KR101970827B1 - 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

개시되는 무분진 클린 케이블 자켓은, 폴리 우레탄계 필름이 중첩되어 형성되며, 서로 접하여 융착된 융착부와 상기 융착부 사이에 융착되지 않은 중공 형상의 튜브부를 포함하는 외피; 폴리 우레탄계 필름으로서, 상기 튜브부의 마주하는 내면에 융착되어 배치되는 내피; 및 상기 내피의 마주하는 일면과 타면에 형성된 테프론층을 포함한다.

Description

무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법{Particle-Free Clean Cable Jacket and Manufacturing Method There of}

본 발명(Disclosure)은, 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 외피 표면에서 분진 발생을 최소화하며, 전선 외피와 마찰하는 튜브부의 내부를 전기, 화학, 기계적 안정성을 반 영구적으로 유지될 수 있으며, 외피의 융착 공정이 용이하며, 외피의 가열 압착 공정에서 폴리이미드 필름을 이형지로 재활용할 수 있는 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

크린룸용 케이블 자켓은, 각종 생산 장비 로봇 작동 제어를 위한 전선의 묶음으로서, 다수의 관절구조로 이루어지는 케이블 베어(Cable Bear)대신 장비 내부에 및 이용된다.

일반적으로 크린룸에서 사용되는 모든 기자재는, 전기, 화학적으로 안정적인 재료를 이용한다. 특히 분진 발생을 최소화해야 크린룸의 설계상 청정도를 유지할 수 있으며, 생산 제품의 불량 발생을 방지할 수 있다.

테프론(Polytetrafluoroethylene)은 전기적 안정성 및 화학적 안정성이 매우 우수하다. 전기 절연 특성이 우수하며, 대부분의 화학 물질과 반응하지 않는다. 또한, 기본적인 발수성을 가지므로, 크린룸 내에서 수행되는 전기 화학적 공정에 사용되는 지그(jig)류에 이미 많이 사용되고 있다.

테프론은, 낮은 마찰계수를 가지므로 내마모 성능이 뛰어나다. 그러나 경도가 낮아서 금속류 또는 경도가 높은 강체와 마찰과정에서, 쉽게 마모되거나 긁힘 현상이 발생한다.

종래의 장비 내부에 배치되는 케이블 자켓의 외피 표면에는, 테프론을 재료로 이용한 코팅층을 형성하였다. 이 경우에, 케이블 베어의 관절 작용 과정에서, 마찰 및 마모 작용으로 인한 분진 또는 파티클(particle)이 발생할 수 있다. 케이블 베어는 각종 생산 장비의 로봇 구조에 장착되기 때문에, 이동과 정비가 용이하지 않다.

장비 내부에 배치되는 케이블 자켓에서 분진 또는 파티클이 발생하면, 우선 이러한 상황 발생을 인지하는 것이 용이하지 않다. 뿐만 아니라, 발생한 분진 및 파티클을 제거하기 위해서는, 생산 공정을 중단하고 장비를 분해해야 하는 문제점이 있다.

한편, 폴리 우레탄계 수지는, 테프론에 비교하여 분진 발생 가능성이 낮고, 재질이 유연하고 탄성이 우수하여, 플랙시블 전선의 외피로 사용할 수 있다. 그러나 용융점이 낮고, 다수의 층을 가열 압착할 때, 별도의 이형지가 필요한 문제점이 있다.

1. 한국등록특허공보 10-0727362

본 발명은, 외피 표면에서 분진 발생을 최소화할 수 있는 무분진 클린 케이블 자켓의 제공을 일 목적으로 한다.

본 발명은, 전선 외피와 마찰하는 튜브부의 내부에, 전기, 화학, 기계적 안정성을 반 영구적으로 유지되는, 무분진 클린 케이블 자켓의 제공을 일 목적으로 한다.

본 발명은, 외피의 융착 공정이 용이한 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법의 제공을 일 목적으로 한다.

본 발명은, 폴리이미드 필름을 외피의 가열 압착 공정의 이형지로 재활용할 수 있는 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법은, 폴리 우레탄계 필름인 내피를 준비하는 제1단계; 상기 내피의 일면에 테프론층을 코팅하는 제2단계; 상기 내피를 특정한 넓이로 절단(slitting)하는 제3단계; 상기 내피의 넓이보다 넓은 또 다른 폴리우레탄계 필름인 외피의 일면과 상기 내피의 타면을 마주하도록 배치하고 상기 외피의 타면에 폴리이미드 필름을 배치하는 제4단계; 상기 내피와 상기 외피 및 상기 폴리이미드 필름을 가열 압착하여, 상기 내피의 타면과 상기 외피의 일면이 열융착된 피복부재를 형성하는 제5단계; 두 개의 상기 피복부재를 상기 테프론층이 서로 중첩되어 마주하도록 배치하는 제6단계; 및 상기 두 개의 피복부재를 가열 압착하여, 마주하여 접하는 상기 외피가 서로 열융착하는 제7단계; 및 상기 제7단계 수행 후, 상기 폴리이미드 필름을 상기 외피로부터 박리하는 제8단계;를 포함하고, 상기 폴리 우레탄계 필름을 구성하는 재료의 용융온도는 상기 테프론층 및 상기 폴리이미드 필름을 각각 구성하는 재료의 용융온도보다 낮다.

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본 발명에 따르면, 폴리 우레탄계 필름을 이용하여 외피를 형성함으로써, 외피 표면에서 분진 발생을 최소화 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전선 외피와 마찰하는 튜브부의 내면에 테프론 층을 형성함으로써, 전기, 화학, 기계적 안정성이 반 영구적으로 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 외피의 가열 압착 공정에서 폴리이미드 필름을 이용함으로써, 외피의 융착 공정 수행이 용이하다.

본 발명에 따르면, 외피의 용융 온도보다 높은 소성 온도를 갖는 폴리이미드 필름을 방열 이형지로 사용함으로써, 폴리이미드 필름은 재활용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓의 일 실시형태를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 A영역을 확대한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법의 일 실시형태를 보인 도면.
도 4는 도 3의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓이 적용된 케이블 시스템의 분진 발생 측정 결과를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 및 그 제조 방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓의 일 실시형태를 보인 사시도이며, 도 2는 도 1의 A영역을 확대한 정면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 무분진 클린 케이블 자켓(1)은, 외피(10)와 내피(20) 및 테프론층(30)을 포함한다.

외피(10)는, 폴리 우레탄계 필름이 중첩되어 형성되며, 융착부(2)와 튜브부(3)를 포함한다, 융착부(2)는 중첩된 폴리 우레탄계 필름이 서로 접하여 융착되어 형성된다. 튜브부(3)는, 융착부(2) 사이에서 폴리 우레탄계 필름이 서로 융착되지 않고 중공 형상의 튜브 구조로 형성된다.

내피(20)는, 폴리 우레탄계 필름으로서, 튜브부(3)의 마주하는 내면에 융착되어 배치된다.

테프론층(30)은, 내피(20)의 마주하는 일면과 타면에 형성된다.

따라서, 도 1 내지 도 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓은, 폴리 우레탄계 재료의 필름을 이용하여 외부에 노출되는 외피(10)를 형성한다. 또한, 그 내부에 전선(c)이 배치되는 튜브부(3)의 내면은, 테프론(Polytetrafluoroethylene) 재질을 이용한 테프론층(30)이 형성된다.

테프론은, 내열성, 내약품성, 절연성 비점착, 및 저마찰계수 등의 특성이 우수하다. 전기적 절연 특성이 우수하고, 대부분의 화학제품과 반응하지 않아 안정적이다. 또한, 마찰계수가 작아서 저 마모성이 요구되는 외피(10) 재료에 이용된다.

테프론의 저 마모 특성은, 마찰계수가 낮아서 나타나는 특징이다. 반면에, 테프론의 경도는 낮기 때문에, 경도 높은 강체와의 마찰에서는 마모나 긁힘 현상이 나타날 수 있다.

특히, 클린 케이블은, 유동하는 구조물로서 장비 내부에 배치되되므로, 반복 운동을 함으로써 자체적인 케이블 자켓의 외피(10) 표면과 마찰하는 상황이 발생한다. 따라서 케이블 자켓의 외피(10)가 테프론 재료를 이용한 테프론층으로 마감 처리되면, 테프론의 마모 또는 긁힘 현상으로 인한 분진이나 파티클 발생 문제가 있다.

본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓은, 폴리 우레탄계 필름을 이용하여 외피(10)를 형성함으로써, 외피(10) 표면에서 분진 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 전선(c)외피(10)와 마찰하는 튜브부(3)의 내면에는 테프론층을 형성함으로써, 전기적, 화학적, 기계적 안정성이 반 영구적으로 유지될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 무분진 클린 케이블 자켓은, 복수의 튜브부(3)를 구비할 수 있다. 융착부(2)와 튜브부(3)는, 그 길이 방향으로 서로 교차되지 않도록, 병렬 배치됨으로써, 수용되는 전선(c)의 수량을 확장할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 무분진 클린 케이블 자켓에서, 폴리 우레탄계 필름은, 바람직하게는 열가소성 폴리 우레탄 필름(Thermoplastic Poly Urethane Film, TPU)이다.

또한 본 실시예에 따른 무분진 클린 케이블 자켓에서, 테프론층(30)은, 바람직하게는 확장 테프론 필름(Expanded Polytetrafluoroethylene Film, ePTFE film)이다.

또한 본 실시예에 따른 무분진 클린 케이블 자켓에서, 테프론층(30)을 구성하는 재료의 용융 온도는, 바람직하게는 내피 및 외피를 구성하는 재료의 용융온도보다 높다.

테프론층(30)의 용융 온도보다 낮은 용융온도의 재료를 이용하여 내피(20) 및 외피(10)를 구성함으로써, 튜브부(3)의 형상을 유지하면서 열소성 공정을 이용하여 외피(10)의 형상 변형이 용이한 장점이 있다.

본 실시형태에 따른 외피(10)는 바람직하게 0.5mm이며, 내피(20)의 두께는 바람직하게 0.2mm이다. 또한, 테프론층(30)의 두께는 바람직하게 0.1mm이며, 내피(20)의 넓이(w)는 바람직하게 200mm이다.

도 3은 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법의 일 실시형태를 보인 도면이며, 도 4는 도 3의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 무분진 플랙 케이블 제조 방법은, 우선, 폴리 우레탄계 필름인 내피(20)를 준비하는 제1단계(S01)에서 시작한다.

다음으로 제2단계(S02)에서, 내피(20)의 일면에 테프론층(30)을 코팅한다. 바람직하게는 가열 압착 공정으로 내피(20)의 표면에 테프론층(30)을 형성한다.

다음으로 제3단계(S03)에서, 내피(20)를 특정한 넓이로 절단(slitting)한다.

다음으로 제4단계(S04)에서, 내피(20)의 넓이보다 넓은 또 다른 폴리우레탄계 필름인 외피(10)의 일면과 내피(20)의 타면을 마주하도록 배치하고, 외피(10)의 타면에 폴리이미드 필름(40)을 배치한다.

다음으로 제5단계(S05)에서, 내피(20)와 외피(10) 및 폴리이미드 필름(40)을 가열 압착하여, 내피(20)의 타면과 외피(10)의 일면을 열융착하여, 피복부재를 형성한다.

다음으로 제6단계(S06)에서, 두 개의 피복부재를 테프론층(30)이 서로 중첩되어 마주하도록 배치한다.

다음으로 제7단계(S07)에서, 두 개의 피복부재를 가열 압착하여, 마주하여 접하는 외피(10)를 서로 열융착한다.

다음으로 제8단계(S08)에서, 제7단계 수행 후, 폴리이미드 필름(40)을 외피(10)로부터 박리한다.

또한, 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법에서, 폴리 우레탄계 필름을 구성하는 재료의 용융온도는, 바람직하게는 테프론층(30) 및 폴리이미드 필름(40)을 각각 구성하는 재료의 용융온도보다 낮다.

본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법에서, 폴리이미드 필름(40)은 이형지 기능을 수행한다. 소성온도 및 용융온도가 폴리이미드 필름(40)보다 낮은 폴리 우레탄 필름을 가열할 때, 가열 압착 수단에 폴리 우레탄필름이 융착될 수 있다. 가열 압착 수단과 폴리 우레탄 필름 사이에, 폴리이미드 필름(40)을 배치함으로써, 이러한 문제를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법에서, 폴리이미드 필름(40)의 소성온도는 바람직하게는 내피(20) 또는 외피(10)의를 구성하는 재료의 용융 온도 보다. 제5단계 및 제7단계의 가열 압착공정에서 폴리이미드 필름(40)의 변형을 최소화함으로써, 폴리이미드 필름(40)은 재사용할 수 있다.

다음으로, 본 발명자는 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓의 분진 성능을 확인하기 위해, 본 발명에 따른 무분진 클린 케이블 자켓이 적용된 케이블 시스템(MEGAFLEX KKAHAV CABLE SYSTEM)에 대한 파티클 발생 측정(Emission Measurements)를 독일의 인증기관이 Fraunhofer IPA를 통해 수행하였으며, 도 5를 참조하면, 공기 클린 등급(Air Cleanlines Class)이 1등급임을 확인할 수 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 폴리 우레탄계 필름인 내피를 준비하는 제1단계;
   상기 내피의 일면에 테프론층을 코팅하는 제2단계;
   상기 내피를 특정한 넓이로 절단(slitting)하는 제3단계;
   상기 내피의 넓이보다 넓은 또 다른 폴리우레탄계 필름인 외피의 일면과 상기 내피의 타면을 마주하도록 배치하고 상기 외피의 타면에 폴리이미드 필름을 배치하는 제4단계;
   상기 내피와 상기 외피 및 상기 폴리이미드 필름을 가열 압착하여, 상기 내피의 타면과 상기 외피의 일면이 열융착된 피복부재를 형성하는 제5단계;
   두 개의 상기 피복부재를 중첩하여 배치하되, 상기 테프론층이 서로 중첩되어 마주하도록 배치하는 제6단계; 및
   상기 제6단계에서 제공하는 상기 두 개의 피복부재를 가열 압착하여, 마주하여 접하는 상기 외피가 서로 열융착하는 제7단계; 및
   상기 제7단계 수행 후, 상기 폴리이미드 필름을 상기 외피로부터 박리하는 제8단계;를 포함하고,
   상기 폴리 우레탄계 필름을 구성하는 재료의 용융온도는 상기 테프론층 및 상기 폴리이미드 필름을 각각 구성하는 재료의 용융온도보다 낮은, 무분진 클린 케이블 자켓 제조 방법.
   
   
7. 삭제

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