KR20020029548A

KR20020029548A - 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법

Info

Publication number: KR20020029548A
Application number: KR1020000060439A
Authority: KR
Inventors: 정병화; 박명석; 이성환; 양중환
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-19

Abstract

본 발명은 와이어의 절연물 코팅방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 모터 등의 권선으로 사용되는 와이어에 절연물을 코팅하는 방법에 있어서, 상기 와이어와 절연물 사이에 부착력을 강화시켜 절연물의 두께를 박막화할 수 있는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법은 모터 등의 권선으로 사용되는 와이어에 절연물을 코팅하는 와이어의 절연물 코팅방법에 있어서, 와이어를 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각시켜 경화된 내부 조직의 균열을 없애고 연성을 높이는 풀림 단계와 상기 와이어에 절연물을 코팅하는 코팅단계 사이에 상기 풀림 단계를 거친 와이어를 플라즈마 처리실에서 플라즈마로 표면 처리하여 절연물과의 부착력을 향상시키는 플라즈마 처리 단계를 포함한다. 그리고, 상기 플라즈마 처리 단계는 1atm의 상압 하에서 0.5∼20KV의 전압과 0.1∼30A의 전류가 공급되는 전극사이로 와이어가 통과하면서 가스가 주입되어 이루어지되, 상기 가스는 공기, He, Ar, Ne, N_2,O₂중의 임의의 하나 이거나 또는 N₂와 C₂H₂의 혼합 가스인 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법{method for coating wire in insulating material by plasma treatment}

본 발명은 모터의 권선 등에 사용되는 와이어의 절연물 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어와 절연물 사이에 부착력을 강화시킬 수 있는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터의 고정자 또는 회전자에 감기는 권선은 동일 슬롯에 여러번 감겨서, 전류가 흐를 때 각각의 권선에서 자속이 발생하게 되고 상기 자속의 합이 영구자석을 움직이게 한다.

이 때, 상기 각각의 권선은 서로 간에 절연이 유지되어야 하기 때문에 상기 권선으로 사용되는 와이어는 절연물로 코팅 처리한 후에 사용하게 된다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 일반적인 와이어의 절연물 코팅방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 와이어의 절연물 코팅방법은 모터의 권선 등에 사용될 와이어를 가늘게 뽑아내는 신선 단계(S10)와, 상기 신선 단계를 거친 와이어의 불순물을 제거하는 세정 단계(S20)와, 상기 신선 단계(S10)를 거치면서 조직이 경화된 와이어의 연성을 높여주는 풀림(annealing) 단계(S30)와, 상기 풀림 단계를 거친 와이어에 절연물을 코팅하는 코팅 단계(S40)와, 상기 코팅 단계를 거친 와이어를 열기 건조하여 재료의 변형을 방지하는 베이킹(baking) 단계(S50)로 이루어진다.

이 때, 상기 코팅 단계(S40)와 베이킹 단계(S50)는 다수번(N) 반복 수행되는데, 이것은 절연 성능을 향상시키기 위해 충분한 코팅이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

그리고, 상기 코팅 단계(S40)에서는 폴리 에스테르 이미드(poly ester imide)와 폴리 이미드 아미드(poly imide amide) 등의 중합체를 절연물로 다층적으로 코팅하게 된다.

상기한 과정을 거치면서 절연물이 코팅된 와이어는 모터 등에 권선으로 사용될 수 있다.

그러나, 상기한 과정을 거친 와이어는 금속과 절연물 사이에 부착력이 미약하여 감기(winding) 작업을 수행할 때 또는 사용 중에 절연물이 잘 벗겨지는 현상이 발생하였다. 이것은 절연 성능의 약화로 이어져 제품에 치명적인 결과를 초래하게 되었다.

물론, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 코팅 단계에서 다량의 절연물을 코팅한다든지 아니면 코팅 단계와 베이킹 단계의 반복 횟수를 증가하는 방법을 사용하였으나, 이로 인해 절연물의 두께가 증가하여 제한된 공간, 가령 슬롯에 권선수의 제약을 가하게 된다. 따라서, 제품의 효율이 감소하고 콤팩트화가 불가능한 문제를 야기하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터 등의 권선으로 사용되는 와이어에 절연물을 코팅하는 방법에 있어서, 상기 와이어와 절연물 사이에 부착력을 강화시켜 절연물의 두께를 박막화할 수 있는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 와이어의 절연물 코팅방법을 나타낸 흐름도

도 2는 본 발명에 따른 와이어의 절연물 코팅방법을 나타낸 흐름도

도 3은 본 발명에 따른 와이어의 절연물 코팅방법을 구현하기 위한 구성도

S10 : 신선 단계 S20 : 세정 단계

S30 : 풀림 단계 S35 : 플라즈마 처리 단계

S40 : 코팅 단계 S50 : 베이킹 단계

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법은 모터 등의 권선으로 사용되는 와이어에 절연물을 코팅하는 와이어의 절연물 코팅방법에 있어서, 와이어를 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각시켜 경화된 내부 조직의 균열을 없애고 연성을 높이는 풀림 단계와 상기 와이어에 절연물을 코팅하는 코팅단계 사이에 상기 풀림 단계를 거친 와이어를 플라즈마 처리실에서 플라즈마로 표면 처리하여 절연물과의 부착력을 향상시키는 플라즈마 처리 단계를 포함한다.

그리고, 상기 플라즈마 처리 단계는 1atm의 상압 하에서 0.5∼20KV의 전압과 0.1∼30A의 전류가 공급되는 전극사이로 와이어가 통과하면서 가스가 주입되어 이루어지되, 상기 가스는 공기, He, Ar, Ne, N_2,O₂중의 임의의 하나 이거나 또는 N₂와 C₂H₂의 혼합 가스인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 와이어의 절연물 코팅방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 상기 와이어의 절연물 코팅방법을 구현하기 위한 구성도이다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 와이어의 절연물 코팅방법은 풀림 단계(S30)와 코팅 단계(S40) 사이에 플라즈마 처리 단계(S35)를 거치는 것이 특징이다.

먼저, 모터 등의 권선으로 사용될 와이어를 원하는 지름을 갖도록 길게 뽑아내는 신선 단계(S10)를 거친다. 상기 신선 단계(S10)는 인발 가공 등을 통하여 원하는 형상과 지름을 갖는 와이어를 뽑아 내게 된다.

다음, 상기 신선 단계(S10)를 거친 와이어에 불순물을 제거하는 세정 단계(S20)를 거친다.

다음, 상기 세정 단계(S20)를 거친 와이어를 적당한 온도로 가열한 후 서서히 냉각하는 풀림(annealing) 단계(S30)를 거친다. 상기 신선 단계(S10)를 거친 와이어는 인발 가공 등을 통하여 내부 조직이 경화되어 있기 때문에, 상기 풀림 단계(S30)를 통하여 내부 균열을 없애고 결정립을 미세화하여 재료의 연성을 높이게 된다.

다음, 상기 풀림 단계(S30)를 거친 와이어를 플라즈마로 표면 처리하여 절연물과의 부착력을 향상시키는 플라즈마 처리 단계(S35)를 거친다.

다음, 상기 플라즈마 처리 단계(S35)를 거친 와이어에 절연물을 코팅하는 코팅 단계(S40)를 거친다. 상기 코팅 단계(S40)에서는 폴리 에스테르 이미드(poly ester imide)와 폴리 이미드 아미드(poly imide amide)와 같은 중합체를 절연물로써 상기 와이어의 표면을 계층적으로 코팅하게 된다. 일반적으로, 하층에 폴리 에스테르 이미드를 먼저 코팅한 후, 상층에 폴리 이미드 아미드를 코팅하게 된다.

다음, 상기 코팅 단계(S40)를 거친 와이어를 열기로 건조시키는 베이킹(baking) 단계(S50)를 거친다. 상기 베이킹 단계(S50)는 와이어의 변형을 제거함과 동시에 상기 코팅 단계(S40) 후 와이어의 표면에 흡착된 기체 분자를 제거하는 역할도 수행한다.

이 때, 상기 와이어의 절연 성능을 향상시키기 위해 상기 코팅 단계(S40)와 베이킹 단계(S50)는 여러번 반복해서 하게 되는데, 상기 코팅 단계(S40) 전에 플라즈마 처리 단계(S35)를 거치면서 와이어와 절연물 간에 부착력이 향상되기 때문에 상술한 반복 횟수를 현저히 줄일 수 있다.

이하, 상술한 와이어의 절연물 코팅방법을 구현하기 위한 구성도를 참조로 상기 플라즈마 처리 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바에 따르면, 상기 신선 단계와 세정 단계를 거친 와이어(10)는 이송장치(도시 생략)에 의해 플라즈마 처리실(20)로 공급된다.

상기 플라즈마 처리실(20)은 1 atm의 상압이 유지되고, 가스를 주입할 수 있는 주입구(21)와 배출구(22)가 형성되어 있으며, 전원 공급원(30)으로부터 전원을 인가받아 상기 가스를 플라즈마 상태로 만드는 한 쌍의 전극(23), 캐소드(cathode)와 애노드(anode)가 구비된다. 상기 캐소드와 애노드 사이의 간격은 0.5∼5㎝ 가 적당하다. 그리고, 상기 전원 공급부(30)는 0.5∼20 KV의 전압과 0.1∼30A의 전류를 갖는 전원을 상기 전극(23)에 인가하게 된다.

한편, 상기 플라즈마 처리실(20)로 주입되는 가스는 공기, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 네온(Ne), 질소(N₂), 산소(O₂) 중의 임의의 하나이거나, 또는 상기 질소와 탄화수소의 혼합 가스인데, 가령 질소와 아세틸렌(C₂H₂)의 혼합 가스이다.

상기 가스에 전류가 흐르게 되면 상기 가스는 전기장에 의해 가속되는 몇 개의 전하 운반체에 의해 중성입자와 충돌하면서 계속 붕괴되어 플라즈마 상태가 된다. 이 때, 상기 전극 사이로 통과하는 와이어는 상기 플라즈마 상태의 가스에 의해 표면 처리된다.

그리고, 상기 플라즈마 처리실을 통과한 와이어는 상술한 중합체로 코팅되고 열기로 건조되어 절연물 코팅과정을 마치게 된다.

상술한 과정을 거쳐 절연물이 코팅된 와이어는 플라즈마 처리에 의해 절연물과의 부착력이 향상됨에 따라 절연물의 코팅 두께가 종래보다 얇아지게 된다. 또한, 절연물을 코팅하고 베이킹하는 반복 횟수를 줄임에 따라 전체 작업공수를 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 와이어를 모터의 권선으로 사용할 경우 코팅 두께가 박막화되어 동일 슬롯내에 권선수를 증가시킬 수 있다. 이것은, 동일 사이즈 내에서 효율을 높일 수 있는 요인이 되며, 아니면 동일 효율 내에서 사이즈를 줄일 수 있는 콤팩트화가 가능하다.

본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법은 풀림 단계와 코팅 단계 사이에 플라즈마에 의해 표면을 처리하는 단계를 포함시킴으로써, 상기 와이어와 절연물 사이의 부착력을 향상시켜 코팅 두께를 박막화시킬 수 있다.

또한, 상기 와이어를 모터의 권선으로 사용할 경우 동일 사이즈에 대비하여 효율을 향상시킬 수 있고, 동일 효율에 대비하여 사이즈를 줄일 수 있는 효과를 가져다 준다.

Claims

모터 등의 권선으로 사용되는 와이어에 절연물을 코팅하는 와이어의 절연물 코팅방법에 있어서;

와이어를 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각시켜 경화된 내부 조직의 균열을 없애고 연성을 높이는 풀림 단계와 상기 와이어에 절연물을 코팅하는 코팅단계 사이에, 상기 풀림 단계를 거친 와이어를 플라즈마 처리실에서 플라즈마로 표면 처리하여 절연물과의 부착력을 향상시키는 플라즈마 처리 단계를 포함하는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법.
제 1 항에 있어서,

상기 플라즈마 처리 단계는 1atm의 상압 하에서 0.5∼20KV의 전압과 0.1∼30A의 전류가 공급되는 전극사이로 와이어가 통과하면서 가스가 주입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법.
제 2 항에 있어서,

상기 가스는 공기, He, Ar, Ne, N_2,O₂중의 임의의 하나 이거나, 또는 N₂와 C₂H₂의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리에 의한 와이어의 절연물 코팅방법.