른 연자성 섬유를 얽힌 구조물인 연자성 울을 균일하게 충진시킨 다음, 빈 공간에 수지와 같은 충진물질을 채워 넣어 3차원 구조의 전자파 차폐체를 형성할 수도 있다.As an application example of the soft magnetic fiber according to the present invention, it can be implemented as a soft magnetic material workpiece for electromagnetic wave shielding, which is a structure including the soft magnetic fiber and the resin type filling material filled in a three-dimensional housing with an inner space. In the manufacturing method, the soft magnetic wool, which is a structure in which the soft magnetic fibers according to the present invention are embedded, is uniformly filled in the three-dimensional structure, and then the filling space such as resin is filled in the hollow space to form a three- .
(2) 평면 구조의 차폐체 가공물(2) Shielding workpiece of planar structure
나아가, 평면 구조 차폐체로서 본 발명에 따른 연자성 울이나 또는 상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말 중 어느 하나 이상을 압력을 가해 넣고, 넓고 평평한 구조로 변형하여 평면구조의 차폐체를 제조하는 것도 가능하다.Furthermore, at least one of the soft magnetic wool according to the present invention as a planar structure shielding material or the soft magnetic powder having an acicular structure formed by grinding the soft magnetic fibers is pressurized and deformed into a wide flat structure, It is also possible to manufacture a shield.
(3) 적층형 차폐체 가공물(3) Laminated type shielding workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유 또는 연자성 울 구조물을 적용하여 메쉬구조물(네트, 망사 구조)의 형태로 제조한 후, 유리, 종이, 플라스틱 등을 이용하여 메쉬구조물의 일면 또는 양면에 적층을 시키는 구조물을 형성하여 전자파 차폐체를 구현하는 가공물로 적용이 가능하다.A structure in which soft magnetic fibers or soft magnetic wool structures according to the present invention are applied to form a mesh structure (net or mesh structure), and then laminated on one side or both sides of the mesh structure using glass, paper, And can be applied as a workpiece for realizing an electromagnetic wave shielding body.
(4) 플렉시블(flexible) 연자성 시트 가공물(4) Flexible soft magnetic sheet workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유를 일반 섬유질 소재와 혼합방적하여 시트 또는 천 형태의 가공물을 제조하는 경우, 연성을 가지는 플렉시블(flexible)한 차폐체를 구현하는 것도 가능하다.When the soft magnetic fiber according to the present invention is mixed with a general fibrous material to prepare a sheet or cloth type workpiece, it is also possible to realize a flexible shield having flexibility.
(5) 건축 구조물형 차폐체 가공물(5) Architectural Structural Shielding Workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유, 연자성 울, 또는 침상형 연자성 분말 구조물을 시멘트나 콘크리트 등과 혼합하여 건축 자재로서의 전자기파 차폐와 기계적 강도를 강화하는 구조물로 구현하는 것도 가능하다.The soft magnetic fiber, the soft magnetic wool, or the acicular soft magnetic powder structure according to the present invention can be mixed with cement, concrete or the like to realize electromagnetic wave shielding as a building material and a structure for enhancing mechanical strength.
(6) 케이블형 차폐체 가공물(6) Cable type shielding workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유, 연자성 울, 또는 침상형 연자성 분말 구조물을 케이블 형태의 전력케이블, 통신케이블, 고압송전선 등의 외부에 필라멘트 와인딩(Filament winding) 방식으로 감아 차폐체 가공물을 구현하는 것도 가능하다.It is also possible to wind the soft magnetic fiber, the soft magnetic wool, or the acicular soft magnetic powder structure according to the present invention in a filament winding manner on the outside of a power cable, a communication cable, a high voltage transmission line, etc., It is possible.
(7) 도료형 차폐체 가공물(7) Painted Shielding Workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유, 연자성 울, 또는 침상형 연자성 분말 구조물을 페인트, 수지, 에나멜 등과 혼합하여 스프레이 분사 등의 방법으로 벽이나 3차원 구조물의 표면에 분사 코팅하여 차폐막을 형성할 수 있는 도료형 차폐체 가공물을 구현하는 것도 가능하다.The soft magnetic fiber, the soft magnetic wool or the acicular soft magnetic powder structure according to the present invention may be mixed with paint, resin, enamel or the like and spray coated on the surface of a wall or a three-dimensional structure by spraying or the like to form a shielding film It is also possible to implement a paint-type shielding workpiece.
(8) 단열재형 차폐체 가공물(8) Insulation type shielding workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유, 연자성 울, 또는 침상형 연자성 분말 구조물을 스티로폼, 석고 등과 혼합하여 제조함으로써, 전자기파 차폐와 단열을 동시에 발휘할 수 있는 기능을 가지는 가공물을 구현하는 것도 가능하다.It is also possible to realize a workpiece having a function capable of simultaneously exhibiting electromagnetic wave shielding and heat insulation by mixing the soft magnetic fiber, soft magnetic wool or acicular soft magnetic powder structure according to the present invention with styrofoam, gypsum and the like.
(9) 통풍형 차폐체 가공물(9) Ventilated Shielding Workpiece
본 발명에 따른 연자성 섬유, 연자성 울, 또는 침상형 연자성 분말 구조물을 네트(망사) 형태로 제조하여 통풍이 가능한 구조의 연자성체 틀의 한쪽 및 양쪽에 고정하거나, 내부에 충진하는 방식으로 결합하는 경우, 통풍이 가능한 구조의 차폐체 가공물을 구현하는 것도 가능하다.
The soft magnetic fiber, the soft magnetic wool or the acicular soft magnetic powder structure according to the present invention may be manufactured in the form of net (mesh) and fixed to one side and / or both sides of the soft magnetic material frame of a ventilating structure, When combined, it is also possible to implement a shielded workpiece of a ventilated structure.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
1: 연자성 섬유
110: 공급유닛
120: 분사유닛
130: 열공급원
140: 노즐 가열용 가열부
150: 냉각롤 인덕션 차폐막
160: 공기흐름차단막
200: 냉각롤1: soft magnetic fiber
110: supply unit
120: injection unit
130: Heat source
140: Heating unit for nozzle heating
150: cooling roll induction shielding film
160: air flow blocking film
200: cooling roll
Claims (23)
상기 단면에서 연장되는 길이(z)을 가지는 연자성 섬유 구조를 구비하되,
상기 폭(x)와 두께(y)의 비율(x/y)이 10이상 125이하를 충족하는 연자성 섬유.
(단, 상기 폭(x)은 단면의 수평방향의 최장 수평선분, 두께(y)는 상기 폭에 직교하는 방향의 최장 수직선분으로 정의한다.)
A cross section having a width (x) of 500 mu m or more and 2,500 mu m or less and a thickness (y) of 20 mu m or more and 50 mu m or less,
A soft magnetic fiber structure having a length (z) extending in said cross-section,
Wherein the ratio (x / y) of the width (x) to the thickness (y) satisfies 10 or more and 125 or less.
(Where the width x is defined as the longest horizontal line in the horizontal direction of the cross section and the thickness y is defined as the longest vertical line in the direction orthogonal to the width)
상기 연자성 섬유는,
상기 단면의 폭(x) 또는 상기 단면의 두께(y)와 상기 연자성 섬유의 길이(z)의 비율이 각각 (z/x)이 10이상, (z/y)이 100이상인 조건을 충족하는 연자성 섬유.
The method according to claim 1,
The soft magnetic fibers may include,
The ratio (z / x) of the width (x) of the cross section or the thickness (y) of the cross section to the length (z) of the soft magnetic fibers satisfies a condition of 10 or more and (z / y) Soft magnetic fibers.
상기 공급유닛의 하단에 형성되며, 적어도 2 이상의 토출구가 형성되고, 상기 토출구는 이웃하는 토출구의 중심과 일직선을 형성하지 않는 구조로 배치되는 분사유닛;
상기 분사유닛에서 토출되는 연자성체 용융액을 냉각롤의 외표면에 접촉시켜 냉각, 고화하는 회전드럼 유닛;
을 포함하고,
상기 분사유닛과 상기 회전드럼유닛은 이격하여 배치되며,
상기 분사유닛과 상기 회전드럼유닛 사이에 열의 이동을 차단하는 냉각롤 인덕션 차폐막을 더 포함하는 청구항 1의 연자성 섬유를 제조하는 연자성 섬유의 제조장치.
A supply unit for forming and supplying a soft magnetic material melt;
An ejection unit formed at a lower end of the supply unit and having at least two ejection openings, the ejection openings being arranged so as not to form a straight line with the center of the adjacent ejection openings;
A rotary drum unit for cooling and solidifying the soft magnetic material melt discharged from the injection unit by contacting the outer surface of the cooling roll;
/ RTI >
Wherein the injection unit and the rotary drum unit are disposed apart from each other,
The apparatus for manufacturing soft magnetic fibers according to claim 1, further comprising a cooling roll induction shielding film for blocking the movement of heat between the ejection unit and the rotary drum unit.
상기 분사유닛은,
상기 토출구의 직경이 0.3mm 이상 2.0mm 이하인 연자성 섬유의 제조장치.
The method of claim 7,
Wherein the injection unit comprises:
Wherein the diameter of the discharge port is not less than 0.3 mm and not more than 2.0 mm.
상기 제조장치는,
상기 분사유닛에 열을 인가하여 토출구의 막힘을 제거하는 가열부를 더 포함하는 연자성 섬유의 제조장치.
The method of claim 7,
The manufacturing apparatus includes:
And a heating unit for applying heat to the ejection unit to remove clogging of the ejection port.
상기 제조장치는,
상기 분사유닛의 말단의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하는 연자성 섬유의 제조장치.
The method of claim 7,
The manufacturing apparatus includes:
And a temperature measuring unit for measuring a temperature of an end of the ejecting unit.
상기 제조장치는,
상기 회전드럼 유닛의 외표면에서 이격되며, 상기 냉각롤 인덕선 차폐막의 하측에 형성되어 상기 회전드럼 유닛의 냉각롤에 의한 공기 흐름을 차단하는 공기흐름 차단막을 더 포함하는 연자성 섬유의 제조장치.
The method of claim 12,
The manufacturing apparatus includes:
And an air flow blocking film spaced apart from an outer surface of the rotary drum unit and formed below the cooling roll inductance shielding film to block air flow by the cooling roll of the rotary drum unit.
용융된 연자성체를 적어도 2 이상의 토출구를 구비하고, 상기 토출구가 이웃하는 토출구의 중심과 일직선을 형성하지 않는 구조로 배치되는 분사유닛을 통해 분사하고,
상기 분사유닛에서 분사된 연자성체 용융액을 상기 분사유닛과 이격하여 배치되는 회전드럼유닛의 냉각롤의 외표면에 접촉시켜 냉각 고화하여 청구항 1의 연자성 섬유를 제조하는 연자성 섬유의 제조방법.
Melting the soft magnetic material through the supply unit including the heat source,
The molten soft magnetic material is sprayed through a spray unit having at least two or more discharge ports arranged in such a structure that the discharge port does not form a straight line with the center of the adjacent discharge port,
Wherein the soft magnetic material melt ejected from the ejection unit is brought into contact with an outer surface of a cooling roll of a rotary drum unit disposed apart from the ejection unit to cool and solidify to produce the soft magnetic fiber of claim 1.
A soft magnetic material workpiece for electromagnetic wave shielding comprising the soft magnetic fibers of claim 1 or claim 2.
상기 연자성체 가공물은,
내부가 비어 있는 3차원 하우징 내에 충진되는 상기 연자성 섬유 및 수지형 충진물질을 포함하는 구조인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
A soft magnetic material workpiece for shielding electromagnetic interference, the structure including the soft magnetic fiber and the resin type filling material filled in a three-dimensional housing having an inner space.
상기 연자성 섬유는,
선형의 연자성 섬유가 얽힌 울구조의 연자성 울 또는 상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말 중 어느 하나 이상을 포함하는 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
18. The method of claim 16,
The soft magnetic fibers may include,
A soft magnetic wool having a wool structure in which linear soft magnetic fibers are entangled, or a soft magnetic powder having an acicular structure formed by grinding the soft magnetic fibers, the soft magnetic material for shielding electromagnetic wave for electromagnetic wave shielding.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유 또는 선형의 연자성 섬유가 얽힌 울구조의 연자성 울로 형성되는 메쉬구조의 구조물;과
상기 메쉬구조의 구조물 일면 또는 양면에 적층되는 커버재;를 포함하는 구조인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
A structure of a mesh structure formed by soft magnetic wool having a wool structure in which the soft magnetic fibers or the linear soft magnetic fibers are entangled;
And a cover member laminated on one side or both sides of the structure of the mesh structure.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유와 섬유질 소재의 섬유(fiber)를 혼합방직하여 형성되는 천 구조물인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
Wherein the soft magnetic material for shielding electromagnetic wave is a fabric structure formed by mixing the soft magnetic fibers and the fibers of the fibrous material.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유, 선형의 상기 연자성 섬유가 얽힌 울구조의 연자성 울 또는 상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말 중 어느 하나 이상과,
시멘트, 콘크리트, 스티로폼, 석고 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질과 혼합하여 형성되는 건축 구조물형 가공물인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
At least one of the soft magnetic wool having a wool structure in which the soft magnetic fibers and the linear soft magnetic fibers are entangled or the soft magnetic powder having an acicular structure formed by grinding the soft magnetic fibers,
Cement, concrete, styrofoam, gypsum, or the like, which is formed by mixing with a material containing at least one of cement, concrete, styrofoam, and gypsum.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말과 액상의 수지가 혼합된 액상의 도료형 차폐물인 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
A liquid paint type shielding material in which an acicular powder of an acicular structure formed by pulverizing the soft magnetic fibers is mixed with a liquid resin; and a soft magnetic material for electromagnetic wave shielding.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유, 선형의 상기 연자성 섬유가 얽힌 울구조의 연자성 울 또는 상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말 중 어느 하나 이상과,
케이블의 외부에 편조방식으로 감아 구현되는 케이블형 차폐체 가공물인, 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.
16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
At least one of the soft magnetic wool having a wool structure in which the soft magnetic fibers and the linear soft magnetic fibers are entangled or the soft magnetic powder having an acicular structure formed by grinding the soft magnetic fibers,
A cable-type shielding workpiece which is wound and embossed on the outside of a cable, which is a soft magnetic body for shielding electromagnetic waves.
상기 연자성체 가공물은,
상기 연자성 섬유, 선형의 상기 연자성 섬유가 얽힌 울구조의 연자성 울 또는 상기 연자성 섬유를 분쇄하여 형성되는 침상형 구조의 연자성 분말 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 메쉬형 시트 구조물;과
상기 메쉬형 시트 구조물을 내부가 개구된 구조의 연자성 틀에 고정하거나, 상기 연자성 틀의 내부에 충진하는 방식으로 결합하는 통풍형 차폐체 가공물인, 전자기파 차폐용 연자성체 가공물.16. The method of claim 15,
The soft magnetic material-
A mesh type sheet structure formed by using any one of the soft magnetic fibers, the soft magnetic wool having a wool structure in which the linear soft magnetic fibers are intertwined, or the soft magnetic powder having an acicular structure formed by grinding the soft magnetic fibers;
Wherein the mesh-like sheet structure is fixed to a soft-magnetic frame having an open structure or coupled to the soft-magnetic frame in such a manner as to be filled therein.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2013/004423 WO2013176452A1 (en) | 2012-05-24 | 2013-05-21 | Soft magnetic fiber, device for producing same, method for producing same, and soft magnetic processed article including same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120055503 | 2012-05-24 | ||
KR20120055503 | 2012-05-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130132280A KR20130132280A (en) | 2013-12-04 |
KR101476690B1 true KR101476690B1 (en) | 2015-01-06 |
Family
ID=49981200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20130056228A Active KR101476690B1 (en) | 2012-05-24 | 2013-05-20 | Soft magnetic fiber and Processed article of soft magnetic material for the shield of electromagnetic pulse or wave, appratus and method for producing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101476690B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101961068B1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-03-21 | 주식회사 한엘 | Method for manufacturing security film using weaved soft-magnetic metal fabrics |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102563164B1 (en) * | 2021-04-01 | 2023-08-02 | 이상민 | Electromagnetic shielding tent and clothing |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001271229A (en) * | 2000-03-17 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | Soft magnetic alloy fiber, method for producing the same and information recording material produced by using the same |
KR20020069052A (en) * | 2001-02-23 | 2002-08-29 | 화이버 텍 (주) | Soft-magnetic plastic material having amorphous metal fibers and method for manufacturing the same |
KR20080102094A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-24 | 주식회사 에이엠오 | Electromagnetic wave absorber including soft magnetic layer imparted with function of dielectric layer and method of forming soft magnetic layer |
KR20100062998A (en) * | 2007-09-07 | 2010-06-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Method for producing oxide crystal fine particle |
-
2013
- 2013-05-20 KR KR20130056228A patent/KR101476690B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001271229A (en) * | 2000-03-17 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | Soft magnetic alloy fiber, method for producing the same and information recording material produced by using the same |
KR20020069052A (en) * | 2001-02-23 | 2002-08-29 | 화이버 텍 (주) | Soft-magnetic plastic material having amorphous metal fibers and method for manufacturing the same |
KR20080102094A (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-24 | 주식회사 에이엠오 | Electromagnetic wave absorber including soft magnetic layer imparted with function of dielectric layer and method of forming soft magnetic layer |
KR20100062998A (en) * | 2007-09-07 | 2010-06-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | Method for producing oxide crystal fine particle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101961068B1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-03-21 | 주식회사 한엘 | Method for manufacturing security film using weaved soft-magnetic metal fabrics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130132280A (en) | 2013-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3537861B1 (en) | Electromagnetic-wave-absorbing sheet | |
Naidu et al. | Microwave processed NiMgZn ferrites for electromagnetic intereference shielding applications | |
US20100059243A1 (en) | Anti-electromagnetic interference material arrangement | |
Ghasemi et al. | Microwave absorption properties of Mn–Co–Sn doped barium ferrite nanoparticles | |
KR101458839B1 (en) | Electric wave absorption sheet for near-field and manufacturing method thereof | |
KR101476690B1 (en) | Soft magnetic fiber and Processed article of soft magnetic material for the shield of electromagnetic pulse or wave, appratus and method for producing the same | |
US4515850A (en) | Composite ferrite textile | |
EP2136613B1 (en) | Sheet for prevention of electromagnetic wave interference, flat cable for high-frequency signal, flexible print substrate, and method for production of sheet for prevention of electromagnetic wave interference | |
Jin et al. | FeSiAl/(Ni0. 5Zn0. 5) Fe2O4 magnetic sheet composite with tunable electromagnetic properties for enhancing magnetic field coupling efficiency | |
CN109413976A (en) | A kind of highly sensitive electromagnetic wave absorption material of wideband and preparation method thereof | |
CN108218240A (en) | A kind of unorganic glass base complex ferrite absorbing material and preparation method thereof | |
Widanarto et al. | Bio-silica incorporated barium ferrite composites: Evaluation of structure, morphology, magnetic and microwave absorption traits | |
Zou et al. | Microwave-absorbing functionalization of LaMgAl11O19 composite thermal barrier coatings by atmospheric plasma spraying | |
Lisjak et al. | Preparation of barium hexaferrite coatings using atmospheric plasma spraying | |
KR20210066958A (en) | FeCo NANO CHAIN, PREPARATION METHOD THEREOF, AND ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBER INCLUDING THE SAME | |
CN113200741B (en) | 5g applied low-loss soft magnetic ferrite material and preparation method thereof | |
CN103014417B (en) | A (FeCo)B microwave absorbing material | |
Liu et al. | Spray-based 3D printed cementitious electromagnetic wave absorption materials: Optimization with structures design | |
CN113015424A (en) | Superstructure millimeter wave absorbing plate and application thereof | |
WO2013176452A1 (en) | Soft magnetic fiber, device for producing same, method for producing same, and soft magnetic processed article including same | |
KR102220560B1 (en) | Magnetic shielding sheet and method of preparation thereof | |
Frolova et al. | Investigation of the Structure and Magnetic and Microwave Absorption Properties of Nanocomposite PVA/Graphite/CoFe1. 97Ce0. 03O4 | |
KR20210061030A (en) | Wireless charging pad, wireless charging device, and electric vehicle comprising same | |
CN101864272B (en) | Microwave absorbent, electromagnetic shielding material and preparation method thereof | |
CN117840421B (en) | Amorphous powder with excellent electromagnetic wave absorption performance and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20130520 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140618 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20141124 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20141219 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20141222 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171219 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20171219 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181226 Year of fee payment: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20181226 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200113 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200113 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20201202 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20211110 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20221219 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20241210 Start annual number: 11 End annual number: 11 |