KR101552683B1 - 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열선 패턴을 드로잉 방식으로 자동화하여 히팅필름의 생산성을 향상시키며, 요구되는 제품의 규격과 종류에 따른 히팅필름을 용이하게 제조할 수 있는 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 접착층이 형성된 베이스 필름이 배치되는 플로터 베이스 블록(plotter base block); 상기 플로터 베이스 블록에서 종방향 및 횡방향으로 이동가능하게 구비되는 하나 이상의 종횡 이동 유닛; 상기 종횡 이동 유닛을 구동시키는 구동 유닛; 상기 이동 유닛에 구비되고, 통과되는 발열선을 상기 베이스 필름 측으로 인출 안내하기 위한 하나 이상의 발열선 인출 유닛; 및 상기 베이스 필름에 형성되는 발열선 패턴을 설정하고, 설정된 패턴에 따라 상기 구동 유닛을 제어하는 제어 수단을 포함하는 히팅필름 제작 장치를 제공한다.

Description

히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법{HEATING FILM MANUFACTURING APPARATUS AND HEATING FILM MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 에칭타입으로는 한계가 있는 높은 저항값의 패턴 설계가 가능하고, 히팅필름에서 발열선 패턴을 드로잉 방식으로 자동 패터닝하여 히팅필름의 생산성을 향상시키며, 요구되는 제품의 규격과 종류에 따른 히팅필름을 용이하게 제조할 수 있는 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공업적이나 상업적으로 널리 사용되는 히터는 탄소(C)를 발열체로 사용한 것과 Ni-Cr(상품명 니크롬), Fe-Cr(상품명 Kanthal) 및 일부 면상 발열체 등에서 사용하는 Ag 또는 Ag-Pd 계 물질이 주로 사용된다.

발열체의 형태는 코일이나 케이블 또는 스트립 형태가 가장 일반적이며, 일부 전기 프라이팬 등에 적용하는 매몰형 히터(sheath heater), 카트리지(cartridge) 히터, 고분자 히터, 후막 히터, 세라믹 히터 등이 있다. 여기서, 상업적으로 사용되는 히터의 발열 온도는 탄소 발열체의 경우 대개 200℃ 미만의 발열 온도를 가지며, 이는 200℃ 이상의 온도에서 일어나는 탄소의 산화에 의한 발열체 열화를 막기 위한 것이다.

또한, 금속 발열체는 800℃ 이상의 고열의 발열이 가능하지만 일반 가정용으로 사용할 때는 절연을 위한 고려가 필요하여 매몰형 히터의 경우에 금속 파이프 내에 금속 발열체를 삽입시키되, 전기절연을 위하여 산화마그네슘(MgO) 분말을 넣고, 파이프 내부에 습기에 의한 산화마그네슘의 수화를 막기 위하여 밀봉하는 공정을 거친다.

이에 따라 매몰형 히터의 경우에는 열효율이 낮아 시장에서 점점 퇴출되고 있으며, 세라믹 기판에 고융점 금속 후막을 도포한 세라믹 히터 등이 전기다리미, 무선커피포트 등에 사용하고 있다 여기서, 상기 세라믹 히터는 세라믹의 성형 상의 한계 때문에 그 크기가 200mm를 넘지 못하고 있다.

또한, 피복된 금속 전선을 발열체로 사용하는 경우에는 피복재의 내열 온도 이상으로 가열할 수가 없어 일반적으로 200℃ 이하의 온도에서 사용이 가능하다.

한편, 면상 발열체는 김서림, 성애 방지를 위해 투명유리에 열선처리된 필름을 부착하여 온도, 습도 유지 및 방지용 목적으로 사용하고 있다.

이러한 면상 발열체는 그의 사용온도에 따라서 발열체를 분류하여 보면 200℃ 이하의 저온형 발열체는 주로 PET 등의 내열 고분자 물질 위에 탄소 전극을 형성하여 제조할 수 있으며, 600℃ 이상의 고온형의 경우에는 알루미나 세라믹을 기판으로 사용하여 Mo/Mn계 금속 후막을 사용하여 제조하는 것이 일반적이다.

또한, 사용온도가 300℃에서 500℃ 부근의 중온형인 경우에는 세라믹 기판에 Ag 또는 Ag-Pd 또는 RuO₂ 계의 후막을 형성시켜 사용한다. 이러한 세라믹 히터는 귀금속이나 희유금속을 사용하기 때문에 가격이 비싸고, 세라믹 기판의 크기의 한계 때문에 큰 제품을 만들기 어려운 단점이 있다.

또한, 금속 기판 표면에 절연 피막을 형성하여 발열기판으로 사용하는 경우에는 절연 피막의 구성 성분이 PET, 에폭시 또는 테플론 계라고 하더라도 상한온도가 200℃ 부근으로 제한된다는 문제점이 있었다.

또한, 실란을 주로 한 세라믹 코팅이나 글래스 플릿을 사용하는 경우에는 금속 기판과 실란 및 세라믹 간의 접합력을 높이기 위하여 샌드블라스팅, 화학적 에칭(chemical etching), 아노다이징(anodizing) 등의 방법이 동원되고 있는 실정이나, 반복적인 승온과 냉각에 따른 열팽창계수 차이로 인한 접합 계면의 박리가 일어나는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 면상 발열체에는 통상 에칭 패턴을 발열체로 사용하고 있다. 즉, 면상 발열체는 에칭 공정에 의하여 패턴을 제조하고, 절연 패널을 상하단에 적층하여 부착하는 방식으로 제조된다.

그러나 에칭 공정의 한계로 인하여 패턴의 정밀도가 낮으며, 작은 사이즈로 충분한 저항값을 갖는 면상 발열체의 제조가 어려운 한계가 있는 문제점이 있다.

(문헌1) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0049473호(2011.05.12)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 기존에 에칭타입으로는 좁은(작은) 면적에서 높은 저항값 설계에 한계가 있었던바, 본 발명은 미리 입력된 패턴 설계를 드로잉 방식으로 구현하여 좁은 면적에서도 높은 저항값의 발열선 패턴 설계가 가능한 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 드로잉 방식의 발열선 패턴을 자동화하여 히팅필름의 생산성을 향상시키며, 요구되는 제품의 규격과 종류에 따른 히팅필름을 용이하게 제조할 수 있는 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 접착층이 형성된 베이스 필름이 배치되는 플로터 베이스 블록(plotter base block); 상기 플로터 베이스 블록에서 종방향 및 횡방향으로 이동가능하게 구비되는 하나 이상의 종횡 이동 유닛; 상기 종횡 이동 유닛을 구동시키는 구동 유닛; 상기 이동 유닛에 구비되고, 통과되는 발열선을 상기 베이스 필름 측으로 인출 안내하기 위한 하나 이상의 발열선 인출 유닛; 및 상기 베이스 필름에 형성되는 발열선 패턴을 설정하고, 설정된 패턴에 따라 상기 구동 유닛을 제어하는 제어 수단을 포함하는 히팅필름 제작 장치를 제공한다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 히팅필름 제작 장치는 상기 발열선 인출 유닛으로 발열선을 공급하기 위한 권출 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 플로터 베이스 블록은 일측에 상기 제어 수단으로부터의 신호를 입력하기 위한 입력단자 모듈이 형성되고, 내부에는 상기 종횡 이동 유닛을 구동시키기 위한 구동 유닛과 회로 모듈이 구비되고, 상기 제어 수단은 형성될 발열선 패턴이 저장되어 있거나 프로그램화할 수 있는 소프트웨어를 포함하는 하드웨어 장치와, 사용자 명령을 입력하는 입력장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 플로터 베이스 블록과 상기 제어수단은 일체로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 종횡 이동 유닛은 상기 플로터 베이스 블록의 평면에 대하여 종방향 또는 횡방향으로 이동하는 제1 이동 부재; 및 상기 제1 이동 부재에 이동가능하게 구비되고, 상기 제1 이동 부재의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동하는 제2 이동 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 제1 이동 부재는 상기 플로터 베이스 블록의 평면에 대하여 종방향으로 가로지르는 로드(rod)를 갖고 횡방향으로 이동하는 횡방향 이동 부재로 구성되며, 상기 제2 이동 부재는 상기 제1 이동 부재의 로드에 이동가능하게 구비되는 종방향 이동 부재로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 발열선 인출 유닛은 상기 제2 이동 부재에 구비되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 발열선 인출 유닛은 중앙부에 발열선이 통과하는 관통로가 형성된 장착 하우징; 중앙부에 발열선이 통과하는 관통로가 형성되고, 단부가 노즐 형태로 형성된 드로잉 노즐; 및 상기 드로잉 노즐을 상기 장착 하우징의 일단부에 고정시키는 고정 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 장착 하우징은 원형 또는 다각형의 통 형태로 이루어지고, 상기 드로잉 노즐은 하방향으로 갈수록 협소하게 테이퍼지고 단부가 라운드지게 형성되는 노즐 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 드로잉 노즐은 자기 윤활성 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 드로잉 노즐은 세라믹, 나일론플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 중 적어도 하나의 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 발열선 인출 유닛은 상기 베이스 필름과 상기 드로잉 노즐의 접촉 시 완충 작용하도록 구성되는 댐퍼링 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 댐퍼링 수단은 상기 드로잉 노즐이 상기 고정 부재 내에서 이동가능하게 구비되도록 상기 고정 부재에 형성되는 이동 관통공; 상기 드로잉 노즐에 형성되는 스프링 안착부와 상기 고정 부재에 형성되는 스프링 안착부 사이에 구비되는 탄성 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 댐퍼링 수단은 상기 드로잉 노즐이 상기 고정 부재 내에서 일정 이상 이동하는 것을 방지하도록 구성되는 스토퍼 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 스토퍼 부재는 상기 고정 부재에 형성되는 가이드 장공; 및 상기 가이드 장공을 통해 상기 드로잉 노즐에 결합되는 스토퍼를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 권출 수단은 저항값이 다른 발열선이 각각 감겨 있는 자유회전가능한 하나 이상의 풀리 형태의 부재로 구성되고, 상기 발열선 인출 유닛은 저항값이 다른 각각의 발열선이 제공되도록 복수로 구성되며, 상기 제어 수단의 입력 명령에 의해 요구되는 발열선을 인출하도록 상기 발열선 인출 유닛을 선택하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 히팅필름을 제작하는 방법에 있어서, 플로터 베이스 블록의 상면에 접착층이 형성된 베이스 필름을 배치하는 필름 배치 단계; 제어 수단을 통해 상기 베이스 필름에 형성될 패턴 형태를 명령하는 패턴형태 명령 단계; 명령받은 패턴형태에 따라 상기 플로터 베이스 블록에 종방향 및 횡방향 이동가능하게 구성되는 이동유닛에 구비된 발열선 인출 유닛으로부터 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층에 접착되면서 패터닝하는 패터닝 단계; 상기 패터닝된 발열선 위에 절연 필름을 압착시켜 상기 베이스 필름과 일체화시키는 절연필름 압착 단계; 및 상기 패터닝 단계에서 형성된 단자 부위에 리드 와이어를 연결하는 리드선 연결 단계를 포함하는 히팅필름 제작 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 패터닝 단계는 상기 발열선 인출 유닛을 통해 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층의 접착력에 의해 부착되어 자동 인출되면서도 패터닝되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 패터닝 단계는 상기 발열선이 인출되는 과정에서 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부와 상기 베이스 필름 간에 접촉 시 완충력을 제공하여 패터닝을 실행하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 베이스 필름과 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부 간에 완충 작용 시 완충 범위를 제한하기 위하여 스토퍼를 통해 발열선 인출 유닛의 이동 범위를 제한하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 발열선 인출 유닛은 복수로 구성되고, 상기 제어 수단은 복수의 발열선 인출 유닛 중 적어도 하나를 선택하여 상기 패터닝 단계를 실행하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치 및 제작 방법은, 기존에 에칭타입으로는 좁은(작은) 면적에서 높은 저항값 설계에 한계가 있었던바, 본 발명은 미리 입력된 패턴 설계를 드로잉 방식으로 구현하여 좁은 면적에서도 높은 저항값의 발열선 패턴 설계가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 드로잉 방식의 발열선 패턴을 자동화하여 히팅필름의 생산성과 작업성을 향상시키고, 발열선 패턴의 정밀도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 요구되는 제품의 규격과 종류에 따른 히팅필름을 용이하게 제조할 수 있어 적용성과 범용성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치를 구성하는 발열선 인출유닛을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치를 구성하는 발열선 인출유닛의 일부 구성을 확대 도시한 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 히팅필름의 제작 방법에 대한 플로차트이다.
도 5는 본 발명에 따른 히팅필름의 제작 방법에 대한 개략적인 설명을 위하여 시연하는 과정을 촬영한 사진이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치를 구성하는 발열선 인출유닛을 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치를 구성하는 발열선 인출유닛의 일부 구성을 확대 도시한 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치는, 접착층이 형성된 베이스 필름(101)이 배치되는 플로터 베이스 블록(plotter base block)(100); 상기 플로터 베이스 블록(100) 평면상에서 종방향 및 횡방향으로 이동가능하게 구비되는 하나 이상의 종횡 이동 유닛(200); 상기 종횡 이동 유닛을 구동시키는 구동 유닛(미도시); 상기 이동 유닛(200)에 구비되고, 통과되는 발열선을 상기 베이스 필름 측으로 인출 안내하기 위한 하나 이상의 발열선 인출 유닛(300); 및 상기 베이스 필름에 형성되는 발열선 패턴을 설정하고, 설정된 패턴에 따라 상기 구동 유닛을 제어하는 제어 수단(400)을 포함한다.

또한, 본 발명의 히팅필름 제작 장치는 상기 발열선 인출 유닛(300)으로 발열선을 원활히 공급하기 위한 권출 수단(500)을 더 포함한다.

상기 플로터 베이스 블록(100)은 일측면에 상기 제어 수단(400)으로부터의 신호를 입력하기 위한 입력단자 모듈이 형성되고, 내부에는 상기 종횡 이동 유닛(200)을 구동시키기 위한 구동 유닛과 회로 모듈이 구비되는 공간이 구비된다.

또한, 상기 플로터 베이스 블록(100)은 종횡 이동 유닛(200)을 구성하는 이동부재(도면에서는 후술할 제1(횡방향) 이동 부재(210))의 이동을 가이드하는 가이드 홈 또는 가이드 레일이 형성된다.

여기에서, 상기 플로터 베이스 블록(100)과 제어 수단(400)은 일체로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 플로터 베이스 블록과 제어수단 간의 입출력 신호를 전달하기 위한 입력단자 모듈은 생략될 수 있다.

상기 플로터 베이스 블록(100)에 배치되는 베이스 필름 및 상기 베이스 필름에 소정 패턴의 발열선이 형성된 다음, 후공정에서 그 위에 피복 압착되는 압착 필름은 폴리이미드 필름(PI 필름)이나 폴리에스터 필름(PET 필름)인 것을 이용할 수 있다.

상기 종횡 이동 유닛(200)은 플로터 베이스 블록(100)의 평면에 대하여 종방향 또는 횡방향으로 이동하는 제1 이동 부재(210); 및 상기 제1 이동 부재(210)에 이동가능하게 구비되고, 제1 이동 부재의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동하는 제2 이동 부재(220)를 포함한다.

일 예로, 상기 제1 이동 부재(210)는 플로터 베이스 블록(100)의 평면에 대하여 종방향으로 가로지르는 로드(rod)를 갖고 횡방향으로 이동하는 횡방향 이동 부재로 이루어지며, 상기 제2 이동 부재(220)는 상기 횡방향 이동 부재의 로드에 이동가능하게 구비되는 종방향 이동 부재로 이루어질 수 있다.

상기 구동 유닛은 종횡 이동 유닛(200)을 구동시킬 수 있는 방식, 즉 횡방향 이동 부재와 종방향 이동 부재가 상호 직교하는 방향으로 구동시킬 수 있는 방식(예를 들어, 기어트레인 구동, 풀리연결 구동, 연결체인 구동, 유압식 구동 등)이라면 어떠한 구동 방식을 채용할 수 있다.

상기 발열선 인출 유닛(300)은 종횡 이동 유닛(200)의 제2 이동 부재(220)(즉, 종방향 또는 횡방향 이동을 실행하는 이동 부재에서 그에 직교하는 이동을 실행하는 이동 부재)에 구비된다.

상기 발열선 인출 유닛(300)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 단면의 통 형태를 갖는 장착 하우징(310); 중앙부에 발열선이 통과하는 관통로(321)가 형성되고, 단부가 노즐 형태로 형성된 드로잉 노즐(320); 및 상기 드로잉 노즐(320)을 상기 장착 하우징(310)의 일단부에 고정시키는 고정 부재(330)를 포함한다.

상기 장착 하우징(310)은 원형 또는 다각형의 통 형태를 갖는 하우징으로 이루어질 수 있다.

상기 드로잉 노즐(320)은 하방향으로 갈수록 협소하게 테이퍼지고 단부가 라운드지게 형성된 노즐 형태로 이루어지며, 마찰계수가 낮고 접동 특성이 뛰어난 자기 윤활성 재료 또는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 드로잉 노즐(320)은 세라믹, 나일론플라스틱, 초고분자량 폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene)와 같은 엔지니어링 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.

여기에서, 상기 발열선은 열을 발생시킬 수 있는 금속선으로서, 망간선, 철크롬선, 니크롬선, 써스선, 니켈선, 백금선, 동선 등을 예로 들 수 있으며, 저항값을 달리하는 다른 발열선을 이용할 수 있다. 이때, 백금선, 동선, 니켈선을 사용할 경우에는 온도센서로도 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 발열선 인출 유닛(300)은 베이스 필름(101) 또는 플로터 베이스 블록의 상면에 굴곡이 있더라도 이에 탄성 작용하여 베이스 필름(101)에 대한 발열선의 부착을 일정하고 안정적으로 실행시키기 위한 댐퍼링 수단(340)을 더 포함한다.

상기 댐퍼링 수단(340)은 상기 드로잉 노즐(320)이 상기 고정 부재(330) 내에서 이동가능하게 구비되도록 상기 고정 부재(330)에 형성되는 이동 관통공(341)과, 상기 드로잉 노즐(320)에 형성되는 스프링 안착부와 상기 고정 부재(330)에 형성되는 스프링 안착부 사이에 구비되어 상기 드로잉 노즐(320)과 고정 부재(330) 간을 탄성 지지하는 탄성 부재(342)를 포함한다.

또한, 상기 댐퍼링 수단(340)은 상기 드로잉 노즐(320)이 고정 부재(330) 내로 일정 이상 이동하는 것을 방지하기 위한 스토퍼 부재(343, 344)를 더 포함한다.

상기 스토퍼 부재는 상기 고정 부재(330)에 형성되는 가이드 장공(343); 및 상기 가이드 장공(343)을 통해 상기 드로잉 노즐(320)에 결합되는 스토퍼(344)를 포함한다.

다음으로, 상기 제어 수단(400)은 베이스 필름(101)에 형성된 발열선 패턴이 저장되어 있거나 프로그램화할 수 있는 소프트웨어를 포함하는 하드웨어인 컴퓨터와 같은 장치로 이루어질 수 있고, 패턴 입력값을 수정하거나 변경하도록 값을 입력하는 입력장치를 포함한다.

상기 권출 수단(500)은 발열선이 감겨 있는 자유회전가능한 풀리 형태의 부재로 이루어지며, 도면에서 권출 수단(500)의 예로 풀리 형태의 부재가 하나인 경우와 발열선 인출 유닛(300)이 하나인 경우를 도시하고 있으나, 저항값이 다른 발열선이 감겨져 있는 복수의 풀리 부재로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 이에 대응하여 발열선 인출 유닛(300)도 복수로 이루어진다.

여기에서, 본 발명은 발열선 인출 유닛(300)이 복수로 이루어진 경우, 상기 제어 수단(400)의 입력 명령에 의해 요구되는 발열선을 인출하기 위하여 발열선 인출 유닛(300)을 선택하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 플로터 베이스 블록(100)에 연결된 제어수단(400)인 컴퓨터에서 접착층이 형성된 베이스 필름(101)에 형성될 패턴을 선택한다. 그런 다음, 설계 저항값에 맞는 저항선(발열선)을 선택하여 발열선 인출 유닛(300)에 연결한다. 이때 저항선(발열선)은 권출 수단(500)으로부터 쉽게 권출될 수 있도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

계속해서, 제어 수단(400)을 통해 발열선 패턴의 실행 명령을 입력하면, 구동 유닛에 의해 이동 유닛(210. 220)이 종횡으로 이동하면서 발열선 인출 유닛(300)에서 발열선이 인출되고, 인출되는 발열선은 베이스 필름(101) 상의 접착면의 접착력에 의해 부착되면서 소정 패턴을 그리며 패터닝하게 된다.

상기 발열선 인출 유닛(300)이 복수로 이루어진 경우, 한번에 복수의 패터닝 작업을 실행하게 된다.

여기에서, 상기 발열선 인출 유닛(300)의 드로잉 노즐(320)이 고정 부재(330) 내에서 유동함에 있어 상하 방향으로 유동 범위가 너무 클 경우, 드로잉 노즐(320)로부터 인출되는 발열선이 베이스 필름(101)의 접착층에 대하여 부착이 이루어지지 않거나 베이스 필름(101) 측으로 가압되어 이동 유닛의 이동이 원활하게 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있기 때문에, 상기한 스토퍼 부재(343, 344)에 의해 드로잉 노즐(320)의 상방향 이동 및 하방향 이동을 미리 설정된 허용 범위 내(즉, 가이드 장공(343)의 길이)에서 제한하게 된다.

계속해서, 상기 패터닝 단계에서 패턴 말단에는 연결 단자가 형성되도록 하고, 패터닝이 완료된 후, 패턴 형성된 발열선 상에 절연을 위한 PI필름 또는 PET필름으로 1차 가접하고, 열프레스를 이용하여 최종적으로 가압 접합시킨다.

그런 다음, 단자 부위에 리드 와이어를 용접함으로써 최종 히팅 필름이 완성된다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 히팅필름 제작 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 히팅필름의 제작 방법에 대한 플로차트이고, 도 5는 본 발명에 따른 히팅필름의 제작 방법에 대한 개략적인 설명을 위하여 시연하는 과정을 촬영한 사진이다.

본 발명에 따른 히팅필름의 제작 방법은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 플로터 베이스 블록 상면에 접착층이 형성된 베이스 필름을 배치시키는 필름 배치 단계(S100); 제어 수단을 통해 상기 베이스 필름에 형성될 패턴 형태를 명령하는 패턴형태 명령 단계(S200); 명령받은 패턴형태에 따라 상기 플로터 베이스 블록에 종방향 및 횡방향 이동가능하게 구성되는 이동유닛에 구비된 발열선 인출 유닛으로부터 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층에 접착되면서 패터닝하는 패터닝 단계(S300); 상기 패터닝된 발열선 위에 절연 필름을 압착시켜 상기 베이스 필름과 일체화시키는 절연필름 압착 단계(S400); 및 상기 패터닝 단계에서 형성된 단자 부위에 리드 와이어를 연결하는 리드선 연결 단계(S500)를 포함한다.

상기 각 단계를 실행하는 구성요소들에 대한 실시 형태에 대해서는 앞서 설명하였으므로 이에 대해서는 생략한다.

상기 패터닝 단계(S300)는 발열선 인출 유닛을 통해 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층의 접착력에 의해 부착되어 자동 인출되도록 하여 이루어진다. 여기에서, 발열선 인출 유닛으로 공급되는 발열선은 권출 수단에 감긴 발열선으로부터 권출되어 제공되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패터닝 단계(S300)는 발열선 인출 유닛을 통해 발열선이 인출되는 과정에서 발열선이 인출되는 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부와 상기 베이스 필름 간에 접촉 시 완충력을 제공하여 패터닝을 실행하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 완충력이 제공됨으로써 발열선 인출 유닛은 베이스 필름 또는 플로터 베이스 블록의 상면에 굴곡이 있더라도 이에 탄성 작용하여 베이스 필름에 대한 발열선의 부착을 일정하고 안정적으로 실행시키게 된다.

여기에서, 상기 베이스 필름과 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부 간에 완충 작용 시 완충 범위를 제한하기 위하여 스토퍼를 통해 발열선 인출 유닛의 이동 범위를 제한하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 발열선 인출 유닛은 복수로 구성되고, 상기 제어 수단은 복수의 발열선 인출 유닛 중 적어도 하나를 선택하여 상기 패터닝 단계를 실행하도록 이루어진다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 히팅필름 제작 장치 및 제작 방법은, 기존에 에칭타입으로는 좁은(작은) 면적에서 높은 저항값 설계에 한계가 있었던바, 본 발명은 미리 입력된 패턴 설계를 드로잉 방식으로 구현하여 좁은 면적에서도 높은 저항값의 발열선 패턴 설계가 가능하고, 드로잉 방식의 발열선 패턴을 자동화하여 히팅필름의 생산성과 작업성을 향상시키며, 발열선 패턴의 정밀도를 확보할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 요구되는 제품의 규격과 종류에 따른 히팅필름을 용이하게 제조할 수 있어 적용성과 범용성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 플로터 베이스 블록
101: 베이스 필름
200: 종횡 이동 유닛
210: 제1 이동부재(횡방향 이동 부재)
220: 제2 이동부재(종방향 이동 부재)
300: 발열선 인출 유닛
310: 장착 하우징
320: 드로잉 노즐
321: 관통로
330: 고정 부재
340: 댐퍼링 수단
341: 이동 관통공
342: 탄성 부재
343: 가이드 장공
344: 스토퍼
400: 제어 수단
500: 권출 수단
S100: 필름 배치 단계
S200: 패턴 명령 단계
S300: 패터닝 단계
S400: 절연필름 압착 단계
S500: 리드선 연결 단계

Claims (21)

1. 접착층이 형성된 베이스 필름이 배치되는 플로터 베이스 블록(plotter base block);
   상기 플로터 베이스 블록에서 종방향 및 횡방향으로 이동가능하게 구비되는 하나 이상의 종횡 이동 유닛;
   상기 종횡 이동 유닛을 구동시키는 구동 유닛;
   상기 이동 유닛에 구비되고, 통과되는 발열선을 상기 베이스 필름 측으로 인출 안내하기 위한 하나 이상의 발열선 인출 유닛; 및
   상기 베이스 필름에 형성되는 발열선 패턴을 설정하고, 설정된 패턴에 따라 상기 구동 유닛을 제어하는 제어 수단
   을 포함하는 히팅필름 제작 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 히팅필름 제작 장치는
   상기 발열선 인출 유닛으로 발열선을 공급하기 위한 권출 수단을 더 포함하는
   히팅필름 제작 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 플로터 베이스 블록은 일측에 상기 제어 수단으로부터의 신호를 입력하기 위한 입력단자 모듈이 형성되고, 내부에는 상기 종횡 이동 유닛을 구동시키기 위한 구동 유닛과 회로 모듈이 구비되고,
   상기 제어 수단은 형성될 발열선 패턴이 저장되어 있거나 프로그램화할 수 있는 소프트웨어를 포함하는 하드웨어 장치와, 사용자 명령을 입력하는 입력장치를 포함하는
   히팅필름 제작 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 플로터 베이스 블록과 상기 제어수단은 일체로 구성되는
   히팅필름 제작 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 종횡 이동 유닛은
   상기 플로터 베이스 블록의 평면에 대하여 종방향 또는 횡방향으로 이동하는 제1 이동 부재; 및
   상기 제1 이동 부재에 이동가능하게 구비되고, 상기 제1 이동 부재의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동하는 제2 이동 부재를 포함하는
   히팅필름 제작 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 이동 부재는 상기 플로터 베이스 블록의 평면에 대하여 종방향으로 가로지르는 로드(rod)를 갖고 횡방향으로 이동하는 횡방향 이동 부재로 구성되며,
   상기 제2 이동 부재는 상기 제1 이동 부재의 로드에 이동가능하게 구비되는 종방향 이동 부재로 구성되는
   히팅필름 제작 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 발열선 인출 유닛은 상기 제2 이동 부재에 구비되도록 구성되는
   히팅필름 제작 장치.
   
8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
   상기 발열선 인출 유닛은
   중앙부에 발열선이 통과하는 관통로가 형성된 장착 하우징;
   중앙부에 발열선이 통과하는 관통로가 형성되고, 단부가 노즐 형태로 형성된 드로잉 노즐; 및
   상기 드로잉 노즐을 상기 장착 하우징의 일단부에 고정시키는 고정 부재를 포함하는
   히팅필름 제작 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 장착 하우징은 원형 또는 다각형의 통 형태로 이루어지고,
   상기 드로잉 노즐은 하방향으로 갈수록 협소하게 테이퍼지고 단부가 라운드지게 형성되는 노즐 형태로 이루어지는
   히팅필름 제작 장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 드로잉 노즐은 자기 윤활성 재질로 이루어지는
    히팅필름 제작 장치.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 드로잉 노즐은 세라믹, 나일론플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는
    히팅필름 제작 장치.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 발열선 인출 유닛은
    상기 베이스 필름과 상기 드로잉 노즐의 접촉 시 완충 작용하도록 구성되는 댐퍼링 수단을 더 포함하는
    히팅필름 제작 장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 댐퍼링 수단은
    상기 드로잉 노즐이 상기 고정 부재 내에서 이동가능하게 구비되도록 상기 고정 부재에 형성되는 이동 관통공; 및
    상기 드로잉 노즐에 형성되는 스프링 안착부와 상기 고정 부재에 형성되는 스프링 안착부 사이에 구비되는 탄성 부재를 포함하는
    히팅필름 제작 장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 댐퍼링 수단은
    상기 드로잉 노즐이 상기 고정 부재 내에서 일정 이상 이동하는 것을 방지하도록 구성되는 스토퍼 부재를 더 포함하는
    히팅필름 제작 장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 스토퍼 부재는
    상기 고정 부재에 형성되는 가이드 장공; 및
    상기 가이드 장공을 통해 상기 드로잉 노즐에 결합되는 스토퍼를 포함하는
    히팅필름 제작 장치.
    
16. 제2항에 있어서,
    상기 권출 수단은 저항값이 다른 발열선이 각각 감겨져 있는 자유회전가능한 하나 이상의 풀리 형태의 부재로 구성되고,
    상기 발열선 인출 유닛은 저항값이 다른 각각의 발열선이 제공되도록 복수로 구성되며,
    상기 제어 수단의 입력 명령에 의해 요구되는 발열선을 인출하도록 상기 발열선 인출 유닛을 선택하도록 구성되는
    히팅필름 제작 장치.
    
17. 히팅필름을 제작하는 방법에 있어서,
    플로터 베이스 블록의 상면에 접착층이 형성된 베이스 필름을 배치시키는 필름 배치 단계;
    제어 수단을 통해 상기 베이스 필름에 형성될 패턴 형태를 명령하는 패턴형태 명령 단계;
    명령된 패턴형태에 따라 상기 플로터 베이스 블록에 종방향 및 횡방향 이동가능하게 구성되는 이동유닛에 구비된 발열선 인출 유닛으로부터 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층에 접착되면서 패터닝하는 패터닝 단계;
    상기 패터닝된 발열선 위에 절연 필름을 압착시켜 상기 베이스 필름과 일체화시키는 절연필름 압착 단계; 및
    상기 패터닝 단계에서 형성된 단자 부위에 리드 와이어를 연결하는 리드선 연결 단계
    를 포함하는 히팅필름 제작 방법.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 패터닝 단계는
    상기 발열선 인출 유닛을 통해 인출되는 발열선이 베이스 필름의 접착층의 접착력에 의해 부착되어 자동 인출되면서도 패터닝되는
    히팅필름 제작 방법.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 패터닝 단계는
    상기 발열선이 인출되는 과정에서 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부와 상기 베이스 필름 간에 접촉 시 완충력을 제공하여 패터닝을 실행하는 것을 포함하는
    히팅필름 제작 방법.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 베이스 필름과 상기 발열선 인출 유닛의 접촉부 간에 완충 작용 시 완충 범위를 제한하기 위하여 스토퍼를 통해 발열선 인출 유닛의 이동 범위를 제한하도록 하는
    히팅필름 제작 방법.
    
21. 제17항에 있어서,
    상기 발열선 인출 유닛은 복수로 구성되고,
    상기 제어 수단은 복수의 발열선 인출 유닛 중 적어도 하나를 선택하여 상기 패터닝 단계를 실행하도록 이루어지는
    히팅필름 제작 방법.

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