KR101074161B1 - 절연 와이어 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

유연성 및 탄성이 좋고 또한 반복되는 굴곡에 내성이 좋은 절연 와이어 어셈블리(Insulation Wire Assembly)가 개시된다. 상기 절연 와이어 어셈블리는, 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및 다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하게 평면상에 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며, 상기 비발포 탄성고무 접착제층의 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착한다.
절연 와이어, 케이블, 동축 케이블, 도체, 절연체, 열 가소성, 열 경화성, 탄성, 탄성고무, 내 굴곡성, 유연성, 전자파 차폐, 와이어 어셈블리

Description

절연 와이어 어셈블리{Insulation Wire Assembly}
본 발명은 절연 와이어 어셈블리에 관한 것으로, 특히 유연성 및 탄성이 좋으면서 반복되는 굴곡에 대해 내성이 강한 절연 와이어 어셈블리에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 절연 피복이 심선으로부터 쉽게 탈피되고 대향하는 커넥터에 연결이 용이하며 기구물의 구조에 적합한 내 굴곡성이 좋은 절연 와이어 어셈블리에 관련한다.
최근에 노트북 컴퓨터(Note book computor) 또는 모바일 폰(Mobile Phone)과 같은 모바일 기기(Mobile Devices)는 정보 처리의 양은 늘어나고, 처리 속도는 빨라지고 모바일 기기의 크기는 작아진다.
이러한 모바일 기기에는 통상 본체(Main Body)와 디스플레이(Display)가 별도의 장소에 위치하여 이들 본체와 디스플레이를 전기적으로 연결하기 위해 두께가 얇고, 유연성이 있는 반복되는 굴곡에 대해 내성이 강한, 즉, 내 굴곡성이 좋은 절연 와이어 어셈블리 또는 케이블을 사용한다.
예를 들어, 노트북 컴퓨터의 본체와 디스플레이는 여러 가닥의 얇은 절연 와이어에 의해 전기적으로 연결되고 이들 절연 와이어는 디스플레이를 여러 번 열고 닫을 때 전기적으로 절단 또는 파괴되지 않아야 한다.
다른 예를 들어, 크기가 작은 모바일 폰에 사용되는 절연 와이어가 있다. 이들 모바일 폰 역시 본체와 LCD 디스플레이를 전기적으로 연결하기 위해 여러 가닥의 두께가 얇은 절연 와이어 또는 연성 인쇄회로기판(FPCB)를 사용하고 이들 절연 와이어나 연성 인쇄회로기판은 LCD 디스플레이를 여러 번 열고 닫을 때 전기적으로 절단 또는 파괴되지 않아야 한다. 즉, 이들 절연 와이어는 두께가 얇으면서 유연성 및 탄성이 있어 반복되는 굴곡에 전기적으로 끊어지지 않는 내성을 가져야 한다.
또한 이들 절연 와이어는 노트북이나 모바일 폰의 기구물에 적합한 구조를 가져야 하며 대향하는 커넥터에 연결하기 용이해야 한다. 특히, 이들 절연 와이어는 주변에서 발생하는 전자파 노이즈에 내성을 가져야 하며 절연 와이어 간에 전자파 간섭을 줄여야 한다.
통상 유연성 있고 반복되는 굴곡에 내성이 강한 절연 와이어는 도체(Conductor)로는 유연성이 좋은 금속 심선을 사용하고 절연체(Insulation)로는 탄성이 좋은 탄성체를 사용한다. 또한 두께가 얇은 절연 와이어의 절연체로는 유연성이 좋은 폴리머 필름, 예를 들어 폴리에스터(PET) 또는 폴리이미드(PI) 필름을 사용한다. 또한, 이들 절연 와이어는 인열 강도 등의 기계적 강도를 가져야 한다.
그러나 절연체로 탄성고무를 사용하는 경우, 탄성고무의 두께를 얇게 제조하기 어려워 절연 와이어의 두께를 얇게 할 수 없다는 단점이 있다.
더욱이 탄성고무의 기계적 강도인 경도 및 인열 강도는 통상의 절연 와이어 에서 사용되는 열 가소성 폴리머 수지보다 낮아 외부의 충격 및 마찰에 약해 얇은 두께의 탄성고무는 내부의 도체를 보호하기 어렵다는 단점이 있다. 즉, 절연 와이어의 절연체로 탄성고무를 사용하면 탄성이 좋아 반복되는 굴곡에 내성이 좋으나, 탄성고무를 얇게 압출하기 어렵고, 탄성 고무는 인열 강도가 나빠 외부의 마찰 또는 힘에 의해 쉽게 찢어진다는 단점이 있다.
이러한 이유에 의하여 통상, 두께가 얇으며 유연성 및 탄성이 좋고 반복되는 굴곡에 내성을 갖는 절연 와이어의 절연체로는 탄성고무를 사용하지 않는다.
더욱이, 종래의 기술에 의하면, 탄성고무로 피복(Jacket 또는 Sheath)된 절연 와이어 어셈블리는 통상 접착성이 없는 껌(Gum) 상의 탄성고무를 경화에 의해 제조된 것으로, 탄성고무는 접착력이 없어 내 굴곡성에 취약하며, 인열 강도가 약하고, 더욱이 탄성고무를 얇게 형성하기 어렵다는 단점이 있다.
도 1a 내지 1d는 종래의 기술에 의하여 모바일 기기에 사용되는 절연 와이어 어셈블리 또는 절연 케이블을 보여 준다.
도 1a에 의하면, 각각 심선 도체(11)와 절연 피복(12)으로 이루어진 여러 가닥의 절연 와이어가 평면상에 인접하여 배치되고 인접한 절연 와이어의 절연 피복(12)끼리 서로 열 접착되어 절연 와이어 어셈블리(10)를 구성한다.
이러한 구조의 절연 와이어 어셈블리(10)는 열 가소성 폴리머 수지, 예를 들어 폴리 비닐 클로이드(PVC)를 구리선 위에 압출로 피복한 원형의 절연 와이어를 일렬로 인접하게 배열한 후 초음파 등의 열로 인접한 절연 피복을 용융하여 절연 피복끼리 접착한다. 즉, 서로 접촉한 절연 피복이 열에 의해 용융되어 접착된다.
이러한 구조의 제품은 가격이 싸고 제조하기는 쉬우나 절연 피복이 열 가소성 폴리머 수지로만 되어 반복되는 굴곡에 내성이 나쁘다는 단점이 있다. 더욱이 절연 피복이 용융되어 열 접착된 접착부위에 의해 유연성 및 굴곡에 대한 내성이 떨어진다는 단점이 있다. 더욱이 일정 수준의 전자파 차폐 또는 정전기 대책을 위해 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 특히, 절연 와이어로 동축 케이블을 사용하는 경우 두께가 더욱 두꺼워지고 유연성 및 내 굴곡성이 더욱 나빠진다는 단점이 있다.
도 1b에 의하면, 굴곡을 갖는 일체형의 절연 피복(22) 내부에 여러 가닥으로 이루어진 다수의 심선 도체(21)들이 일정한 피치(Pitch)를 가지며 평면상에 인접하여 위치하여 절연 와이어 어셈블리(20)를 구성한다.
이러한 구조의 절연 와이어 어셈블리(20)는 열 가소성 폴리머 수지, 예를 들어 폴리 비닐 클로이드(PVC)를 일정한 피치를 갖고 꼬연진 다수의 구리선 다발에 한번에 압출로 피복한다.
이러한 구조의 제품은 가격이 싸고 제조하기는 쉬우나 절연체가 열 가소성 폴리머 수지로만 되어 반복되는 굴곡에 내성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한, 넓은 폭을 가지며 얇은 두께의 절연 피복(22)를 제공하기 어려워 절연 와이어 어셈블리(20)의 두께가 두꺼워진다는 단점이 있다. 더욱이 일정 수준의 전자파 차폐 또는 정전기 대책을 위해 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
도 1c에 의하면, PET 또는 PI 필름과 같은 열 가소성 폴리머 필름(33) 사이에 여러 가닥의 사각 모양의 심선 도체(31)가 일정한 피치를 갖고 위치한 절연 와 이어 어셈블리(30)를 구성한다. 바람직하게, 상하의 폴리머 필름(33)은 에폭시(Epoxy) 등의 폴리머 접착제(32)에 의해 열 접착된다.
이러한 구조의 절연 와이어 어셈블리(30)는 폴리머 접착제가 형성된 폴리머 필름(33) 사이에 일정한 피치를 갖는 여러 가닥의 구리선을 배열한 후 열에 의해 압착하여 형성한다. 이러한 제품으로는 연성인쇄회로기판 또는 필름 플랫 케이블(Film Flat Cable) 등이 있다.
이러한 구조의 제품은 두께가 얇고 가격이 싸고 제조하기는 쉬우나 폴리머 필름이 열 가소성 폴리머 수지로 되어 반복되는 굴곡에 내성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한, 통상 이러한 제품은 절연체를 도체로부터 분리하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 내부의 도체가 사각형이라 반복되는 굴곡에 절단되기 쉽다는 단점이 있다. 또한, 이들 제품이 폭 방향으로 둘둘 말릴 경우 유연성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한, 외부면 전부가 폴리머 필름으로 덮이기 때문에 대향하는 기구물에 적합한 구조, 예를 들어 절연 와이어 어셈블리의 일부분만을 원형으로 만들기 어렵다는 단점이 있다. 더욱이 일정 수준의 전자파 차폐 또는 정전기 대책을 위해 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
도 1d에 의하면, PET 또는 PI 필름 같은 열 가소성 필름(43) 사이에 여러 가닥의 절연 와이어가 일정한 피치를 갖고 형성되었다. 바람직하게, 상하의 폴리머 필름(43)은 열 가소성 접착제 또는 핫멜트 접착제에 의해 가압 접착된다.
이러한 구조의 절연 와이어 어셈블리(40)는 폴리머 접착제가 형성된 폴리머 필름 사이에 일정한 피치를 갖는 여러 가닥의 절연 와이어를 배열한 후 가압에 의 해 접착하여 형성한다.
이러한 구조의 제품은 두께가 얇고 가격이 싸고 제조하기는 쉬우나 절연체 및 폴리머 필름이 열 가소성 폴리머 수지로만 되어 반복되는 굴곡에 내성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한, 통상 이러한 제품은 수동으로 제조되어 경제성이 나쁘다는 단점이 있다. 또한, 이들 제품이 폭 방향으로 둘둘 말릴 경우 유연성이 나쁘다는 단점이 있다. 더욱이 일정 수준의 전자파 차폐 또는 정전기 대책을 위해 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
상기에서 언급하지 않았지만, 종래 기술에 의한 도 1의 절연 와이어 어셈블리는 절연 와이어 어셈블리가 적용되는 모바일 기기의 기구적인 구조에 적합한 모양을 갖추면서 대향하는 대상물인 커넥터에 경제적으로 연결하는데 어려운 점이 있다는 단점이 있다.
또한, 상기에서 언급하지 않았지만, 심선 도체 위의 절연체로 접착력이 있는 열 가소성 폴리머 접착제, 예를 들어 에나멜 (Enamel) 또는 탄성고무 접착제를 사용하여 절연 피복을 구성하는 경우에 절연 와이어 어셈블리의 두께는 얇으나 심선 도체로부터 절연 피복을 분리, 즉, 탈피하는데 어렵다는 단점이 있다. 더욱이 이 경우, 절연 피복의 재료는 반복되는 굴곡에 내 굴곡성을 갖기 어렵고 더욱이 외부의 환경 변화에서 내부의 심선 도체를 신뢰성 있게 보호하기 어렵다는 단점이 있다.
이와 같이 종래의 절연 와이어 어셈블리는 모바일 기기에서 요구되는 두께가 얇으며 유연성 및 탄성이 좋고 반복되는 굴곡에 내성이 좋은 절연 와이어 어셈블리 를 제공하기 어렵다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로는 승강기(Elevator) 등에 사용되는 내 굴곡성이 좋고 외부의 환경 변화에 신뢰성 있는 특성을 갖는 절연 와이어 어셈블리 또는 케이블이 있다.
이들 절연 와이어 또는 케이블은, 상기에서 설명한 것과 유사하게 열 가소성 폴리머 수지 또는 탄성고무로 절연 피복된 절연 와이어 위에 열 가소성 폴리머 수지 또는 탄성고무로 피복(Jacket 또는 Sheath) 되어 제조되는데 여기서 사용된 탄성고무는 접착성이 없는 껌(Gum) 상의 탄성고무를 사용하여 경화하여 제조한 것으로, 상기 열 가소성 폴리머 수지와 상기 탄성고무는 서로 접착력이 없어 내 굴곡성에 취약하며 또한 외부의 환경 변화에 신뢰성 있는 특성을 갖기 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 본 발명의 목적은 유연성 및 탄성이 좋고 또한 반복되는 굴곡에 대해 내성이 좋은 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일정 수준의 전자파 차폐, 전자파 흡수 또는 정전기 방지가 용이한 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 가격이 저렴한 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인열 강도가 좋으며, 주변의 열로부터 접착력이 유지되고 절연 피복의 내열성을 일부 향상시킨 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대향하는 기구물의 구조에 적합하게 형태의 일부를 바꾸기 용이한 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대향하는 커넥터와 전기적 접촉이 용이한 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 심선 도체에서 절연 피복을 분리하기 용이한 절연 와이어 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및 다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하게 평면상에 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며, 상기 비발포 탄성고무 접착제층의 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하는 절연 와이어 어셈블리에 의해 달성되며, 도 2는 이에 대응하는 절연 와이어 어셈블리를 나타낸다.
또한, 상기의 목적은, 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및 다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하여 원형 단면을 이루도록 배치된 상태에서 상기 절 연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며, 상기 비발포 탄성고무 접착제층의 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하는 절연 와이어 어셈블리에 의해 달성되며, 도 3은 이에 대응하는 절연 와이어 어셈블리를 나타낸다.
또한, 상기의 목적은, 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및 다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하여 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며, 상기 비발포 탄성고무 접착제층의 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하고, 상기 다수의 절연 와이어는 일부분에서 플랫 구조를 이루고 나머지 부분에서 원형 형상을 이루는 절연 와이어 어셈블리에 의해 달성되며, 도 4는 이에 대응하는 절연 와이어 어셈블리를 나타낸다.
바람직하게, 상기 금속 심선은 두께가 얇은 다수의 금속 심선들이 꼬여진 다심 금속 심선일 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 유연성이 우수하다. 상기 다수의 금속 심선은 원형이고 열처리(Annealing)되어 유연성이 좋다.
바람직하게, 상기의 절연 와이어는 원형이어서 유연성이 좋으나 본 발명은 이에 한정하지는 않는다.
바람직하게, 상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 피복에 접착력을 갖는 액상의 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 형성된다.
또한, 상기 비발포 탄성고무 접착제층은 전기전도성일 수 있으며, 바람직하 게, 상기 절연 와이어 어셈블리는 상기 비발포 탄성고무 접착제층에 의해 전자파 차폐, 전자파 흡수 또는 정전기 방지 기능 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 와이어가 아래에서 위로 올라가면서 액상의 실리콘고무 접착제에 의해 형성되므로 균일한 형상을 한다.
상기의 구성에 의하면, 열 가소성 폴리머 수지의 절연체 위에는 탄성고무 접착제층이 균일한 형상을 가지며 접착되게 형성되어 절연 와이어 어셈블리는 열 가소성 폴리머 수지에 의해 인열 강도 및 내 환경성을 가지며 탄성고무 접착제층에 의해 내 굴곡성 및 유연성이 향상된다.
또한, 원형의 절연 와이어가 접촉하는 움푹 패인 부위에는 탄성고무 접착제가 충분히 도포되어 절연 와이어의 절연 피복을 서로 접착시키므로 탄성고무 접착제층에 의해 반복되는 굴곡에 대해 내성을 갖는다.
또한, 높은 내열 온도를 갖는 탄성고무 접착제층이 비교적 내열온도가 낮은 열 가소성 폴리머 수지 위에 형성되어 전체적으로 절연 와이어 어셈블리의 내열성이 향상된다.
또한, 경화성인 탄성고무 접착제층은 열에 의해 용융되지 않으므로 주변 온도가 올라가도 절연 와이어 간의 신뢰성 있는 접착력을 유지한다.
또한, 탄성고무 접착제층이 전기전도성인 경우, 전자파 차폐, 전자파 흡수 또는 정전기 방지 등의 기능을 가질 수 있다.
또한, 금속 심선은 직경이 가는 다수의 원형 금속 심선들이 꼬여진 것으로 유연성이 좋다.
또한, 절연 피복은 가공이 용이한 열 가소성 폴리머 수지이므로 얇은 두께로 제조가 용이하고 또한 얇은 두께에서도 경도가 높고 인열 강도가 높아 외부의 충격 및 마찰 등에서 신뢰성 있게 금속 심선을 보호한다.
또한, 열 가소성 폴리머 수지의 절연 피복은 금속 심선과 접착력이 없으므로절연 피복은 금속 심선으로부터 쉽게 분리되어 절연 와이어 어셈블리를 대향하는 커넥터 등에 전기적 연결이 용이하다.
또한, 원형의 절연 와이어를 사용하여, 절연 와이어 어셈블리를 플랫(Flat)구조나 원형 형상 또는 플랫 구조와 원형 형상이 반복되는 형상으로 만들기 용이하여 대향하는 기구물의 구조에 적합하게 제조할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(100)를 나타내는 사시도이다.
금속 심선(110)
금속 심선(110)은 유연성이 좋게 외경이 얇은 다수의 금속 심선이 서로 꼬여진 다심의 금속 심선으로, 재질은 구리, 구리 합금 또는 구리 와이어가 실에 감겨진 틴셀 와이어(Tinsel Wire) 중 어느 하나이다.
바람직하게, 금속 심선(110)은 유연성이 좋게 열처리(Annealing)된 원형 금속으로 이루어진다.
바람직하게 금속 심선(110)을 이루는 다수의 금속 심선의 직경은 두께가 얇은 AWG(American Wiring Gauge) 30 이하일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
바람직하게, 각각의 금속 심선(110)의 외부에는 부식 방지 또는 도전성을 좋게 하기 위하여 은, 주석 또는 금 등이 도금될 수 있다.
절연 피복(120)
절연 피복(120)은 열 가소성 폴리머 수지로 통상의 압출 또는 코팅 공정에 의해 금속 심선(110)을 감싸도록 길이 방향으로 형성된다.
바람직하게, 절연 피복(120)은 통상의 압출 기술에 의해 형성되고, 얇은 두께에서도 인열 강도 및 기계적 강도가 좋다.
바람직하게, 절연 피복(120)의 재료는 PVC, PE, PU, PP, PET 또는 PI 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정하지 않고 통상의 절연 와이어에 사용하는 열가소성 폴리머 수지이다. 절연 피복(120)은 열 가소성 폴리머 수지이기 때문에 외부에서 가해지는 열에 의해 용융된다.
절연 피복(120)의 두께에 대해서는 특별한 한정은 없고 통상의 절연 와이어에 사용되는 절연 피복의 두께를 갖는다.
바람직하게, 절연 피복(120)은 자기 접착성이 없어서 금속 심선(110)으로부터 쉽게 탈피되어야 한다.
절연 와이어(130)
절연 와이어(130)는 금속 심선(110)과 금속 심선(110)을 감싸도록 길이 방향으로 형성된 절연 피복(120)으로 구성된다.
바람직하게, 다수의 절연 와이어(130)는 평면상에 배치되며, 동일한 재료에 동일한 치수로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
바람직하게, 절연 와이어(130)의 절연 피복(120)은 자기 접착성이 없어서 금속 심선(110)으로부터 쉽게 탈피되어야 한다.
탄성고무 접착제층(140)
탄성고무 접착제층(140)은 액상의 실리콘고무가 경화에 의해 형성된 비발포 실리콘고무 접착제층이다.
여기서, 발포 실리콘고무 접착제층을 사용하는 경우 절연 피복(120)과 접착력이 약하며 또한 인열 강도가 낮아 쉽게 찢어진다는 단점이 있다.
바람직하게, 탄성고무 접착제층(140)이 전기 절연인 경우 탄성고무 접착제층(140)의 경도는 Shore A 20 내지 60이고 전기전도성인 경우 Shore A 60 내지 80일 수 있다.
바람직하게, 탄성고무 접착제층(140)은 탄성고무 접착제층(140)이 전기적 및 기계적 특성을 갖기 위해 또는 탄성고무 접착제층(140)을 형성하기 용이하게 한층 이상의 다층의 탄성고무 접착제층으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 탄성고무 접착제층(140)은 인접하여 서로 접촉된 절연 와이어(130)의 절연 피복(120)을 탄성 접착한다.
바람직하게, 탄성고무 접착제층(140)에 의해 인접한 절연 와이어(130)의 상하면은 평면을 이룰 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
바람직하게, 단면이 원형인 절연 와이어(130)의 상하면에는 인접한 절연 와이어 사이에 움푹 파인 부위보다는 탄성고무 접착제층(140)가 얇게 접착되게 형성되므로 절연 와이어 어셈블리(100)의 두께는 크게 두꺼워지지 않는다.
도 2의 확대 도면을 참조하면, 인접한 절연 와이어(130) 사이에 형성되는 움푹 패인 부분 S1에는 탄성고무 접착제가 충분히 도포되어 절연 피복(120)을 서로 접착시키므로 탄성고무 접착제층(140)에 의해 절연 와이어 어셈블리(100)는 반복되는 굴곡에 대해 내성을 갖는다. 즉, 탄성고무 접착제 층(140)은 절연 와이어 어셈블리(100)의 두께를 크게 두껍게 하지 않으며 절연 와이어(130)의 내 굴곡성 및 유연성을 향상시킨다.
또한, 높은 내열 온도를 갖는 탄성고무 접착제층(140)이 열 가소성 폴리머 수지의 절연 피복(120) 위에 형성되어 전체적으로 절연 와이어(130)의 내열성이 향상된다.
또한, 경화성인 탄성고무 접착제층(140)은 열에 의해 용융되지 않으므로 주변 온도가 올라가도 인접한 절연 와이어(130)는 신뢰성 있는 접착력을 유지한다.
또한, 탄성고무 접착제층(140)이 전기전도성인 경우, 전자파 차폐, 정전기 방지 또는 전자파 흡수 등의 역할을 할 수 있는 절연 와이어(130)가 된다.
바람직하게, 전자파 차폐 및 정전기 방지를 위해 전기전도성 탄성고무 접착제층(140)은 액상의 실리콘고무 접착제에 금속, 페라이트(Ferrite), 카본 또는 그라파이트 파우더를 혼합하여 제조할 수 있다. 이 경우, 파우더의 함량은 중량 대비 50% 내지 85% 이다.
페라이트나 니켈 등의 자성 파우더를 혼합하는 경우, 탄성고무 접착제층(140)은 전자파 흡수체의 역할을 하여 금속 심선(110)에서 발생하는 전자파 노이즈(Noise)를 감쇄시킬 수 있다. 이 경우, 파우더의 함량은 중량 대비 50% 내지 85% 이다.
도 2에서는, 탄성고무 접착제층(140)이 절연 와이어(130)의 상하면 전부에 형성되었지만, 탄성고무 접착제층(140)은 절연 와이어(130)의 상하 중 어느 한 면에만 형성될 수 있다. 이 경우, 절연 와이어 어셈블리(100)는 보다 얇은 두께를 가지면서 탄성고무 접착제층(140)이 형성된 면의 방향으로 굴곡을 하는 경우 내 굴곡성이 더욱 향상된다.
절연 와이어 어셈블리(100)
절연 와이어 어셈블리(100)는 절연 와이어(130)와 절연 와이어(130)의 절연 피복(120)을 접착하는 탄성고무 접착제층(140)으로 구성된다.
바람직하게, 절연 와이어 어셈블리(100)는 플랫(Flat) 형상을 갖는 구조이나 절연 와이어(130)의 형상 또는 사용 목적에 의하여 이에 한정하지 않는다.
바람직하게, 절연 와이어 어셈블리(100)의 두께는 절연 와이어(130)의 두께 보다 두껍고, 인접한 절연 와이어(130) 사이의 움푹 파인 부위에 탄성고무 접착제층(140)이 두껍게 형성된다.
이와 같은 절연 와이어 어셈블리(100)는 탄성고무 접착제층(140)에 의해 두께가 크게 두꺼워지지 않으면서 유연성 및 탄성이 좋고 반복되는 굴곡에 대해 내성이 좋다.
또한, 이와 같이 제조된 절연 와이어 어셈블리(100)는 금속 심선(110) 위에 접착력이 없는 열 가소성 폴리머 수지인 절연 피복(120)이 형성되어, 금속 심선(110)에서 탄성고무 접착제층(140)이 접착된 절연 피복(120)을 용이하게 탈피할 수 있다. 즉, 절연 피복(120)과 탄성고무 접착제층(140)은 신뢰성 있는 접착을 이루어 서로 분리하기 어렵더라도 금속 심선(110)과 절연 피복(120)은 접착력이 없으므로 절연 피복(120)을 금속 심선(110)에서 쉽게 탈피할 수 있다.
또한, 탄성고무 접착제층(140)이 전기전도성인 경우, 전자파 차폐, 정전기 방지 및 전자파 흡수를 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(200)를 나타내는 사시도이다.
이 실시 예에 의하면, 금속 심선(210)과 절연 피복(220)으로 구성되고 단면이 원형인 다수의 절연 와이어(230)가 원형 형상으로 배치되고 외측에 인접한 절연 와이어(230) 사이에 탄성고무 접착제층(240)이 개재되어 절연 와이어 어셈블리(200)는 전체적으로 원형의 단면을 이룬다.
바람직하게, 절연 와이어 어셈블리(200)의 단면에서 볼 때, 외측에 배치된 절연 와이어(230)의 절연 피복(220) 사이에는 탄성고무 접착제층(240)이 개재되어 인접한 절연 피복(240)끼리 탄성 접착된다. 반면, 내측에 배치된 절연 와이어(230)의 절연 피복(220) 사이에는 탄성고무 접착제층(240)이 개재되지 않아 인접한 절연 피복(220)끼리 접착되지 않는다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고 내측에 배치된 절연 와이어(230)의 절연 피복(220) 사이에도 탄성고무 접착제층(240)이 개재되어 인접한 절연 피복(220)끼리 접착할 수 있다.
이와 같이 단면이 원형인 절연 와이어 어셈블리(200)는 대향하는 기구물이 원형의 구멍인 경우 삽입이 용이하며 다양한 용도로 사용이 가능하다. 즉, 대략 평면(Flat)인 절연 와이어 어셈블리(100)보다 대략 원형인 절연 와이어 어셈블리(200)를 좌, 우 방향의 자주 뒤틀리는 용도로 사용하기 적합하다.
또한, 외측에 배치된 절연 피복(220)에만 탄성고무 접착제층(240)이 형성된 경우, 절연 피복(220)을 금속 심선(210)에서 탈피하는데 어려움이 적다.
여기서, 내측에 배치된 절연 피복(220) 내부에도 탄성고무 접착제층(240)이 형성된 경우 보다 신뢰성 있는 접착력과 내 굴곡성을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(300)를 나타내는 사시도이다.
도시된 바와 같이, 절연 와이어 어셈블리(300)의 일부(중간 부분)는 도 2와 같이 단면이 원형 형상을 이루고, 나머지 부분(양측 부분)은 도 3과 같이 단면이 평면(Flat) 구조를 형성한다. 물론, 이와 반대의 구조를 가질 수도 있다.
이와 같이 절연 와이어 어셈블리(300)는 대향하는 기구물에 적합한 구조로 변경 또는 변형이 가능하다.
이하, 상기의 일 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저, 원형으로 된 직경이 매우 가는 다수의 금속 심선(110) 위에 열 가소성 폴리머 수지를 압출기(Extruder)를 사용하여 연속적으로 압출하여 릴 상태의 원형 절연 와이어(130)를 제조한다. 이렇게 제조한 여러 가닥의 원형 절연 와이어(130)를 일정한 지그 및 금형을 사용하여 절연 와이어들(130)이 서로 접촉할 수 있게 일렬로 배열한다.
이후, 일렬로 서로 접촉하면서 배열된 절연 와이어(130)의 상하면에 액상의 실리콘고무 접착제를 캐스팅, 코팅 또는 디핑 공정 등을 통해 적당한 두께를 갖게 형성한다. 이때 액상의 실리콘고무 접착제의 두께는 액상의 실리콘고무의 점도, 작업 속도 및 절연 와이어의 크기 및 재료 등에 의해 결정될 수 있다. 이때, 액상의 실리콘고무 접착제의 양은 인접하여 접촉된 절연 와이어 사이에 움푹 파인 부분 S1을 충분히 채울 수 있어야 한다. 이렇게 액상의 실리콘 고무 접착제를 절연 와이어(130) 위에 공급하면 액상의 실리콘 고무는 절연 와이어(130)가 서로 접촉하는 움푹 파인 부분 S1이 평면을 이룰 때까지 형성되어 움푹 파인 부분에는 액상의 탄성고무 접착제가 많이 코팅되고 나머지 부분 S2에는 얇게 코팅된다. 즉, 굴곡을 갖으며 접촉된 절연 와이어(130) 위에 액상의 실리콘고무 접착제가 도포되면 중력 및 자기 레벨링(Self-leveling)에 의해 액상의 실리콘 접착제층(140)은 전체적으로 평면을 이룬다.
여기서, 액상의 실리콘고무 접착제는 경화 후에 절연 와이어(130)의 열 가소성 폴리머 수지와 신뢰성 있게 접착하는 재료를 선택하여 사용한다.
바람직하게는, 일렬로 배열된 절연 와이어(130)의 한 면에 실리콘고무 접착제를 먼저 형성한 후 나중에 다른 한 면에 실리콘고무 접착제를 형성할 수 있다.
바람직하게, 액상의 실리콘고무의 점도는 1,000 내지 3,000 CPS일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 즉, 절연 와이어(130)의 크기 및 코팅 속도 등을 고려하여 점도를 조정할 수 있으며 또한 전기전도성 탄성고무 접착제인 경우 혼합되는 파우더의 양에 의해 점도가 높아진다. 여기서, 액상의 실리콘고무 접착제의 점도가 너무 낮으면 탄성고무 접착제층의 두께를 충분히 두껍게 제공하기 어렵고, 점도가 너무 높으면 인접한 절연 와이어 사이의 움푹 파인 공간에 액상의 실리콘고무 접착제층(140)을 충분히 공급하기 어렵다.
이후, 상하면이 수평을 이루면서 열 또는 자외선(UV) 경화하여 액상의 실리콘고무 접착제를 고상의 실리콘고무 접착제로 만든다. 이때, 액상의 실리콘고무 접착제는 경화하면서 인접하여 접촉된 절연 피복(120)을 접착하면서 결과적으로 절연 와이어들(130)을 접착한다.
이때, 액상의 실리콘고무 접착제는 일정 수준으로 경화되기 전까지는 유동성이 있어 일렬로 접촉하면서 배열된 절연 와이어들(130)을 신뢰성 있게 접착할 수 없기 때문에 별도의 보조 수단, 예를 들어 탄성고무 시트를 사용하여 액상의 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 접착력을 가져 일렬로 접촉하면서 배열된 절연 와이어(130)가 서로 접착할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우 별도의 보조 수단인 탄성고 무 시트는 통상, 액상의 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 제조된 시트로 결과적으로 본 발명의 탄성고무 접착제층(140)의 일부일 수 있다. 또는, 별도의 보조 수단으로서, 서로 인접하게 배열된 열 가소성 폴리머 수지인 절연 피복을 초음파 등을 사용하여 서로 가접, 즉, 약하게 붙인 후 탄성고무 접착제층으로 신뢰성 있게 접착할 수도 있다.
바람직하게, 열로 경화하는 경우, 경화 조건은 탄성고무 접착제층(140)의 두께 및 재료에 의해 변경이 가능 하나, 대략 200℃에서 3분 정도일 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
여기서, 액상의 실리콘고무는 작업속도를 위하여 열 또는 자외선에 의해 경화하면서 대향하는 대상물과 탄성 접착할 수 있는 경화성 실리콘고무 접착제이다.
바람직하게, 일렬로 서로 접촉하면서 정렬된 절연 와이어들을 밑에서 위로 으로 수직으로 올라가면서 액상의 실리콘고무 접착제에 디핑, 즉, 함침하여 코팅하고 열 경화하는 경우, 액상의 실리콘 고무는 중력에 의해 절연체 위에 균일한 두께를 가지며 얇게 코팅된다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고 절연 와이어의 형태나 종류에 따라 일정한 각도를 갖고 밑에서 위로 올라가면서 코팅할 수도 있다.
상기에서는 액상의 실리콘고무 접착제층(140)을 절연 와이어 위에 한번 형성하는 것을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 제조 공정의 편리성을 위하여, 수차례의 액상의 실리콘고무 접착제의 코팅과 경화 공정을 거쳐 절연 와이어 어셈블리(200)를 제조할 수도 있다
도 3의 단면이 원형 형상인 절연 와이어 어셈블리(300)를 제조하는 경우에 는, 도 2의 제조 방법에서 절연 와이어를 평면으로 배열하지 않고 원형으로 배열한 후 액상의 실리콘고무 접착제로 코팅한 후 열 경화하여 제조한다.
즉, 절연 와이어들을 원형으로 배열하는 지그 및 금형을 통과하면서 액상의 실리콘고무 접착제를 디핑하여 원형으로 배열된 절연 와이어 위에 액상의 실리콘고무 접착제를 디핑한다.
이때, 액상의 실리콘고무 접착제는 일정 수준의 경화되기 전까지는 유동하기 때문에 원형으로 서로 접촉하면서 배열된 절연 와이어들을 신뢰성 있게 접착할 수 없다. 따라서, 별도의 보조 수단, 예를 들어 탄성고무 시트를 사용하여 임시로 고정함으로써 액상의 실리콘고무 접착제가 경화되어 인접한 절연 와이어들이 신뢰성 있는 접착력을 가질 수 있게 도와줄 수 있다.
여기서, 별도의 보조 수단인 탄성고무 시트는, 통상 액상의 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 제조된 것일 수 있고, 본 발명에 사용된 탄성고무 접착제의 일부일 수 있다.
이 경우, 절연 와이어는 원형을 이루면서 서로 접촉되어 내측, 다시 말해 절연 와이어가 이루는 내부 간극에는 충분하게 액상의 실리콘고무 접착제층이 제공되지 않아 절연 와이어의 내측 부분은 서로 접착되지 않는다. 이때 액상의 실리콘 고무 접착제의 점도가 낮은 경우 내측 부분으로 액상의 실리콘고무 접착제가 많이 스며들 수 있다.
도 4와 같이 길이방향으로 서로 다른 단면 형상을 구현한 절연 와이어 어셈블리(300)를 제조하는 경우, 도 2의 제조 방법으로 플랫 구조의 절연 와이어 어셈 블리(100)를 제조한 후 필요한 부분에만 도 3과 같이 단면이 원형 형상으로 또다시 액상의 실리콘고무 접착제로 코팅한 후 열 경화하여 제조한다.
이 경우에도, 도 2와 같이 탄성고무 접착제층이 형성된 플랫 형상의 절연 와이어는 단면이 원형으로 변하면서 서로 접촉되기 때문에, 원형의 내측, 즉 절연 와이어가 이루는 내부의 간극에는 충분하게 액상의 실리콘고무 접착제가 제공되지 않는다.
한편, 상기의 일 실시 예에서는 설명되지 않았지만, 단면이 대략 원형인 절연 와이어(130) 대신에 단면이 대략 플랫 형상인 절연 와이어를 사용하여 본 발명의 절연 와이어 어셈블리를 제공할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 다수의 사각 모양의 금속 심선을 일정 간격으로 평면상에 배치하고 금속 심선의 상하에 열 가소성 절연 필름을 열 접착한 플랫 형상의 절연 와이어 어셈블리를 형성할 수 있다. 다수의 금속 심선 위에 열 가소성 폴리머 필름이 접착된 절연 와이어 어셈블리는 연성 인쇄회로기판(FPCB) 또는 필름 케이블 등이 있을 수 있다.
이와 같이 플랫 형상의 절연 와이어의 상하면에 상기의 제조 방법과 동일한 방법을 사용하여 액상의 탄성고무 접착제를 도포하여 경화함으로써 절연 와이어의 최외부면에는 탄성고무 접착제층이 접착되어 형성된 절연 와이어 어셈블리가 제공된다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다.
예를 들어 상기 실시 예에서는 모바일 기기에 사용하는 직경이 작은 절연 와 이어를 사용한 절연 와이어 어셈블리에 한정했으나 본 발명은 이에 한정하지 않고 직경이 큰 절연 와이어를 사용한 절연 와이어 어셈블리에도 적용할 수 있다.
또한, 도 2의 실시 예에 있어서는 절연 와이어의 상하면에 탄성고무 접착제층을 형성했으나 본 발명은 이에 한정하지 않고 절연 와이어의 한 면에만 탄성고무 접착제층을 형성할 수 있다.
또한, 승강기 등에 사용하는 절연 와이어 또는 절연 와이어 어셈블리의 용도에 적합하게, 도 2 내지 4의 절연 와이어 어셈블리(200, 300, 400) 위에는 별도의 절연 피복이 형성될 수도 있다.
이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있으며, 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
도 1a 내지 1d는 종래의 기술에 따른 절연 와이어 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(100)를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(200)를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 절연 와이어 어셈블리(400)를 나타내는 사시도이다.

Claims (11)

  1. 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및
    다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하게 평면상에 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 피복에 접착력을 갖는 액상의 탄성고무 접착제의 경화에 의해 형성되고,
    상기 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  2. 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및
    다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하여 원형 단면을 이루도록 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 피복에 접착력을 갖는 액상의 탄성고무 접착제의 경화에 의해 형성되고,
    상기 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  3. 금속 심선과, 상기 금속 심선을 감싸며 길이 방향으로 연장하는 열가소성 폴리머 수지의 절연 피복으로 이루어진 절연 와이어; 및
    다수의 상기 절연 와이어가 서로 인접하여 배치된 상태에서 상기 절연 와이어 사이에 형성된 공간에 인가되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 피복에 접착력을 갖는 액상의 탄성고무 접착제의 경화에 의해 형성되고, 상기 경화에 의해 서로 인접한 상기 절연 피복이 서로 탄성 접착하며,
    상기 다수의 절연 와이어는 일부분에서 평면 구조를 이루고 나머지 부분에서 원형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 심선은 두께가 얇은 다수의 금속 심선들이 꼬여진 다심 금속 심선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성고무는 실리콘고무인 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 전기전도성인 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 와이어 어셈블리 위에는 또 다른 절연 피복이 형성된 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  8. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 와이어 어셈블리는 상기 비발포 탄성고무 접착제층에 의해 전자파 차폐, 전자파 흡수 또는 정전기 방지 기능 중 적어도 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  9. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 다수의 상기 절연 와이어가 액상의 실리콘고무 접착제를 아래에서 위로 올라가면서 코팅되는 것을 특징으로 절연 와이어 어셈블리.
  10. 평면상에 일정 간격으로 배치된 다수의 금속 심선과, 상기 금속 심선을 상하에서 덮으며 접착된 길이 방향으로 연장하는 열가소성 절연 필름으로 이루어진 평면(Flat) 절연 와이어; 및
    상기 평면 절연 와이어의 적어도 어느 한 면에 도포되어 경화한 비발포 탄성고무 접착제층을 포함하며,
    상기 비발포 탄성고무 접착제층은 상기 절연 필름에 접착력을 갖는 액상의 탄성고무 접착제의 경화에 의해 형성되고,
    상기 경화에 의해 상기 비발포 탄성고무 접착제층과 상기 절연 필름은 서로 탄성 접착하는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
  11. 청구항 1 내지 3 및 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성고무 접착제층은 상기 절연 와이어의 유연성 또는 내 굴곡성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 절연 와이어 어셈블리.
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