KR102057683B1 - Carbon-based wire manufacturing method and manufacturing apparatus using the same - Google Patents

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KR102057683B1 KR1020190040193A KR20190040193A KR102057683B1 KR 102057683 B1 KR102057683 B1 KR 102057683B1 KR 1020190040193 A KR1020190040193 A KR 1020190040193A KR 20190040193 A KR20190040193 A KR 20190040193A KR 102057683 B1 KR102057683 B1 KR 102057683B1
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Abstract

The present invention relates to a carbon-based wire manufacturing method which comprises the steps of: preparing a wire material including a carbon material and a resin; entering the wire material into an extrusion path of an extruder; entering a center line having hardness greater than hardness of the resin into the extrusion path to extrude the center line in a shape in which the wire material surrounds the center line by the extruder; and curing the extruded resin to form the cured resin as a conductor of a structure of surrounding the center line. According to the present invention, regular hardness is added to the wire based on the carbon material so as to overcome disadvantages occurring when replacing existing copper or the wire of an aluminum conductor and replace the copper or aluminum conductor with the carbon material, thereby reducing a manufacturing cost.

Description

탄소기반 와이어 제조방법 및 이를 이용한 제조장치{Carbon-based wire manufacturing method and manufacturing apparatus using the same}Carbon-based wire manufacturing method and manufacturing apparatus using the same

본 발명은 탄소기반 와이어 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도전체가 탄소물질로 구성된 와이어에 일정 강성을 제공할 수 있는 제조방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon-based wire manufacturing method and manufacturing apparatus, and more particularly, to a manufacturing method and apparatus that the conductor can provide a certain rigidity to the wire composed of a carbon material.

케이블(Cable)이란 주로 구리나 알루미늄과 같은 전기양도체 상에 절연물을 피복한 절연전선의 일종을 이르며, 구조상 케이블과 전선으로 구별된다. 케이블은 구조상 단심과 다심도체로 구성되어 절연피복을 가진 것을 말하며, 전선은 절연피복의 유무와 무관하게 구조상 단심만 고려된 것 또는 다심의 경우 집합상에 절연외피가 없는 것을 말한다.A cable is a kind of insulated wire mainly coated with an insulator on an electric conductor such as copper or aluminum, and is classified into a cable and an electric wire in structure. Cable is composed of single core and multi-conductor structurally and has insulation coating, and wires are considered only structurally single core regardless of the presence or absence of insulation coating, or in the case of multi-core, there is no insulation shell in the assembly.

현재에 이르기까지 인체에 무해하며 기능이 뛰어난 제품들이 수없이 출시가 되었음도 불구하고, 케이블의 원가절감은 케이블을 제조함에 있어 매우 중요한 부분을 차지한다. 구리나 알루미늄을 이용한 케이블들은 원가절감이라는 목적 달성에 있어 한계를 드러내고 있어 새로운 기술이 도입된 케이블이 필요하다.To date, the cost savings of cables are an important part of cable manufacturing, despite the fact that many products that are harmless to humans and have excellent functions have been released. Cables using copper or aluminum are showing limitations in achieving their cost-saving goals, and new cables are needed.

이에, 탄소나노튜브나 탄소섬유 등을 이용한 케이블의 제조방법들이 제안되고 있으나, 도전체를 탄소물질로 대체할 경우에 케이블에 필요한 강성을 유지하기 어려운 문제를 안고 있다.Thus, methods for producing cables using carbon nanotubes, carbon fibers, and the like have been proposed. However, when a conductor is replaced with a carbon material, it is difficult to maintain rigidity required for the cable.

『대한민국등록특허공보 제10-1825349호, 발명의 명칭: 이중 압출성형에 의해 제조되는 그라파이트 케이블의 제조방법, (공고일: 2018년02월07일, 특허권자: 주식회사 에스에이치테크)』`` Korean Registered Patent Publication No. 10-1825349, Name of the Invention: Manufacturing Method of Graphite Cable Produced by Double Extrusion, (Notice: February 07, 2018, Patent Holder: H Tech)

본 발명은 탄소물질을 도전체로 이용하는 와이어에 필요한 강성을 제공할 수 있는 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a manufacturing method and apparatus capable of providing the necessary rigidity for a wire using a carbon material as a conductor.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 탄소물질과 수지를 포함하는 와이어 재료를 준비하는 단계; 상기 와이어 재료를 압출기의 압출 경로로 진입시키는 단계; 상기 수지의 강성보다 높은 강성의 중심선을 상기 압출 경로로 진입시켜, 상기 압출기에서 상기 와이어 재료가 상기 중심선을 감싸는 형태로 압출시키는 단계; 및 상기 압출된 수지를 경화시켜, 상기 중심선을 감싸는 구조의 도전체로 형성시키는 단계를 포함하는 탄소기반 와이어 제조방법을 제공한다.In order to achieve this object, the present invention comprises the steps of preparing a wire material comprising a carbon material and a resin; Entering the wire material into an extrusion path of an extruder; Entering a centerline of rigidity higher than the rigidity of the resin into the extrusion path, and extruding the wire material in the form of wrapping the centerline in the extruder; And hardening the extruded resin to form a conductor having a structure surrounding the center line.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 탄소물질과 수지를 포함하는 와이어 재료를 압출 경로로 진입시켜 압출하되, 상기 수지의 강성보다 높은 강성의 중심선을 상기 압출 경로로 진입시켜, 상기 와이어 재료가 상기 중심선을 감싸는 형태로 압출시키는 압출기; 및 상기 압출된 와이어 재료를 경화시켜 상기 와이어 재료가 상기 중심선을 감싸는 구조의 도전체로 형성시키는 냉각기를 포함하는 탄소기반 와이어 제조장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention, the wire material comprising a carbon material and a resin is extruded by entering the extrusion path, a rigid centerline higher than the rigidity of the resin is entered into the extrusion path, the wire material An extruder extruded to surround the center line; And a cooler configured to harden the extruded wire material to form a conductor having a structure surrounding the center line.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 상술한 방법과 장치를 통해 탄소물질과 수지가 혼합되어 형성되며, 길이방향으로 연장되는 도전성을 가지는 도전체; 및 상기 도전체 내로 삽입된 상태로 상기 길이방향을 따라 연장되고, 상기 수지보다 강성이 큰 중심선을 포함하는 탄소기반 와이어를 제공할 수 있다.According to another aspect of the invention, the present invention, the carbon material and the resin is formed through the above-described method and apparatus are mixed, the conductor having a conductivity extending in the longitudinal direction; And a center line extending in the longitudinal direction while being inserted into the conductor, and including a centerline having a rigidity greater than that of the resin.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

첫째, 탄소물질을 기반으로 하는 와이어에 일정 강성이 부가됨으로써, 기존 구리나 알루미늄 도전체의 와이어를 대체할 때 발생하는 단점을 극복할 수 있다.First, by adding a certain stiffness to the wire based on the carbon material, it is possible to overcome the disadvantage that occurs when replacing the wire of the existing copper or aluminum conductor.

둘째, 구리나 알루미늄 도전체를 탄소물질로 대체할 수 있어 와이어의 제조 원가를 절감할 수 있다.Second, copper or aluminum conductors can be replaced with carbon materials, thereby reducing the manufacturing cost of wires.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소기반 와이어 제조장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 압출기의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압출 경로가 진입 경로를 감싸는 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 다른 압출 경로가 나선형으로 진입 경로를 감싸는 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 제조장치를 통해 제조된 와이어의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 제조장치를 이용한 탄소기반 와이어 제조방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a view showing the overall configuration of the carbon-based wire manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the extruder of FIG. 1.
3 is a view illustrating a structure in which an extrusion path surrounds the entry path according to another embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a structure in which another extrusion path spirally surrounds the entry path according to another embodiment of the present invention.
5 is a view showing a cross-sectional configuration of a wire manufactured by the manufacturing apparatus of FIG.
6 is a flowchart illustrating a carbon-based wire manufacturing method using the manufacturing apparatus of FIG. 1.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소기반 와이어 제조장치의 전체 구성이 개략적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 압출기의 세부 구성이 도시되어 있으며, 도 3 및 도 4에는 각각 노즐의 압출 경로와 노즐 헤드의 진입 경로의 다양한 연결 구조가 도시되어 있다.Figure 1 schematically shows the overall configuration of the carbon-based wire manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a detailed configuration of the extruder of Figure 1, Figures 3 and 4 of the nozzle, respectively Various connection structures of the extrusion path and the entry path of the nozzle head are shown.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제조장치(CWE)는 압출기(100), 냉각기(200) 및 피복기(300)를 포함한다.1 and 2, the manufacturing apparatus CWE includes an extruder 100, a cooler 200, and a coater 300.

압출기는 도전 효과를 나타내는 탄소물질을 수지에 혼합시켜 압출하는 것으로, 상기 탄소물질이 도전체로서의 역할을 하게 함으로써 연속적으로 압출되는 수지가 도전성을 가진 와이어로 성형되게 한다. 이러한 압출기는 하우징(110), 호퍼(120), 스크류(130), 모터(140), 히터(150), 노즐(160) 및 노즐 헤드(170)를 포함한다.An extruder mixes and extrudes a carbon material exhibiting a conductive effect into a resin, thereby allowing the resin to be continuously extruded into a conductive wire by allowing the carbon material to serve as a conductor. Such an extruder includes a housing 110, a hopper 120, a screw 130, a motor 140, a heater 150, a nozzle 160, and a nozzle head 170.

하우징(110)은 상기 수지를 용융화시키는 가열로의 역할을 함은 물론, 내부에 설치된 스크류(130)의 회전에 의해 수지가 노즐(160)을 통해 압출될 때, 그 압출되는 경로를 제공한다.The housing 110 not only serves as a heating furnace for melting the resin, but also provides a path to be extruded when the resin is extruded through the nozzle 160 by the rotation of the screw 130 installed therein.

호퍼(120)는 하우징(110)의 일측에 설치되어 탄소물질과 수지가 유입되는 경로를 제공한다. 이때, 유입되는 탄소물질과 수지는 페이스트(paste) 상태로 혼합되어 호퍼(120)에 유입되거나, 그래뉼(granule), 펠렛(pellet) 또는 파우더(powder) 형태로 호퍼(120)에 각각 유입되어 상기 압출 경로(EP) 상에서 혼합될 수 있다.The hopper 120 is installed at one side of the housing 110 to provide a path through which carbon material and resin flow. In this case, the incoming carbon material and resin are mixed in a paste state and introduced into the hopper 120, or introduced into the hopper 120 in the form of granules, pellets, or powders, respectively. It can be mixed on the extrusion path (EP).

스크류(130)는 하우징(110) 내 압출 경로(EP)를 따라 연장 형성되어 회전에 의해, 상기 탄소물질이 혼합된 수지를 가압하여 노즐(160)로 연속적으로 밀어 낸다. 이때의 가압력은 수지를 이동시키는 하중을 제공함은 물론, 수지를 가소화 시키는 압력을 제공한다. 이때, 본 실시예에서는 이축의 트윈 스크류를 이용하여 상술한 기능을 수행하게 한다. 트윈 스크류는 싱글 스크류(130)에 비해 전단력 및 혼합 정도를 정밀하게 조절할 수 있어 탁월한 혼합 능력을 나타내며, 처리량 및 스크류 속도 독립성으로 높은 수준의 공정 유연성과 잔류시간 분포가 좁고, 전단 속도 및 변형률이 낮으며 대류 열전달이 높고 온도 프로파일을 정확하게 제어할 수 있는 프로세스 매개 변수를 보다 잘 제어할 수 있는 장점을 가지고 있다.The screw 130 is extended along the extrusion path EP in the housing 110 and is rotated to press the resin mixed with the carbon material and continuously push the resin 160 to the nozzle 160. The pressing force at this time not only provides a load for moving the resin, but also provides a pressure for plasticizing the resin. At this time, in the present embodiment to perform the above-described function by using a twin screw of the biaxial. The twin screw can control the shearing force and the degree of mixing more precisely than the single screw 130, and shows excellent mixing ability.The throughput and screw speed independence provide high level of process flexibility and narrow distribution of residence time, and low shear rate and strain. It has the advantage of high convective heat transfer and better control of process parameters that can accurately control the temperature profile.

모터(140)는 스크류(130)에 연결되어 상기 스크류(130)에 회전 구동력을 제공함은 물론, 스크류(130)의 속도 변화를 모터(140)의 회전 속도를 통해 제어한다. The motor 140 is connected to the screw 130 to provide a rotational driving force to the screw 130, as well as to control the speed change of the screw 130 through the rotational speed of the motor 140.

히터(150)는 하우징(110)의 압출 경로(EP)를 따라 구비되어 압출 경로(EP) 내 상기 수지를 가소화시키는 적정 온도를 제공한다. The heater 150 is provided along the extrusion path EP of the housing 110 to provide an appropriate temperature for plasticizing the resin in the extrusion path EP.

여기서, 하우징(110) 내 형성되는 압출 경로(EP)의 영역을 살펴보면, 재료를 호퍼(120)로부터 받아 스크류(130)에 이송시키는 convey 구간, 재료를 혼합하여 가소화시키는 mixing 구간 및 혼합된 재료를 일정 온도와 압력으로 용융시키는 melting 구간으로 구성된다.Here, looking at the region of the extrusion path (EP) formed in the housing 110, the conveying section for receiving the material from the hopper 120 to convey to the screw 130, the mixing section for mixing and plasticizing the material and the mixed material It consists of a melting section that melts at a certain temperature and pressure.

노즐(160)은 하우징(110)의 전단에 구비되어 하우징(110) 내 압출 경로(EP)를 따라 혼합되어 가소화된 탄소물질이 첨가된 수지를 압출시킨다. The nozzle 160 is provided at the front end of the housing 110 and mixed along the extrusion path EP in the housing 110 to extrude the resin to which the plasticized carbon material is added.

노즐 헤드(170)는 상기 노즐(160)에 결합되어 수지의 압출 경로(EP)에, 중심선(CL)이 진입될 수 있는 진입 경로(ER)를 제공하기 위한 것으로, 진입부(171) 및 굴절부(172)를 포함한다. 진입부(171)는 압출 경로(EP)를 가로지르는 방향으로 중심선(CL)의 압출 경로(EP)로 진입시키되, 압출 경로(EP)의 진행 방향을 기준으로 수평 방향 중심에 진입홀(171a)이 형성되어, 진입홀(171a)을 통해 압출 경로(EP)로 진입된 중심선(CL)이 압출 경로(EP)의 수평 방향 중심을 향하도록 한다. 또한, 굴절부(172)는 압출 경로(EP) 내 진입홀(171a)로부터 수지의 진행 방향으로 일정 거리 이격된 위치에 돌출된 회전체로 구비되어, 진입홀(171a)을 통해 압출 경로(EP)에 진입된 상기 중심선(CL)을 굴절시켜 중심선(CL)이 압출 경로(EP)의 수직 방향 중심을 향해 이동되도록 한다. 다시 말해, 중심선(CL)은 압출 경로(EP)의 일측을 통해 수지의 진행 방향을 가로지르는 방향으로 진입되며, 수지의 진행 방향으로 굴절되어 수지와 함께 압출된다.The nozzle head 170 is coupled to the nozzle 160 to provide an entry path ER through which the center line CL may enter the extrusion path EP of the resin. Part 172 is included. The entry part 171 enters the extrusion path EP of the center line CL in a direction crossing the extrusion path EP, but enters the entrance hole 171a at the center in the horizontal direction based on the traveling direction of the extrusion path EP. This is formed, such that the center line CL entered into the extrusion path EP through the entry hole 171a is directed toward the horizontal center of the extrusion path EP. In addition, the refraction portion 172 is provided as a rotating body protruding at a position spaced a predetermined distance from the entry hole 171a in the extrusion path EP in the advancing direction of the resin, the extrusion path EP through the entry hole 171a Refraction of the center line (CL) entered into the) to cause the center line (CL) is moved toward the vertical center of the extrusion path (EP). In other words, the center line CL enters in a direction crossing the advancing direction of the resin through one side of the extrusion path EP, is refracted in the advancing direction of the resin, and is extruded together with the resin.

본 실시예에서는 노즐(160)에 노즐 헤드(170)가 결합되어 압출 경로(EP) 내 중심선(CL)의 진입 경로(ER)를 제공하는 구성을 상정하여 설명하고 도시하였으나, 압출 경로(EP) 내에 중심선(CL)을 진입시킬 수 있는 여타의 익히 공지된 기술이 사용되는 것 역시 본 발명의 기술적 사상 내에 있음은 자명하다 할 것이다. In the present exemplary embodiment, the nozzle head 170 is coupled to the nozzle 160 to provide the entry path ER of the center line CL in the extrusion path EP. It will be apparent that other well-known techniques for allowing the center line CL to enter into are also within the technical idea of the present invention.

구체적으로, 상술한 트윈 스크류 대신 싱글 스크류(130)가 사용되되, 싱글 스크류(130) 중심에서 중심선(CL)이 압출 경로(EP) 내로 진입할 수 있음은 물론이며, 상술한 바와 같이, 진입 경로(ER)가 압출 경로(EP)를 가로지르는 방향으로 형성되어 중심선(CL)을 굴절시켜 압출 경로(EP)를 따라 압출되게 하는 것이 아니라, 이미 중심선(CL)이 압출되는 방향으로 수지의 압출 경로(EP)가 연결되어 수지의 압출 경로(EP)가 굴절되게 할 수 있으며, 나아가, 수지의 압출 경로(EP)가 중심선(CL)의 진입 경로(ER)를 감싸는 구조로 형성될 수 있음은 물론이다.Specifically, the single screw 130 is used instead of the above-described twin screw, the center line CL may enter the extrusion path EP in the center of the single screw 130, as described above, the entry path Extrusion path of the resin in the direction in which the center line CL is extruded, rather than (ER) is formed in the direction crossing the extrusion path EP to refract the center line CL to be extruded along the extrusion path EP. (EP) may be connected to allow the extrusion path EP of the resin to be refracted, and furthermore, the extrusion path EP of the resin may be formed in a structure surrounding the entrance path ER of the center line CL. to be.

예를 들어, 도 3 및 도 4를 참조하면, 노즐(160) 내에 형성되는 압출 경로(EP)는 노즐(160) 중심을 따라 형성되는 것이 아니라, 노즐(160)의 외주면을 따라 형성되어 노즐 헤드(170)가 노즐(160)의 외주면을 따라 형성된 압출 경로(EP)의 하우징(110) 역할을 함으로써, 수지의 압출 경로(EP)가 중심선(CL)의 진입 경로(ER)를 감싸는 구조를 형성할 수 있다. 나아가, 상술한 노즐(160) 외주면에 형성된 압출 경로(EP)는 나선형으로 형성될 수 있음은 물론이다. For example, referring to FIGS. 3 and 4, the extrusion path EP formed in the nozzle 160 is not formed along the center of the nozzle 160, but is formed along the outer circumferential surface of the nozzle 160 to form a nozzle head. As the 170 serves as the housing 110 of the extrusion path EP formed along the outer circumferential surface of the nozzle 160, the extrusion path EP of the resin forms the structure surrounding the entrance path ER of the center line CL. can do. Furthermore, the extrusion path EP formed on the outer circumferential surface of the nozzle 160 may be formed in a spiral shape.

첨언하여, 도 2와 같이, 압출 경로(EP) 내 진입 경로(ER)가 형성되는 것은 단순한 구성으로 상술한 기능을 수행할 수 있다는 장점이 있으나, 압출 경로(EP)가 수지의 진행방향을 기준으로 비대칭 형상으로 형성됨으로써, 유체의 유동 경로를 부자연스럽게 형성할 수 있은 단점을 포함하고 있다. 그러나, 압출 경로(EP)가 유선형으로 굴절되어 진입 경로(ER)를 감싸는 구조는 수지의 진행 방향이 유선형으로 굴절됨으로써, 큰 거스름 없이 유체가 유동하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 수지의 진행방향을 기준으로 상하좌우 대칭형 구조를 제공함으로써, 보다 균일한 수지의 압출을 가능하게 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the entry path ER in the extrusion path EP is advantageous in that the above-described function can be performed in a simple configuration, but the extrusion path EP is based on the direction in which the resin is traveling. By being formed in an asymmetric shape, it includes a disadvantage that can unnaturally form the flow path of the fluid. However, the structure in which the extrusion path EP is deflected in a streamline shape and encloses the entry path ER has a flow direction in which the resin is deflected in a streamline shape, thereby allowing the fluid to flow without great change, and also based on the advancing direction of the resin. By providing the up, down, left and right symmetrical structure, it is possible to enable more uniform extrusion of the resin.

냉각기(200)는 압출기(100)를 통해 압출된 열가소화된 수지를 냉각시켜 경화되도록 함으로써, 탄소물질과 수지를 포함하는 와이어 재료를 중심선(CL)을 감싸는 구조의 도전체(C)로 형성시킨다. 이때, 냉각기(200)는 water cooling 방식일 수 있다.The cooler 200 cools and heats the thermoplasticized resin extruded through the extruder 100, thereby forming a wire material including the carbon material and the resin into a conductor C having a structure surrounding the center line CL. . At this time, the cooler 200 may be a water cooling method.

피복기(300)는 냉각기(200)를 통해 냉각되어 경화된 도전체(C) 절연하기 위한 것으로, 코팅(Coating) 또는 튜빙(Tubing)하여 피복한다.The coater 300 is to insulate the conductor C cured by being cooled through the cooler 200 and coated by coating or tubing.

아래에서는 상기 제조장치(CWE)를 통해 제조된 와이어의 구성을 도 5를 통해 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the wire manufactured by the manufacturing apparatus CWE will be described with reference to FIG. 5.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제조장치(CWE)를 통해 제조된 와이어는 기존 케이블에 도전체(C)로 사용되던 구리와 알루미늄을 탄소물질로 대체하기 위한 것으로, 모터나 발전기의 권선으로 사용될 수 있으며, 와이어 내 대부분의 영역이 탄소물질을 포함한 수지층으로 구성된다.Referring to Figure 5, the wire manufactured through the manufacturing apparatus (CWE) of the present invention is to replace the copper and aluminum used as a conductor (C) in the existing cable with a carbon material, it is used as a winding of the motor or generator And most of the area in the wire consists of a resin layer containing carbon material.

여기서, 탄소물질은 그라파이트(Graphite), 탄소섬유(carbon fiber), 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT), 또는 그래핀(graphene)일 수 있으며, 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지가 사용될 수 있으나, 수지가 그래뉼, 펠렛, 또는 파우더 형태로 제공될 때에는 열가소성 수지가 사용되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 발포 폴리에틸렌(Expanded Polyethylene, EPE) 또는 발포 폴리프로필렌(Expanded Polypropylene, EPP)을 포함하는 열가소성 수지를 사용한다.Here, the carbon material may be graphite, carbon fiber, carbon nanotube (CNT), or graphene, and the resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Is preferably used in the form of granules, pellets, or powders, and in this embodiment, a thermoplastic resin including expanded polyethylene (EPE) or expanded polypropylene (EPP) is used. do.

그러나, 탄소물질이 포함된 수지층은 와이어의 도전체(C) 기능을 절감된 비용으로 대체할 수 있으나, 강성이 기존 케이블에 비해 떨어진다는 단점이 있다. 이에, 본 발명의 중심선(CL)이 그 내부 중심에 위치하여 상술한 부족한 강성을 보완하게 한다.However, the resin layer containing the carbon material may replace the conductor (C) function of the wire at a reduced cost, but has a disadvantage in that the rigidity is inferior to that of the existing cable. Thus, the center line CL of the present invention is located at its inner center to compensate for the lack of rigidity described above.

이러한 중심선(CL)은 금속재질 또는 섬유재질의 와이어로 마련되는 것이 바람직하며, 구체적으로 금속재질일 경우 도전성을 갖는 구리, 구리합금, 알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 섬유재질일 경우 유기 또는 무기섬유로 구성되는 인조섬유가 사용될 수 있다.The center line CL is preferably provided with a metal material or a fiber wire. Specifically, in the case of the metal material, copper, copper alloy, aluminum, etc., which have conductivity, may be used. Constructed artificial fibers can be used.

한편, 중심선(CL)을 내부에 포함한 도전체(C)(탄소물질이 포함된 수지층)는 절연체(I)로 피복되는 것이 바람직하며, 이때에 사용되는 절연체(I)는 에나멜(Enamel) 또는 테프론(Teflon)이 사용되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the conductor C (the resin layer containing the carbon material) including the center line CL therein is preferably covered with the insulator I, and the insulator I used at this time is enamel or Teflon is preferably used.

이하에서는, 상술한 제조장치(CWE)를 이용한 탄소기반 와이어 제조방법에 대해 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 약술하기로 한다.Hereinafter, a carbon-based wire manufacturing method using the above-described manufacturing apparatus (CWE) will be described in detail with reference to FIG. 6. However, the content overlapping with the above description will be omitted or outlined.

우선, 탄소물질과 수지를 펠렛 상태로 각각 혼합하여 와이어의 재료를 준비한다.(S1100)다만, 페이스트, 그래뉼 또는 파우더 형태로 성형하여 와이어의 재료를 준비할 수 있음은 물론이다.First, the carbon material and the resin are respectively mixed in a pellet state to prepare a material of the wire (S1100). However, the material of the wire may be prepared by molding into a paste, granule, or powder form.

준비된 와이어의 재료들을 압출기(100)의 호퍼(120)를 통해 압출기(100) 내 압출 경로(EP)로 진입시킨다.(S1200) 이러한 과정은 익히 공지된 압출기(100)의 공정과 동일 또는 유사하여 그 상세한 설명은 생략한다.The material of the prepared wires is introduced into the extrusion path EP in the extruder 100 through the hopper 120 of the extruder 100. (S1200) This process is the same as or similar to that of the well-known extruder 100. The detailed description is omitted.

하우징(110) 내 스크류(130)를 통해 이동, 혼합 및 용융된 와이어 재료는 노즐(160)을 통해 압출되며, 이때, 노즐(160)에 결합된 노즐 헤드(170)를 통해 중심선(CL)이 압출 경로(EP)로 진입함으로써, 상기 와이어 재료는 중심선(CL)을 감싸는 형태로 압출된다.(S1300)The wire material moved, mixed and melted through the screw 130 in the housing 110 is extruded through the nozzle 160, whereby the centerline CL is connected through the nozzle head 170 coupled to the nozzle 160. By entering the extrusion path EP, the wire material is extruded to surround the center line CL (S1300).

이후, 압출된 중심선(CL)을 감싸는 탄소물질이 포함된 수지가 냉각에 의해 경화되어 도전체(C)로 형성된다.(S1400) 이후, Air void 및 분산 검사를 통해 상기 도전체(C)의 도전성을 검사한다.(S1410)Subsequently, the resin containing the carbon material surrounding the extruded center line CL is cured by cooling to form a conductor C. (S1400) Thereafter, through the air void and dispersion test, the conductor C Check the conductivity (S1410).

중심선(CL)을 포함하는 도전체(C)는 상기 검사가 완료된 후, 피복기(200)에 의해 절연체(I)로 피복되며,(S1500) 절연 상태 검사 후(S1510), 권선 롤러에 감겨 포장된다.(S1600)After the inspection is completed, the conductor C including the center line CL is covered with the insulator I by the coating machine 200 (S1500) after the insulation state inspection (S1510), and wound and wound around the winding roller. (S1600)

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

CWE : 탄소기반 와이어 제조장치
100 : 압출기 110 : 하우징
120 : 호퍼 130 : 스크류
140 : 모터 150 : 히터
160 : 노즐 170 : 노즐 헤드
171 : 진입부 171a : 진입홀
172 : 굴절부
200 : 냉각기
300 : 피복기
EP : 압출 경로 ER : 진입 경로
CL : 중심선 C : 도전체
I : 절연체CWE: Carbon Based Wire Manufacturing Equipment
100 extruder 110 housing
120: hopper 130: screw
140: motor 150: heater
160: nozzle 170: nozzle head
171: entrance portion 171a: entry hole
172: refraction
200: cooler
300: coating machine
EP: Extrusion Path ER: Entry Path
CL: Centerline C: Conductor
I: insulator

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 탄소물질과 수지를 포함하는 와이어 재료를 압출 경로로 진입시켜 압출하되, 상기 수지의 강성보다 높은 강성의 중심선을 상기 압출 경로로 진입시켜, 상기 와이어 재료가 상기 중심선을 감싸는 형태로 압출시키는 압출기; 및
상기 압출된 와이어 재료를 경화시켜 상기 와이어 재료가 상기 중심선을 감싸는 구조의 도전체로 형성시키는 냉각기를 포함하며,
상기 압출기는,
하우징;
상기 하우징 내부로 상기 와이어 재료를 공급하는 호퍼;
상기 하우징 내로 공급된 상기 와이어 재료 중의 수지를 가소화시키는 히터;
상기 가소화된 수지와 상기 탄소물질을 상기 압출 경로를 따라 이동시킨 후, 노즐을 통하여 상기 압출 경로로 압출시키는 스크류; 및
상기 노즐에 결합되어 상기 압출 경로를 연장하며, 상기 압출 경로에 상기 중심선의 진입 경로를 제공하는 노즐 헤드를 포함하고,
상기 노즐 헤드는,
상기 압출 경로를 가로지르는 방향으로 곧게 형성되어 상기 압출 경로의 수평 방향 중심으로 연장형성되는 진입홀을 포함하며, 상기 진입홀을 통해 상기 가소화된 수지와 상기 탄소물질이 진행하는 상기 압출 경로를 가로질러 상기 압출 경로의 수평방향 중심을 향해 상기 중심선을 진입시키는 진입부; 및
상기 압출 경로 내 상기 진입 경로와 일정 거리 이격된 위치에 돌출되게 설치되어 상기 압출 경로의 진행방향으로 회전하는 회전체로 마련되어, 상기 진입부를 통해 상기 압출 경로 내에 진입된 상기 중심선을 외주면을 따라 상기 수지의 진행 방향으로 굴절시킴으로써, 상기 굴절된 중심선이 상기 와이어 재료를 감싸도록 하되, 상기 중심선이 상기 압출 경로의 수직방향 중심을 향해 굴절되도록 하는 굴절부를 포함하며,
상기 중심선은,
압출력에 의해 당겨져 상기 굴절부에 지지됨으로써, 상기 굴절부의 외주면을 따라 굴절되어 상기 와이어 재료와 함께 상기 수지의 진행방향을 따라 압출되되, 상기 진입부를 통해 상기 압출 경로의 수평 방향 중심을 따라 압출되고, 상기 굴절부를 통해 상기 압출 경로의 수직 방향 중심을 따라 압출되는 탄소기반 와이어 제조장치.An extruder extruded by inserting a wire material including a carbon material and a resin into an extrusion path, and entering a center line of rigidity higher than the rigidity of the resin into the extrusion path to extrude the wire material into a form surrounding the center line; And
And a cooler to cure the extruded wire material to form a conductor having a structure surrounding the center line.
The extruder,
housing;
A hopper for supplying the wire material into the housing;
A heater for plasticizing the resin in the wire material supplied into the housing;
A screw for moving the plasticized resin and the carbon material along the extrusion path and then extruding the plasticized resin and the carbon material to the extrusion path through a nozzle; And
A nozzle head coupled to the nozzle to extend the extrusion path, the nozzle head providing an entry path of the centerline to the extrusion path,
The nozzle head,
A straight through hole formed in a direction crossing the extrusion path and extending toward a horizontal center of the extrusion path, wherein the plasticized resin and the carbonaceous material cross the extrusion path through the entrance hole; An entrance for entering the center line toward the horizontal center of the extrusion path; And
The resin is installed to protrude at a position spaced apart from the entry path in the extrusion path and is rotated in the direction of travel of the extrusion path, and the resin is formed along the outer circumferential surface of the center line entered in the extrusion path through the entry part. And refracting the refracted centerline to wrap the wire material, wherein the refracted centerline wraps the wire material, the refracting portion refracting toward the vertical center of the extrusion path.
The center line is,
Pulled by an extrusion force and supported by the refraction portion, the refraction is refracted along the outer circumferential surface of the refraction portion and extruded along the advancing direction of the resin together with the wire material, and is extruded along the horizontal center of the extrusion path through the entry portion. And a carbon-based wire manufacturing apparatus that is extruded along the vertical center of the extrusion path through the refraction portion. 청구항 12에 있어서,
상기 도전체를 절연체로 피복시키는 피복기를 더 포함하는 탄소기반 와이어 제조장치.The method according to claim 12,
A carbon-based wire manufacturing apparatus further comprising a covering group for covering the conductor with an insulator. 삭제delete 삭제delete 청구항 12에 있어서,
상기 압출기는,
트윈 스크류 타입인 탄소기반 와이어 제조장치.The method according to claim 12,
The extruder,
Twin screw type carbon based wire manufacturing equipment. 삭제delete 삭제delete
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