KR100319006B1 - 열가소성중간층에금속와이어가배치된가열되는복합유리시트의제조방법 - Google Patents

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Abstract

전기적으로 가열되는 복합 유리 시트의 제조를 위해 가열 소자인 와이어(4)가 열가소성 막(1)의 적소에 놓여져 고정되고 각각의 유리 시트를 연결한다.
가열 와이어(4)는 버스(3)와 평행하게 연결되며, 이들은 막(1)의 에지(6)로부터 일정거리에 배치되어 있다. 버스(3)와 바로 인접하여 막의 에지(6)와 버스(3)사이에 배치되는 섹션은 전원에 연결되는 두 전극(8, 9)을 이동시켜 와이어(4)와 접촉시키므로써 절단된다. 전류는 와이어(4)를 전극(8, 9) 사이에서 그 용융 온도까지 가열하여 절단한다.

Description

열가소성 중간층에 금속 와이어가 배치된 가열되는 복합 유리 시트의 제조방법
본 발명은 적어도 두장의 유리 시트와 이들 시트를 함께 연결하는 열가소성막으로 구성되고, 중간층의 적소에 하나 이상의 금속 와이어가 침착 및 고정되며, 와이어를 구비하는 막은 열 및 압력의 적용에 의해 각각의 유리 시트에 연결되는, 복합 유리 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 중간층에 와이어가 배치된 복합 유리 시트는 자동차에서 전기 가열되는 유리 시트 및 안테나 시트로서 사용된다. 이러한 유리의 다른 응용으로는 건축분야가 있으며, 여기서 유리는 예를들어 가열 유리끼움 작업에 사용되거나, 침입이나 탈출로부터 방을 보호하기 위한 경보 유리 및, 전자기 복사선의 통과를 방지하기 위한 유리 스크린등으로 사용된다.
금속 와이어가 가열 와이어로서 작용하면, 대체로 일련의 가열 와이어들은 유리 시트의 두 대향 에지를 따라 배치된 버스 전도체(bus conductor)에 의해 병렬회로내에서 연결된다.
와이어를 열가소성막의 적소에 침착 및 고정시키기 위해 여러가지 방법이 개량되어 있다. 와이어를 평행 배치한 경우에는 얇은 테이프 또는 리본 형태의 버스가 열가소성막의 적소에 고정되며 이는 최종 크기로 절단된다. 또한, 실제로 가장 빈번히 이용되는 방법에서, 와이어는 열가소성 막 위에 놓여져 그 최종 크기로 절단된 후 열 및 압력 적용에 의해 적소에 고정된다. 이후 막 에지를 지나 돌출하는 와이어 단부는 막과 맞추어서 절단된다.
이같은 방식으로 금속 와이어가 적용되는 복합 유리 시트의 경우에, 매립되어 있는 와이어는 버스를 지나 복합 유리 시트의 주위 표면까지 연장된다. 접합과정 이후 와이어의 표면과 열가소성 막의 재료 사이가 항상 견고하게 접착 결합되어있지는 않으므로 주위 표면을 향해 개방되는 작은 채널이 와이어 단부를 따라 형성될 수 있다. 시간이 흐름에 따라 습기가 내부로 확산될 수 있고 이는 예를들어 와이어와 버스 사이의 접촉 지점에서 버스의 부식을 야기할 수도 있다.
본 발명의 한 목적은 복합 시트의 주위 표면까지 연장하는 와이어 단부에 끼칠수 있는 바람직스럽지 못한 영향을 방지한 수 있는 방식으로 서두에 언급한 방법을 부가적으로 개량하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 열가소성 막 위의 적절한 곳에 와이어가 위치 및 고정된 후에 막 영역에서 적어도 일부분의 와이어가 금속 와이어에 의해서만 흡수되고 막에는 손상을 주지 않으며 금속 와이어를 용융온도까지 가열시키는 가열 에너지의 국부적 작용에 의해 절단되므로써 달성된다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 열가소성 막의 적절한 곳에 고정된 와이어의, 상기 복합시트의 주위 표면을 벗어나는 단부를 열가소성 막을 과열시키지 않으면서 금속을 용융시키므로써 절단한다. 따라서 이 위치에서 와이어 그 자체가 완전히 제거되는 동안 열가소성 막의 체적은 이 위치에서 완전하게 유지된다. 이러한 위치에서 이어지는 접합 공정중에 열가소성 막은 확산 채널(diffusion channel)이 생성 또는 유지될 수 없게 하면서 두장의 유리 시트 사이의 모든 공간을 채운다.
그러므로, 모세관 공동을 따라 확산되는 습기로 인한 와이어 또는 버스 부근에서의 부식 작용의 위험이 확실히 방지된다.
본 발명에 따르면 와이어는 와이어의 연소 및 증발에 의해 바람직하지 않은 찌꺼기를 남기지 않고 절단될 수 있으므로, 본 발명에 따른 방법은 시트의 에지 부근에서 뿐 아니라 필요시 보여지는 유리 시트의 가시구역내에서도 성공적으로 수행될 수 있다.
와이어 절단에 이용될 수도 있는 기계적 절단 방법과 비교해 볼때, 본 발명에 따른 방법은, 막에 놓여지는 와이어의 위치 이동(displacement)을 초래할 수도 있는 기계적 힘을 와이어에 대해 전혀 가하지 않는다는 장점을 갖는다.
또한 본 발명에 따른 방법은 안테나 윈도우 또는 창유리(pane)에도 유리하게 사용될 수 있다. 중간층에 하나 또는 복수의 안테나 와이어가 매설되는(embedded) 윈도우의 경우에서는, 설치 방법에 따라 복합 유리 시트의 주위 표면에서 멀리 연장되는 안테나 와이어를, 접착물을 통한 금속 윈도우 프레임과의 직접 전기 접촉을 예방하기 위해 복합 유리 시트의 주위 표면으로부터 일정 거리에서 절단하는 것이 필요하거나 유리할 것이다. 마찬가지로, 이러한 경우에는 시트 안테나의 전기 용량을 소정치까지 제한하는 것이 유리하다.
본 발명의 방법에 따르면 와이어를 절단하는데 소요되는 에너지는 절단이 이루어지는 지점의 어느 한쪽에 전위차(electrical potential differential)를 적용하므로써 전기 에너지 형태로 와이어의 각 단면으로 유도된다. 와이어 절단은 잘 알려진 전기 융해와 동일한 원리로 상기 방식으로 수행된다.
열가소성 막의 재질이 전기적으로 비전도성이므로, 막 자체를 통과하는 직접적인 전류 흐름은 없으며, 따라서 막은 약간 가열될 뿐이다.
본 발명의 다른 방법에 따르면, 와이어 융해에 소요되는 에너지는, 열가소성막 재료에 의해서는 흡수되지 않고 와이어의 금속에 의해서만 흡수되는 파장을 가진 레이저를 와이어에 적용하므로써 제공된다.
본 발명의 또 다른 개량에 따르면, 와이어의 절단 지점의 어느 한쪽에서 와이어와 접촉하고 체크 회로를 사용하므로써 절단 과정과 동시에 또는 절단 직후에 전기 저항을 체크할 수 있다. 이 경우 절단 작업은 모니터 작업 직후에 이루어진다. 따라서 간단한 방식으로 그리고 시간이나 인력을 들이지 않고서, 절단 작업이 모든 와이어에 대해 성공적이었는지 그리고 와이어에서 소정의 방해가 야기되었었는지를 체크할 수 있게 된다,
"와이어 절단" 및 "절단 작업 모니터링"의 두 작업은 한 단계로 간단히 실시될 수 있다. 이러한 방식으로 본 발명은 보다 경제적으로 실시되며, 또한 모니터 작업을 통해 절단이 요망되는 지점에서 모든 금속 와이어가 확실하고 완전하게 절단되도록 절단 작업을 제어할 수 있다.
두개의 전극을 통한 전류의 유도에 의한 전기 에너지의 도움으로 와이어가 두 단계로 절단되면 절단 작업용 전극을 사용하여 전기 저항을 직접 모니터하는 것이 유리하다. 그러나 절단 전극의 앞뒤로 이동되는 전극에 의해 절단 작업을 모니터 할 수도 있다.
전기 저항의 모니터 작업은 절단 작업중에 전극 사이의 전위차를 측정하거나 전극 사이를 흐르는 전류를 측정하므로써 여러가지 방식으로 실시될 수 있다. 전위차나 전류량은 절단 작업중에 변화한다. 절단 작업을 수행하는 전극이 절단될 와이어와 전기 접촉하지 않는한 전극 사이에는 소정의 전위차가 존재하며 이는 외부 전원에 의해 유지된다. 전극이 절단될 와이어와 접촉하면 와이어를 통해 전류가 흐른다. 전류로 인해 전극 사이의 전압이 감소될 것이다. 와이어가 절단될 때, 전류는 방해받으며 전위차는 그 초기의 높은 수치로 되돌아 간다. 전류량 및 전위차가 시간에 따라 변화하므로 와이어의 절단 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 개량에 따르면, 방해받지 않는 와이어가 발견되면 이 와이어는 절단되지 않은 것으로 표시될 수 있다.
이는 예를 들어 상기 위치를 표시하기 위해 이 지점에서의 소정 저항이 낮아질때 잉크 분사 작업에 의해 이루어 질 수 있다.
이를 대신하여 또는 이에 부가로 비절단 와이어의 검출시에 모니터 작업은 광학신호나 음향 신호를 형성할 수도 있으며 또는 각각의 신호가 카운터에 저장될 수도 있다.
제 1 도에 도시되어 있으며 그 최종 치수로 절단된 열가소성 막(1) 또는 포일은 전기적으로 가열되는 방풍 유리(windscreen)의 제조 공정에 사용된다. 열가소성 막은 통상적인 폴리비닐부티랄로 구성된다. 상기 막(1)상에는 그 하부 에지를 따라 주석도금된 구리막(copper film) 테이프(2)를 붙이고 상기 하부 에지에 평행한 상부 에지를 따라 주석도금된 구리막 테이프(3)를 붙인다. 이 구리막 테이프(2, 3)는 가열 요소(4)용 버스로서 기능한다. 가열 요소(4)는 필름의 전체폭을 각각 가로질러 횡방향으로 연장한다. 즉 막(1)의 절단 에지(6)까지 버스위로 각각 연장한다. 가열 요소(4)는 통상 20 내지 60 ㎛ 직경의 얇은 텅스텐 와이어로 구성된다. 가열 요소(4)는 막위의 적소에 직선 형태와 주름형상으로 배치 및 고정될 수 있다.
버스를 구성하는 구리막 테이프(2, 3)와 막(1)의 절단 에지(6) 사이의 거리A 는 대체로 0.5 내지 2 cm 에 이른다.
이 부분에서, 그리고 통상 구리막 테이프(2, 3)에 바로 이웃한 부분에서 와이어(4)는 제 2 도애 개략적으로 도시한 바와 같이 본 발명에 따라 적절한 전원에 연결된 2 개의 전극(8, 9)을 사용하여 와이어(4)를 접촉시키므로써 와이어(4)의 절단을 행한다.
상기 텅스텐 와이어의 경우에는 10 내지 30 볼트의 전위차를 가지는 직류(DC)를 사용하는 것이 적절한 것으로 판명되었다. 이 경우에 암페어수를 3 내지 30 암페어(amp)로 제한하는 것이 가능하다.
예컨대 활주부(runners)의 형태일 수 있는 2 개의 전극(8, 9)은 막 위에서 구리 테이프(3)를 따라 화살표 F 의 방향으로 이동된다. 양 전극이 와이어(4)와 접촉하자마자 전극 사이의 와이어 부분이 즉시 녹거나 연소 또는 증발되어서 와이어는 깨끗하고 효과적으로 절단된다.
전극은 통상의 홀더상에 장착되는 회전 디스크 또는 휠의 형태로 설계하는 것이 바람직하다. 이러한 공구는 제 3 도에 도시되어 있으며, 유지 수단(13)상에 회전가능하게 장착되는 두개의 원형 디스크(11, 12)를 포함한다. 두개의 디스크 (11, 12)는 서로 전기적으로 절연되어 있으며 케이블(14)을 통해 전원에 연결되어 있다. 디스크 사이의 거리(D)는 예컨대 2 내지 3 mm에 이른다. 이 공구는 핸들(15)을 구비하며 이것에 의해 수동으로 또는 로봇의 도움으로 막(1) 위에서 구리막 테이프(3)를 따라 구동될 수 있다.
제 4 도는 소요 절단 전류를 성공적으로 제공하는 것으로 입증된 전기 회로를 도시한다. 이 전기 회로는 10 에서 30 V 의 전위를 공급하는 DC 전원, 전류 제한 회로(19), 및 콘덴서(20)를 포함한다. 전류 제한 회로(19)는 20 내지 50 ㎛ 직경의 팅스텐 와이어애 대해, 그리고 1 내지 3 mm 의 절단 전극사이 간격과 3 내지 5 A 의 전류에 대해 세팅된다.
에너지 저장 수단으로서 기능하는 콘덴서(20)는 1000 ㎌ 이상의 용량을 갖는다. 제 3 도에 도시된 절단 공구의 케이블(14)이나 절단 전극은 전력 공급 회로의 출력부(21)와 접속되어 있다.
제 5 도는 본 발명의 한 작동 실시예를 도시하며, 이 경우에 와이어(4)의 절단에 필요한 에너지는 2.5 ㎛ 이하의 파장을 갖는 레이저를 조사하므로써 공급된다. 통상 1.06 ㎛ 의 방출파장을 갖는 Nd : YAG 레이저가 사용된다. 레이저 빔은 예를 들어 CNC 크로스 슬라이드(cross slide)와 같은 적절한 장치에 의해 구리막 테이프(3) 외측에서 화살표 F 방향으로 이동되며, 레이저의 이동속도와 그 세기는 열가소성 막(1)이 거의 가열되지 않으면서 금속 와이어(4)가 융해되도록 상호 조화된다. 통상적으로 펄스 레이저가 사용된다. 이 경우 레이저의 이동 속도는 각 펄스의 절단면(23)이 도면에 도시된 바와 같이 중첩되도륵 펄스 주파수의 함수로서 선택된다.
레이저 빔은 와이어(4)의 절단을 수행하는 외에, 주석 도금된 구리막 테이프 (3)위에서 레이저 빔을 부분적으로 이동시킴으로써 와이어(4)와 버스사이의 전기적 접속을 확고히 하고 그로 인해 주석이 융해되어 와이어와의 전기적 접속을 개선시키는데 적용될 수 있다. 이러한 경우에 레이저 빔 처리에 앞서 부가의 주석 도금된구리막 테이프(3)가 먼저 위치된다.
레이저 방사의 열에 기인하여 두개의 구리막 테이프의 상호 인접한 주석층은 서로 융해되고 이러한 점에서 이 평면에 놓인 와이어를 기밀한 방식(gas tight manner)으로 봉합한다.
제 6 도는 절단 작업과 절단 지점을 가로지르는 전기적 저항을 모니터 하는 작업을 동시에 수행할 수 있는 전기 회로를 도시하고 있다. 상기 회로는 저항기 (30,35,36), 콘덴서(31,37), 다이오드(32,33), 작동 증폭기(34), 및 표시장치(38)를 포함한다.
도면부호 11 과 12 로 표시된 지점에서 회로는 두개의 전극과 접속되는데, 이들 전극은 모니터링 되거나 체크될 와이어를 따라 이동한다.
상기 회로는 전원(18)과 그것에 병렬로 접속된 콘덴서(20)를 포함하는 전력 발생 회로의 출력부(21)에 접속된다.
실제 검출 회로와 병렬로 저항기(30)가 위치하는 바, 이 저항기는 인가되는 전압이 미세하게 변경될 경우에도 전자 회로에 과도한 전류가 흐르지 않도록 충분히 큰 전류가 저항기(30)를 흐르게 하기 위해 그 저항값이 충분히 작다. 전극(11, 12)이 서로 전기적 접속을 이루지 않을때, 그 사이에는 전류 공급 회로(18, 20)에 의해 설정된 최대 전압이 걸린다. 이후 인가되는 전류가 일정한 한 콘덴서(31)에는 전류가 흐르지 않는다. 모니터 될 와이어에 의해 전극(11, 12)이 상호 접속되면 전극 사이의 전압은 갑자기 떨어진다. 따라서 콘덴서(31)는 다이오드(33)를 통하여 방전한다. 그 결과, 작동 증폭기(34)가 반전 입력부(42)를 통하여 작동된다. 작동증폭기(34)의 출력 신호는 절단되지 않은 와이어를 표시하는 표시장치(38)를 작동시킨다. 콘덴서(37) 및 저항기(36)를 통하여 작동 증폭기는 출력신호를 비반전 입력부(non-inverting input)(43)로 피드백 시킨다. 콘덴서(37)가 다 방전될 때까지 작동 증폭기(34)의 비반전 입력부(43)에서는 전위 변화가 있으며, 그 결과 콘덴서 (37)의 방전 동안 반전 입력부(42)에서 신호에 변화가 있을 때에도 작동 증폭기 (34)가 작동하지 않는다. 따라서, 다음의 방해 펄스가 절단되지 않은 추가 와이어로 표시되는 것을 방지할 수 있다.
제 1 도는 버스 및 가열되는 유해 시트용 막의 전체 도시도.
제 2 도는 와이어 단부를 전기적으로 절단하는 과정중의 제 1 도에 따른 구조의 부분 사시도.
제 3 도는 전기 절단에 적합한 공구의 도시도.
제 4 도는 절단 전류 형성용 전기 회로의 도시도.
제 5 도는 레이저 방사로 인한 절단중의, 제 1 도 장치의 부분 도시도.
제 6 도는 절단 작업 감시용 전기 회로의 도시도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 열가소성 막 2, 3 : 구리막 테이프
4 : 와이어 8, 9 : 전극
34 : 작동 증폭기 38 : 표시장치

Claims (14)

  1. 적어도 두장의 유리 시트와, 상기 시트를 결합시키는 적어도 하나의 열가소성 막 및, 중간층상의 적소에 침착되어 고정되는 하나이상의 금속 와이어를 포함하며, 상기 와이어가 제공된 막은 열 및 압력의 적용에 의해 각각의 유리 시트에 접합되는 복합 유리 시트 제조 방법에 있어서,
    상기 와이어가 열가소성 막의 적소에 침착 고정된 후에 상기 와이어의 적어도 일부분은 막의 손상없이 금속 와이어에 의해서만 흡수되며 상기 금속 와이어를 그 융해 온도까지 가열하는 가열 에너지의 국부적 작용에 의해 막 영역내에서 절단되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 와이어를 융해시키는데 필요한 에너지는 상기 와이어의 예정 절단지점의 두 측부에 전위차를 인가하므로써 전기 에너지의 형태로 공급되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    전원에 접속되는 두 전극은 절단될 와이어를 가로질러 절단선을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    이격 배치되고 회전가능하게 장착되는 두개의 원형 디스크가 절단될 와이어를 가로질러 절단선을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지는 DC 전원(18), 전류 제한 회로(19), 에너지 저장용 커패시터 (20)를 포함하는 전기 회로에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    금속 와이어의 용융에 필요한 에너지는 파장이 2.5 ㎛ 이하인 레이저 복사 에너지 형태로 공급되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    펄스 레이저를 사용할 경우 레이저의 이동 수단은 에너지 펄스가 복사되는 부분의 절단면이 상호 겹쳐지도록 펄스 주파수의 함수로서 선택되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    주석도금된 금속막 테이프로 구성되는 버스를 따라 금속 와이어를 절단하는 경우에 상기 레이저 복사는 주석의 용융으로 인해 금속막 테이프와 와이어 사이의 접촉이 동시에 개선되는 방식으로 버스를 통해 부분적으로 통과되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    절단 작업과 동시에 또는 직후에 의도한 절단 지점의 어느 한쪽에서의 와이어와 모니터 회로 사이를 접촉시키므로써 전기 저항이 모니터되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기 저항은 절단용 전극을 가로질러 직접 모니터 되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    예정된 저항값이 절단 지점에서 보다 낮아지면 와이어는 절단되지 않은 것으로 표시되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    절단 지점에서 저항이 예정치 이하로 저항이 낮아지면 광학 신호나 음향 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    예정된 저항값 아래로 내려갈때 발생하는 신호는 카운터애 저장되는 것을 특징으로 하는 복합 유리 시트 제조 방법.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항의 복합 유리 시트 제조 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,
    접촉 전극(11, 12)과 평행하게 배치된 레지스터(30)와, 두개의 입력부(42, 43)를 갖는 작동 증폭기(34)를 포함하며,
    작동 증폭기(34)의 하나의 입력부(42)가 차단 콘덴서(31)를 통해 전극(11, 12)에 반응하고 다른 입력부(43)가 콘덴서(37)와 레지스터(30)를 통해 작동 증폭기(34)의 출력 신호에 반응하며,
    작동 증폭기(34)의 출력 신호가 저장 또는 표시 장치(38)를 구동시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
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