KR100198020B1

KR100198020B1 - 난연성을 갖는 평면 케이블과 그 제조방법

Info

Publication number: KR100198020B1
Application number: KR1019960020890A
Authority: KR
Inventors: 이종찬
Original assignee: 전기종
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1999-06-15
Also published as: EP0843879A1; JPH10511502A; WO1997048108A1; KR980005072A

Abstract

본 발명의 평면 케이블은 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 피복된 와이어 또는 피복되지 않은 와이어 복수개를 그 필요한 수만큼 평면 상태로 배열하여, 그 상하면에서 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌 필름으로 라미네이팅 한 구조를 이루며, 상하면의 필름이 라미네이팅될 때 접착력이 양호하도록 서로 접촉하는 면의 각각의 플루오리네이티드에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene: FEP) 필름을 먼저 라미네이팅 시켜, 그 FEP가 라미네이팅된 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌을 상기 FEP 필름 면이 서로 접착되도록 라미네이팅되는 것을 그 특징으로 한다.

Description

난연성을 갖는 평면 케이블(flat cable)과 그 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 평면 케이블을 제조하기 위한 와이어(wire)공급 랙(rack) 장치의 개략적인 정면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 평면 케이블을 제조하기 위한 라미네이터(laminator)의 개략적인 정면도이다.

제3도는 본 발명의 평면 케이블의 개략적인 사시도이다.

제4a도는 내지 제4f도는 본 발명의 구체예에 대한 모형 단면도들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 와이어 2 : 절단 와이어 감지 센서

3 : 가이드 롤 4, 5 : 콤 타입 롤러(comb type roller)

6 : 모우터 구동 공급 롤러 10 : 콤 가이드 롤러

11 : 상부 필름 12 : 하부 필름

13 : 코아 히터(core heater) 14, 15 : IR 히터

16, 17 : 슈히터(shoe heater) 18 : 상부 가열 롤

19 : 하부 가열 롤 20 : 상부 가열 롤 압착기

21 : 냉각 롤 22 : 냉각 롤

23 : 로터리 슬리터(rotary slitter) 24 : 스키랩(scrap) 권취 롤

25 : 인장 롤(puller roll) 26 : 평면 케이블 권치 롤

30 : 냉각 롤 31, 33 : 슬립 시이트(slip sheet) 공급롤

32, 34 : 슬립 시이트 권취 롤 35 : 슬립 시이트

50 : 가열 및 압착장치 60 : 냉각장치

70 : 냉각수 탱크 80 : 절단장치

90 : 인장장치 100 : 오븐(oven)

101 : 접지선

[발명의 분야]

본 발명은 난연성을 갖는 평면 케이블과 그 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 VCR, 캠코터, 컴퓨터, 로케트, 미사일, 차량, 선박, 항공기, 우주선, 광통신 분야 등에서 사용되는 평면 케이블로서 복수개의 와이어(wire)를 평면 상태로 배열하여 그 상하면에서 폴리테트라플루오로 에틀렌(PTFE)필름으로 라미네이팅하여 제조된 평면 케이블 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

최근 전자산업의 발달로 말미암아 각종 분야에서 최첨단 전자장비, 전자기기 등이 응용되어 사용되고 있다. 특히 VCR, 캠코더, 컴퓨터, 로케트, 미사일, 차량, 선박, 항공기, 우주선, 광통신 분야에서 최첨단 전자장비나 전자기기가 사용되고 있고, 이에 따라 각종 케이블이 함께 필요로 되고 있다. 평면 케이블도 이러한 전자 장비나 전자 기기에 사용되는 것으로 20가닥, 40가닥, 120가닥 등과 같은 복수개의 와이어를 평면으로 배열한 후, 그 상하면에서 합성수지 필름을 라미네이팅하여 제조되고 있다.

종래에 사용되고 있는 평면 케이블은 복수개의 와이어를 폴리에스테르 필름으로 라미네이팅한 제품이 주종을 이루었다. 그러나 이러한 폴리에스테르 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블은 용융점이 비교적 낮아서 화재 등이 발생하였을 때 전자 장비나 전자 기기 등에 심각한 손상을 입히게 되고 결국 전자 장비나 전자 기기등을 사용할 수 없는 상태를 야기하게 된다. 한 예로 광통신 케이블이 화재로 인하여 소실되어 통신 두적과 같은 막대한 피해와 불편을 초래하기도 하였다.

따라서 최첨단 전자 장비나 전자 기기에 사용되는 평면 케이블을 난연성의 합성수지 필름으로 제조할 필요성이 대두되었다. 통상 난연성의 수지로 알려지고 있는 것은 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 플로필렌으로 이러한 상업적 제품으로는 미국 듀퐁(Dupont)사의 Teflon 또는 Kapton(등록상표)등이 있다. 그러나 이러한 난연성의 합성수지 필름으로 평면 케이블을 라이네이팅하는 기술이 이제까지 소개되지 않은 실정이다. 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌은 800℉ 정도에서도 잘 타지 않고 용융되지 않는 특성이 있기 때문에 통상의 화재에 의해서도 케이블을 최초 상태대로 보존할 수 있다. 상기와 같은 폴리테트라플로오로에틸렌 또는 프로필렌의 특성을 이용하여 본 발명자는 복수개의 와이어를 라미네이팅할 수 있는 기술을 개발하고, 결국 난연성을 갖는 평면 케이블을 개발하기에 이른 것이다.

평면 케이블(falt cable)은 복수개의 와이어를 각각 그 사용처의 용도에 따라 합성수지 필름으로 라미네이팅할 것으로, 전도체 리본 케이블(conductor ribbon cable)이라고도 한다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 전자 제품 등에 사용하기 위한 난연성을 갖는 평면 케이블을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 800℉ 정도의 높은 온도에서도 난연성을 갖도록 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 라미네이팅하여 제조된 평면 케이블을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자 제품 등에 사용하기 위한 난연성을 갖는 평면 케이블을 제조하기 위한 라미네이팅 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자 제품이나 전자 기기 등의 각각의 용도에 적합한 복수개의 와이어를 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 라미네이팅하여 난연성을 갖는 평면 케이블을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 요약]

본 발명의 평면 케이블은 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 피복된 와이어 또는 피복되지 않은 와이어 복수개를 그 필요한 수만큼 평면 상태로 배열하여, 그 상하면에서 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌필름으로 라미네이팅 한 구조를 이루며, 상하면의 필름이 라미네이팅될 때 접착력이 양호하도록 서로 접촉하는 면의 각각의 플루오리네이티드에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene: FEP) 필름을 먼저 라미네이팅 시켜, 그 FEP가 라미네이팅된 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌을 상기 FEP 필름 면이 서로 접착되도록 라미네이팅되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 평면 케이블은 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 피복되거나 또는 피복되지 않은 단선의 와이어를 와이어 공급 랙(rack)으로부터 라미네이터(laminator)로 복수개로 공급하고: 평면 케이블의 내부에 발생할 우려가 있는 기포(bubble)를 방지하고 가열 및 압착 장치로 공급되기 전에 와이어를 예열하기 위하여 상하 한쌍으로 구성된 500∼1200℉의 코아히터를 통과시켜 예열시키고: FEP필름이 서로 가열압착에 의하여 접착되도록 공급되는 와이어의 상하에서 각각의 IR 히터와 슈히터를 통하여 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 플로필렌 필름을 공급하고: 상기 공급된 복수개의 와이어와 상하에서 공급된 필름을 하부 가열 롤과 상부 가열 롤 압착기에 의하여 800。F정도에서 라미네이팅시키고: 라미네이팅된 평면 케이블을 냉각롤 및 냉각 탱크에 의하여 냉각시키고; 냉각된 평면 케이블을 미리 설계된 방법에 따라 세로 방향으로 절단하고 동시에 양쪽 가장자리에 부착된 필름을 절단하고: 인장 장치에 의하여 세로 방향으로 절단된 평면 케이블을 잡아 당기고; 그리고 권취 롤에 각각의 평면 케이블을 권취하는; 방법에 의하여 제조된다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기의 상세한 설명에 의하여 구체화 될 것이며, 이들은 첨부된 도면과 함께 설명될 것이다.

[발명의 구체예에 대한 상세한 설명]

본 발명의 평면 케이블은 제3도에 개략적으로 도시되어 있다. 제3도에 도시된 평면 케이블은 본 발명에 따른 한 구체예로서, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 피복된 20개의 와이어(1)를 평면 상태로 배열하고 그 상부와 하부에서 각각 플루오로네이티드에틸렌프로필렌(FEP)이 라미네이팅된 PTFE 필름(11, 12)으로 라미네이팅된 구조를 갖는다.

PTFE 필름(11,12)은 보다 상세하게 PTFE층과 FEP층으로 구성된다.

PTFE층은 약 2㎛의 두께를 가리며 FEP층은 약 2㎛의 두께를 갖는다. FEP층과 PTFE층은 열접착에 의하여 라미네이팅된다. PTFE층에 FEP층을 라미네이팅 시키는 이유는 이 FEP층이 가열 가압에 의하여 양호한 접착력을 나타내기 때문이다. 즉 PTFE 필름(11, 12) 그사이에 복수개의 와이어가 일렬로 배열되고, PTFE 필름중의 FEP층이 서로 접착되는 구조를 갖는다.

평면 케이블의 와이어(1)의 수는 통상 20, 40, 120 등으로 다양하지만 각각 사용되는 용도에 따라 본 발명에 의하여 제조될 수 있다. 평면 케이블의 단면의 모양도 매우 다양하며, 몇몇 구체예에 의한 모형 단면도가 제4도에 도시되어 있다. 이들에 대한 상세한 설명은 후술한다.

본 발명에 따라 평면 케이블을 제조하는 방법 및 장치는 다음과 같다.

제1도와 제2도는 본 발명에 따른 평면 케이블 장치를 와이어 공급랙 장치와 라미네이터로 분리하여 도시한 것이지만, 이들은 연속적으로 작동되는 장치이다.

제1도는 본 발명에 따른 평면 케이블을 제조하기 위한 장치중에서 와이어(1)를 라미테이터에 공급하기 위한 와이어 공급 랙 장치의 개략적인 정면도이다.

와이어(1)가 권취된 복수개의 스풀(spool)을 와이어 공급 랙에 설치하여 와이어(1)가 공급될 수 있도록 한다. 와이어 스풀로부터 공급되는 와이어(1)는 각각의 절단 와이어 감지 센서(2)에 의하여 그 절단 여부가 감지된다. 즉 어느 하나의 와이어(1)가 작업도중에 절단되면 감지 센서(2)가 감지하여 기계의 작동을 정지시킨다. 감지 센서(2)를 통과한 와이어(12)는 각각 가이드 롤(3)과 콤 타입 롤(4, 5)를 통과하면서 가지런히 배열된다. 콤 타입 롤러(5)를 통과한 와이어(12)는 모우터 구동 공급 롤러(6)를 통과한 후, 제2도에 도시된 라미네이터로 공급된다.

제1도의 와이어 공급 랙은 40개의 와이어(1) 스풀만을 도시하였지만, 통상 그 이상의 와이어(1) 스풀을 설치할 수 있다.

제2도는 본 발명에 따른 평면 케이블을 제조하기 위한 리미네이터의 개략적인 정면도이다.

복수개의 평면 배열된 와이어(1)가 콤 가이드 롤러(10)를 거쳐서 평면 상태로 가지런히 공급되어 한 쌍의 코아 히터(13) 사이로 통과한다. 한 쌍의 코아 히터(13)는 500∼1200℉로 가열되어 있어서 그 사이로 통과하는 와이어(1)를 예열시킨다. 예열시키는 목적은 다음 단계에서 PTFE 필름으로 라미네이팅을 행하기 위한 것과 PTFE필름으로 라미네이팅 할 때 그 상하 필름사이에 기포(bubble)가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

상부 필름(11)은 평면 배열된 와이어(1)의 상부면에 라미네이팅 되는 PTFE 필름으로 가이드 롤을 통하여 IR 히터(14)와 슈 히터(16)를 거쳐 가열 및 압착 장치(50)를 통과한다.

하부 필름(12)은 평면 배열된 와이어(12)의 하부면에 라미네이팅 되는 PTFE필름으로 가이드 롤을 통하여 IR 히터(15)와 슈히터(17)를 거쳐 가열 및 압착 장치(50)를 통과한다.

IR 히터(14, 15)와 슈 히터(16, 17)는 각각 상하부 필름(11, 12)을 예열시켜 라미네이팅을 원할히 할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상하부 필름(11, 12)은 PTFE 층과 REP 층으로 구성되며, PTFE층은 약 3㎛의 두께를 가지며 FEP층은 약 2㎛의 두께를 갖는다. 평면 배열된 와이어(1)와 접착되는 층은 FEP층이며, 그 외부층이 PTFE층이다. FEP층이 접착층이 되어야 하는 이유는 리미네이팅을 하였을 때 견고한 접착력을 유지하기 위한 것이다.

가열 및 압착 장치(50)에서는, 상부 가열 롤(18)과 하부 가열 롤(19)이 각각의 평면 케이블의 용도에 맞는 온도로써 가열되어 라미네이팅된다. 하부 가열롤(19)은 고정되어 있고, 상부 가열롤 (18)은 개략적으로 도시한 상부 가열롤 압착기(20)에 의하여 라미네이팅되는 평면 케이블을 압착시킨다.

평면 케이블의 단면은 제4a도 내지 제4f 도에 도시된 것과 같이 매우 다양하다. 평면 케이블의 단면중에서 와이어(11)가 들어간 부위는 그 높이만큼 두꺼운 두께를 갖고, 와이어(1)가 들어가지 않고 상하부 필름(11, 12)이 직접 접착된 부위는 얇은 두께를 갖는다. 이러한 형상으로 라미네이팅을 행하기 위하여 평면 케이블의 단면 모양을 갖는 슬립 시이트(slip sheet)를 사용한다. 상부 필름(11)을 압착하도록 슬립 시이트 공급 롤(31)에 감긴 슬립 시이트(35)가 상부 가열 롤(18)을 따라 슬립 시이트 권취 롤(32)에 권취된다.

하부 필름(12)을 압착하도록 슬립 시이트 공급 롤(33)에 감긴 슬립 시이트(35)가 하부 가열 롤(19)을 따라 슬립 시이트 권취 롤(34)에 권취된다.

평면 배열된 와이어(1)가 상부 필름(11)과 하부 필름(12)에 의하여 라미네이팅이 완료되면, 냉각 장치(60)로 들어가 냉각된다. 냉각 장치(60)에서는 냉각 롤(21,22)을 통하여 냉각되는 경우가 있고, 냉각 롤(21)을 통과한 후 냉각수 탱크(70)의 냉각 롤(30)을 거쳐서 냉각된 후 냉각 롤(22)을 통하여 냉각되는 경우가 있다.

냉각 장치(60)의 냉각 롤(22)을 통과한 평면 케이블은 평면 케이블의 양쪽에 붙어있는 필름을 잘라낸 스크랩이 스크랩 권취 롤(24)에 의하여 권취되고, 각각의 평면 케이블이 절단되어 인장 롤(25)을 통과하여 각각의 평면 케이블 권취 롤(26)에 권취된다.

즉 스크랩은 길이 방향으로 절단 장치(80)의 로터리 슬리터(23)에 의하여 절단되며, 각각의 평면 케이블도 길이 방향으로 절단된다. 즉 평면 케이블이 20 가닥의 와이어(1)로 이루어진 제품인 경우에 본 발명의 장치에 따라 40, 60, 80, 100, 120 가닥의 와이어(1)가 일체로 라미네이팅된 후 로터리 슬리터(23)에 의하여 20가닥의 평면 케이블이 형성되도록 길이 방향으로 절단된다. 제1도 및 제2도에서는, 40가닥의 와이어(1)가 공급되어 20 가닥으로 이루어진 평면 케이블을 제조하는 것으로 로터리 슬리터(23)에 의하여 길이 방향으로 절단된 2개의 평면 케이블이 각각 평면 케이블 권취 롤(26)에 권취된다.

상부 필름(11)과 하부 필름(12)은 각각 IR 히터(14, 15)로 공급되기 전에 오븐 (100) 내에서 습기가 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 이 오븐(100)의 온도는 250℉로 유지하는 것이 바람직하다.

제4a도 내지 제4f도는 본 발명에 따른 평면 케이블의 단면도의 형상을 개략적으로 나타낸 도면이다. 제4a도는 피복되지 않은 복수개와 와이어(1)를 그 상부 및 하부에서 PTFE 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다. 제4b도는 PTFE로 피복된 복수개의 와이어(1)를 그 상부 및 하부에서 PTFE 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다. 제4c도는 PTFE로 피복된 와이어(1) 2개씩이 한 단위가 되도록 그 상부 및 하부에서 PTFE 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다. 제4d도는 PTFE로 피복 와이어(1) 2개와 접지선(101)이 한 단위가 되도록 그 상부 및 하부에서 PTFE 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다. 제4e도는 PTFE로 피복된 와이어(1) 3개씩이 한 단위가 되도록 그 상부 및 하부에서 PTFE 필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다. 제4f도는 피복되지 않은 와이어(1) 4개가 일렬로 한 단위로 배열되어 그 상부 및 하부에서 PTFE필름으로 라미네이팅한 평면 케이블의 단면도이다.

본 발명은 전자 제품이나 전자 기기등의 각각의 용도에 적합한 복수개의 와이어를 PTFE 필름으로 라미네이팅하여 높은 난연성을 갖는 평면 케이블을 제조할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경으로 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것을 볼 수 있다.

Claims

폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 피복된 와이어 또는 피복되지 않은 와이어 복수개를 그 필요한 수만큼 평면 상태로 배열하여, 그 상하면에서 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌 필름으로 라미네이팅한 구조를 갖고, 상하면의 필름이 라미네이팅될 때 접착력이 양호하도록 서로 접촉하는 면의 각각에 플루오리네이티드에틸렌 프로필렌 필름으로 라미네이팅하여 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌 층이 30㎛의 두께를 이루고, 플루오리네이티드에틸렌 프로필렌 층이 2㎛의 두께를 이루는 것을 특징으로 하는 평면 케이블.
폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌으로 피복되거나 또는 피복되지 않은 복수개의 와이어(1)를 와이어 공급 랙으로부터 라미네이터로 공급하고: 평면 케이블의 내부에 발생할 우려가 있는 기포를 방지하고 가열 및 압착 장치로 공급되기 전에 와이어(1)를 예열하기 위하여 상하 한쌍으로 구성된 코아 히터(13)를 통과시켜 예열하고: 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌 층이 서로 가열 압착에 의하여 접착되도록 공급되는 와이어(1)의 상하에서 각각 IR 히터(14, 15)와 슈 히터(16, 17)를 통하여 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 프로필렌 필름(11, 12)을 공급하고: 상기 공급된 복수개의 와이어(1)와 상하에서 공급된 상기 필름(11, 12)을 하부 가열 롤(19)과 상부 가열 롤(18)에 의하여 800℉에서 라미네이팅시키고: 라미네이팅된 평면 케이블을 냉각 롤(21,22)에 의하여 냉각시키고: 냉각된 평면 케이블을 미리 설계된 방법에 따라 길이 방향으로 로터리 슬리터(23)에 의해 절단하고 동시에 양쪽 가장자리에 부착된 필름을 로터리 슬리터(23)에 의해 절단하고: 그리고 인장 롤(25)에 의하여 평면 케이블을 인장하여 평면 케이블 권취 롤(26)에 각각의 평면 케이블을 권취하는: 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 와이어 공급 랙으로부터 공급되는 와이어(1)가 감지 센서(2), 가이드 롤(3), 콤 타입 롤러(4, 5) 및 모우터 구동 공급 롤러(6)를 통과하여 공급되는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 상부 가열 롤(18)이 상부 가열 롤 압착기(20)에 의하여 압착되는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 상부 가열 롤(18)에 슬립 시이트(35)가 그 표면을 따라 통과하고, 상기 하부 가열 롤(19)에 슬립 시이트(35)가 그 표면을 따라 통과하는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 냉각 롤(21)를 통과한 평면 케이블이 냉각수 탱크(70)의 냉각 롤(30)을 통과하고 다시 냉각 롤(22)을 통과하여 평면 케이블이 냉각되는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 필름(11, 12)이 각각 IR 히터(14, 15)로 공급되기 전에 250℉의 온도를 갖는 오븐(100) 내에서 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 케이블의 제조방법.