KR100256139B1 - 주기적으로 압착되는 연속밴드의 흡열성 가열로 플라스틱 박판 제품을 제조방법 - Google Patents

주기적으로 압착되는 연속밴드의 흡열성 가열로 플라스틱 박판 제품을 제조방법

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Abstract

압착기(11)를 통과하는 릴 (60, 61, 70-72)로 부터 연속적으로 공급받는 열경화성수지 밴드 (73-75, 93-95, 113-115)와 구리 박판 (62, 63, 82, 83, 102, 103)과 함께 다중-성분 밴드 (78, 98, 118)에 의해 냉각 프레스(11) 내에서 구리 박판과 열경화성수지의 중간층을 포함한 플래스틱 박판을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 흡열성 가열은 순환하는 패쇄단계 동안에 압착기(11)내에서 압착되어 남아있는 구리박판의 부분들 (62, 63, 82, 83, 102, 103) 내에서의 순환하는 전류에 의해 공급되어 진다.

Description

주기적으로 압착되는 연속밴드의 흡열성 가열로 플라스틱 박판 제품을 제조하는 방법
제1도는 본 발명에 따라 플라스틱 박판을 제조하는 프레스와 부속장비(프레스가 닫혔을 때 상태)의 사시도.
제2도는 제1도의 프레스가 열렸을 때의 정면도.
제3도는 제1도의 프레스가 닫혔을 때의 정면도.
본 발명은 금속 박판을 구비한 플라스틱 박판제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 인쇄회로판을 제조하는 것이다.
일반적으로 플라스틱 박판제품은 종이, 유리섬유를 기초로 플라스틱 물질이 프레스에 의해 안정적으로 결합된 판이다. 통상 이러한 플라스틱 물질은 페놀, 멜라민, 에폭시, 폴리에스터, 실리콘, 플루오르화물 등이 사용될 수 있다.
인쇄회로판의 제조에 있어서, 금속박판 예를 들어 구리박판이 압착과정에서 회로판의 일측면 또는 양면에 부착된다.
다시 말해 인쇄회로판은 최소 하나 이상의 상기한 플라스틱 물질이 종이, 유리섬유 등의 기초 물질에 침투되어 구성된 수지침투가공재 즉 프리프렉과, 이 프리프렉의 외관에 위치하는 금속밴드로 하나의 패키지를 구성하며, 상기 패키지 다수가 쌓여 패키지 더미를 구성한 상태에서, 각 패키지 사이에 스테인레스를 주재로하는 평판을 놓고, 이 패키지 더미를 멀티-플레이트 프레스로 동시에 가열, 가압하는 것으로 제조된다.
그런데 이러한 종래의 프레스는 높은 온도와 압력을 필요로 하고, 내부에 많은 판을 가지고 있으며, 정확한 순서로 열과 압력을 일으켜야 하며, 패키지 더미의 최상단부 패키지와 최하단부의 패키지만이 가열판과 접촉하는 상태에서 열 전도를 통해 여러 패키지를 균일한 온도를 맞추어야 하기 때문에 복잡하고 비효율적이다.
또한 프레스의 가열판에서 적층되어 있는 패키지들로의 열 전달은, 패키지를 구성하는 열전도율이 적은 프리프렉(prepreg:수지(樹脂)침투가공재)성분을 통해야 한다는 것 때문에 그 중간층으로 열이 전도되는 것이 매우 어렵다.
또 프레스 내의 많은 판들은 구조를 복잡하게 하고, 패키지의 적재와 하역에 많은 시간이 걸리며, 비용 상환의 면에서 단기 가동에는 문제점이 있다.
이미 종래에도 연속적인 플라스틱 박판 제품의 제조를 위한 기계와 장치는 공지되어 있다.
여기서는 구리밴드와 프리프렉(prepreg)밴드로 구성된 다중-성분 밴드(molt i-composition band)를 사용한다.
핫프레스(hot press)로 구성된 기계는 다중-성분 밴드에 적당한 압력을 가하고, 충분한 시간동안 열-압력을 재료에 가하여 단단한 플라스틱 박판으로 변형시키기에 적당한 속도로 동시에 이동시킨다.
이런 과정에서도 가열판(heating plate)의 존재 그리고 여러 밴드에 동시에 압력을 가하는 어려움 때문에 기계의 생산성은 좋지 않다.
이 방법은 특히 움직이는 부분에 열과 압력을 적용하는 것이 복잡하기 때문에 연속적인 제조 시스템에서 기대되는 결과를 보통 제공하지 못한다.
본 발명은 냉간 프레스(cold press)에서 금속밴드를 전원에 연결하여 흡열성 가열(endothermic heating)이 이루어지도록 함으로써, 금속박판과 프리프렉(prepreg)층들로 플라스틱 박판 제품을 제조하는 방법이다.
여기서는 두개의 금속밴드 예를 들어 구리밴드와 프리프렉 밴드들로 다중-성분밴드가 구성된다.
상기 하나 또는 그 이상의 다중-성분 밴드는 각각의 공급 릴(reel)로부터 주기적, 연속적으로 공급되어 다층으로 놓이며, 프레스를 통과하고 주기적으로 프레스가 가압할 때 압착된다.
압착단계가 끝나고 프레스가 개방되는 동안, 프레스에 의해 플라스틱박판제품으로 변형된 다중-성분 밴드가 프레스의 길이만큼 전진하고, 다음 부분의 다중-성분 밴드가 프레스 내측으로 공급된다.
이러한 방법으로 연속적인 플라스틱 박판 제품이 얻어지게 되고, 원하는 특정 길이로 절단할 수 있다.
프리프렉 밴드의 폭은 그 상,하부에 놓인 금속밴드의 폭보다 좁다. 즉 정면에서 볼 때 금속밴드가 프리프렉 밴드의 양측으로 더 길게 나와있다(제2도 참조).
프레스 내의 다중-성분 밴드 사이 사이에 절연물질로 구성된 중간판이 삽입되고, 상기 중간 절연판의 좌,우측 가장자리에 번갈아 가며 ㄷ-형 단면의 전기 전도성 금속부재 (예를 들면, 채널(channel))가 조립된다.
이 금속부재는 상,하방향을 돌출되어 다중-성분 밴드를 구성하는 상,하부 금속박판을 접촉시킨다.
다시 말해 프레스를 가압할 때 첫 번째 중간절연판의 일측 가장자리에 연결된 ㄷ-형 단면의 금속부재는 상기 절연판 보다 상,하로 돌출되어 있기 때문에, 절연판의 하부에 놓인 첫 번째 다중-성분밴드의 상부 금속박판을 하부측으로 절곡시켜, 그 다중-성분 밴드의 상,하부 금속박판의 가장자리가 접촉되게 한다.
또한 절연판의 상부측에 놓인 두 번째 다중-성분 밴드는 그 하부측 금속박판이 상기 금속부재에 의해 상부측으로 절곡되어 상호 금속박판과 접촉된다.(제3도)
또한 두 번째 중간절연판을 연결하는 ㄷ-형 단면의 금속부재는 상기한 ㄷ-형 단면의 금속부재 대향측에 위치하여, 상기한 두 번째 다중-성분 밴드의 대향측 상부 금속박판을 하방으로 절곡시켜 상,하부 금속박판이 접촉되게 한다.
이러한 현상이 프레스를 통과하는 모든 다중-성분 밴드에서 발생한다.
이렇게 해서 프레스가 가압하면, 프레스 내에서 압착되는 모든 금속박판들 사이에 전기가 연결된다.
이러한 전기적 연결은 각 다중-성분 밴드의 금속박판 사이는 병렬로 연결시키고, 각각의 금속박판은 지그재그 형식으로 직렬 연결된다.
접촉 스트립은 프레스의 상,하부판 일측 다시 말해, ㄷ-형 단면의 금속부재와 동일 선상에 놓여짐과 동시에 ㄷ-형 단면의 금속부재의 상,하로 돌출 높이 만큼, 상기 프레스의 판의 표면에서 돌출하게 하는 것이 바람직하다.
상기 접촉 스트립은 각기 전원(電源)의 두 극(pole)에 연결된다.
그러므로, 프레스의 판에 설치된 접촉 스트립과 그 직 상,하부 각각에 위치한 ㄷ-형 단면의 금속부재는 상호 대향측에 위치하여 다중-성분 밴드의 상,하부 금속판의 상호 반대방향으로 절곡한다.
프레스가 가압하면 중간 프리프렉 밴드와 함께 플라스틱 박판제품을 형성하는 모든 금속박판과 전원(電源) 사이에 전기적 연결이 자동적으로 이루어지고, 동시에 흡열성 가열과 압착과정이 일어난다.
ㄷ-형 단면의 금속부재는 중간절연판의 측면 가장자리와의 사이에 적절한 형상의 고무로 구성된 수단을 매개로 중간절연판의 측면 가장자리에 연결된다.
ㄷ-형 단면의 금속부재 높이 치수는, 다중-성분 밴드의 일부분인 금속박판의 가장자리 두께를 공제한 후의 인접한 중간절연판 사이 거리보다 크다.
그러므로 프레스가 가압할 때 상기 고무의 탄성은 각 다중-성분 밴드 상, 하부 금속박판을 밀착(optimum matching)되게 해주고, 다층으로 놓여진 모든 다중-성분 밴드 사이의 전기적 연속성을 보증한다.
본 발명의 장점은 명확하다.
현재 사용되는 시스템에 비해 가열과정이 짧기 때문에 생산성이 매우 좋다.
이것은 전체 프레스가 아니라 플라스틱 박판제품이 되는 다중-성분 밴드만을 가열하는 것이 가능하기 때문이다.
냉간 프레스에서, 여러 개의 다중-성분 밴드가 다층으로 배열되어 프레스에 들어올 수 있고, 각각 연속적인 플라스틱 박판제품을 형성한다는 것이 명백하다. 최초 설비 비용은 낮고 에너지 소비도 극히 낮다.
이러한 장점들에 의해 제조공정이 완전히 자동화된다.
본 발명의 특성과 목적을 보다 잘 이해할 수 있도록 아래에서 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.
본 발명의 제조 시스템(10)은 냉간 프레스(cold press)(11)와 금속밴드 예를 들어 구리 박판과 프리프렉(prepreg)밴드를 공급하는 장치(50)로 구성된다.
프레스(11)는 기둥(24)을 따라 상,하 방향으로 움직이는 상판(23)과 기둥(24)의 하단에 고정된 바닥판(20)과, 기둥의 상단부에 위치한 고정판(21)으로 구성된다.
금속 슬라브(slab)(25)(26)와 하부절연판(27)은 바닥판(20) 상면에 놓여진다. 또한 그 상부측에 위치하는 금속 슬라브(28),(29)와 상부절연판(30)이 이동판(23)에 설치된다.
여기서 상기 절연판(27),(30)은 접속스트립(40)(42)과, 프레스의 다른 부분 예를 들어 상기 고정판(21)과 바닥판(20) 등에 전기가 흐르는 것을 방지한다.
단자(41)와 연결된 하부 접촉스트립(40)이 하부 절연판(27)의 일측 가장자리에 고정된다. 또한 상부측에 위치하는 상부 접촉스트립(42)은 단자(43)에 연결된 상태에서 상부 절연판(30)의 일측 다시 말해, 하부 접촉스트립(40)과 동일 선상에 고정된다. 상기 단자(41)(43)는 케이블(44)(45)에 의해 전원(46)에 연결된다.
공급장치(51)는 일련의 공급기(51),(52),(53)로 구성된다.
공급기(51)는 롤러(69)에 의해 안내되게 되는 금속박판(62)(63)이 풀려 나오는 두 개의 릴(60),(61)과, 상기 두개의 릴 사이에 다층으로 놓여지는 여러 프리프렉 밴드(73),(74),(75)를 공급하는 릴(70),(71),(73)로 구성된다.
상기 금속박판(62)(63)과 프리프렉 밴드들이 프레스(11) 측으로 한쌍의 롤러(76),(77)에 의해 안내되어 다중-성분 밴드(78)를 형성한다. 여기서 상기 프리프렉 밴드의 일예로는 에폭시 수지가 유리섬유에 함유된 수지침투가공재가 있다.
이러한 공급기는 다층으로 형성되며, 상부측에 위치하는 다른 공급기(52),(53)도 상기한 공급기(51)와 동일한 구성으로 이루어져 각각이 다중-성분 밴드(98),(118)를 형성한다.
상기 다중-성분 밴드(98)는 금속박판(82),(83)과 프리프렉밴드(93),(94),(95)들로 구성되고, 상부측에 위치하는 또 다른 다중-성분 밴드(118) 역시 금속박판(102),(103)과 프리프렉(prepreg)밴드(113),(114),(115)들로 구성되어 다층으로 이루어진다.
이러한 프리프렉 밴드의 폭 보다 금속박판의 폭이 더 넓다. 이는 프레스의 압착과정에서 각각의 다중-성분 밴드 상,하부에 위치하는 금속박판의 가장자리를 후술하는 금속부재로 절곡하여 접촉시키기 위함이다.
압착과정의 시작에 있어서, 최하단부에 위치하는 다중-성분 밴드(78)는 프레스(11)의 하부 금속 슬라브(25) 상면에 위치한 절연판(27) 위에 놓여진다.
그리고 그 상부측에 위치하는 다중-성분 밴드(78)의 상면으로 중간절연판(120)이 놓여진다.
다시 말해 공급기로부터 프레스에 공급되는 다중-성분 밴드의 최하단부 및 최상단부는 각각이 상,하부 절연판(27)(30)에 위치하고, 이들 중앙으로 공급되는 다중-성분 밴드는 중간절연판(130-140) 사이 사이에 위치한다.
또한 상기 중간절연판(120)의 각 가장자리에는 ㄷ-형 단면의(채널(channel)금속부재가 갖추어지는데, 이 금속부재는 구리를 주재로 하고 있다.
이러한 구성으로 이루어진 중간절연판(120)(130)(140)과, 다중-성분 밴드의 적층 과정을 설명한다.
먼저 최하단부에 위치하는 중간절연판(120)에는 도면을 기준으로 우측면에 금속부재가 연결되고, 이 금속부재와의 사이에는 고무조각(122)이 끼워진다.
물론 상기 중간 절연판(120)의 하부측에는 최하단부 다중-성분 밴드(78)가 하부 절연층(27) 상면에 놓이게 된다.
다음 상기 중간절연판(120)의 상면에 두 번째 다중-성분 밴드(98)가 놓이고, 그 상면에 다시 두 번째 중간절연판(130)이 놓인다. 상기 두 번째 중간절연판(130)의 좌측면에 ㄷ-형 단면의 금속부재가 고무조각(132)과 함께 연결된다.
두 번째 중간절연판(130)의 상면에 세 번째의 다중-성분 밴드가 놓이게 된다. 이런 식으로 상기한 최상단부 다중-성분 밴드(118) 까지 놓이게 되고, 각각의 다중-성분 밴드들이 각각의 플라스틱 박판으로 되어 플라스틱 박판제품 더미(pi le)(15)가 형성된다.
이러한 상태에서 금속박판이 프리프렉밴드보다 폭이 넓기 때문에, 아래쪽 금속박판(62)의 측면 가장자리(64)와 위쪽 금속박판(63)의 반대쪽 측면 가장자리(67)가, ㄷ-형 단면 금속부재(121)와 접촉스트립(40)의 돌출 효과로 인해(즉, 표면에서 돌출되어 있기 때문에) 제1도 내지 제3도에서 보는 바와 같이 절곡되어 각각의 가장자리(65),(66)가 접촉하게 된다.
이와 마찬가지로, 상부측 금속박판(83)의 측면 가장자리(85)와 아래쪽 금속박판(82)의 반대쪽 측면 가장자리(86)가, 첫 번째 중간절연판(120)의 ㄷ-형 단면 금속부재(121)와 두 번째 중간절연판(130)에 있는 ㄷ-형 단면 금속부재(131)의 돌출 효과에 의해 절곡된다.
이러한 상황이 전체 패키지 더미(15)에 적용된다.
위와 같이 프레스가 가압하면, 접촉스트립(40)과 금속박판(62),(63)의 좌측면 가장자리(64),(66) 사이, 상기 금속박판의 우측면 가장자리(65),(67)와 ㄷ-형 단면 금속부재(121)의 아래쪽 면 사이, ㄷ-형 단면 금속부재(121)의 위쪽 면과 금속박판(82),(83)의 오른쪽 측면 가장자리(86),(87) 사이, 그리고 금속박판(82),(83)의 왼쪽 측면 가장자리(84),(85)와 두 번째 중간절연판(130)의 ㄷ-형 단면 금속부재(131) 사이에서 등등 이런 식으로 상호접촉면을 패키지 더미(15) 내에서 형성한다.
이상과 같이 각 패키지는 패키지의 상면과 하면에 금속박판을 가지고, 금속박판의 측면 가장자리가 상호 접촉하며, 다른 패키지의 금속박판에 ㄷ-형 단면의 금속부재에 의해 상호 교차방향으로 연결된다.
프레스가 가압하면, 다중-성분밴드로 형성된 모든 패키지들과 전원(41)사이의 전기적 연결이 동시에 이루어진다.
전류가 통과할 매 금속(구리)박판은 저항으로서의 기능을 하여 각 패키지의 위, 아래 면에서 가열한다. 그러므로 압착은 흡열성 가열과 함께 수행된다.
도면에서는 프레스가 가압할 때 절곡되어 접촉하게 되는 부분들이 명확한 이해를 위해 조금 떨어진 상태로 그려져 있다.

Claims (5)

  1. 각각의 연속적인 다중-성분밴드(78,98,118)는 두 개의 금속박판(62,63),(82,83)(102,103)과 프리프렉(prepreg) 밴드(73-75),(93-95),(113-115)로 이루어지고, 상기 다중-성분밴드(78,98,118)가 냉간 프레스에 공급되어 상기 금속박판과 연결되는 전류에 의해 흡열성가열을 발생시키며 플라스틱 박판제품을 제조하는 방법에 있어서, 최소 하나 또는 그 이상의 다중-성분밴드(78,98,118)가 주기적으로 공급기(51-53)의 릴(60,61,70-72)에서 풀리면서 다층으로 적층되는 상태로 프레스(11)에 공급되고, 프레스(11)에 의한 압력과, 상기 전기적인 열이 가해져 플라스틱박판 제품을 찍어내고, 압착단계가 끝나면 프레스(11) 내의 다중-성분밴드(78,98,118)가 플라스틱 박판제품으로 변형상태로 프레스길이 만큼 전진하고, 연속적으로 다음부분의 다중-성분밴드가 상기 프레스(11) 안으로 공급되어 플라스틱 박판제품을 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 프리프렉 밴드(73-75)(93-95)(113-115)의 폭이 금속박판(63,63)(82,83)(102,103)의 폭보다 좁아서, 상기 금속박판이 상기 프리프렉(prepreg)밴드의 양 측면에서 더 길게 돌출되도록 하고, 프레스(11)안에서 다층으로 적층되는 다중-성분밴드(78,98,118) 사이에 중간절연판(120,130,140)이 설치되고, 상기 중간절연판(120,130,140)의 일측단에 상,하로 돌출되는 ㄷ-형 단면의 전기 전도성 금속부재(121,131,141)를 구비하되, 상기 금속부재는 각각의 중간절연판 좌, 우측 가장자리에 교번 설치되어, 프레스(11)가 가압할 때 각 다중-성분 밴드의 상,하부 금속박판을 상호 대향측 절곡하여 접촉되게 하고, 동시에 각각 금속박판들(62,63)(82,83)(102,103)이 전기적인 연결이 이루어지도록 하되, 각 다중-성분밴드(78,98,118)의 금속박판들(62,63)(82,83)(102,103)은 병렬연결이, 그리고 각각의 다중-성분 밴드를 구성하는 상하금속박판들(62,63)(82,83)(102,103)은 지그재그 형식으로 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 플라스틱박판제품의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 다층으로 놓여진 다중-성분 밴드(78,98,118)에 주기적으로 압력을 가하는 프레스(11)의 하부판(27)과 상부판(30)에 구비된 구리로 이루어진 두 개의 접촉스트립이 절연판에 의해 프레스(11)의 다른 부분과는 격리되고, 전원(46)의 양극에 연결되어, 프레스(11)가 가압하면, 각 프리프렉(prepreg)밴드(73-75)(93-95)(113-115)의 상, 하부 금속박판들(62,63)(82,83)(102,103)과 상기 전원(46) 사이에 전기적인 연결이 이루어져서, 흡열성(endorthermic) 가열과 압착공정을 동시에 자동적으로 시작함을 특징으로 하는 플라스틱박판제품의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 프레스(11)의 상부판(30)과 하부판(27)에 설치되는 접촉스트립(40,42)은 ㄷ-형 단면의 금속부재(121,131,141)와 동일 높이로 각각의 판(27,30) 표면에서 돌출되며, 상기 접촉스트립은 전도체(41,43-35)에 의해 전원(46)에 연결되고, 상기 금속부재와 접촉 스트립(40,42)은 상호 대향측에 위치하여 프레스(11)가 가압함에 따라 다중-성분 밴드의 상호 대향측 금속박판의 가장자리가 절곡되어 접촉하며, 각각 금속박판들(pair)(62,63)(82,83)(102,103)과 전원(46) 사이가 자동적으로 연결이 되어 흡열성 가열과 압착과정이 동시에 자동적으로 시작되는 것을 특징으로 하는 플라스틱박판제품의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, ㄷ-형 단면의 금속부재들(121,131,141)이 중간절연판(120,130,140)의 가장자리에 부착될 때 그 사이에 ㄷ-모양의 고무를 끼워서, 프레스(11)가 가압할 때 각 다중-성분밴드(78,98,118)의 금속박판쌍(62,63)(82,83)(102,103)의 가장자리들이 밀착되게 하여 프레스(11)를 통과하는 다중-성분밴드(78,98,118)의 모든 금속박판쌍들(62,63)(82,83)(102,103) 사이의 전기적 연속성이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 플라스틱박판제품의 제조방법.
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