KR20050084105A - 3차원적으로 형성된 평면 케이블, 상기 케이블의 제조 방법및 그 용도 - Google Patents

3차원적으로 형성된 평면 케이블, 상기 케이블의 제조 방법및 그 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 접착층에 의해서 서로 결합된, 2개의 절연층 사이에 삽입되어 결합된 적어도 하나의 도체 트랙 및 적어도 하나의 지지층으로 구성되고, 포지티브 모울드 공구 상에 제공되어 열 및/또는 광선 및/또는 압력에 의해서 형태를 갖추게 되며, 상기 접착층의 유리 온도(T9) 이하에서 냉각됨으로써 또는 상기 접착층의 경화에 의해서 3차원적인 형상으로 고정되는 박판으로 이루어진, 3차원적으로 형성된 평면 케이블에 관한 것이다.

Description

3차원적으로 형성된 평면 케이블, 상기 케이블의 제조 방법 및 그 용도 {THREE-DIMENSIONAL MOULDED PLANAR CABLE, METHOD FOR PRODUCTION AND USE THEREOF}
본 발명은 3차원적으로(3D) 형성된 평면 케이블, 상기 케이블의 제조 방법 및 그 용도에 관한 것이다.
독일 공개 특허 출원서 제 196 49 972호에는, 라인들이 지지 박막과 접착되고 플러그를 구비하여 형태 안정적인 지지부 상에 고정된, 차량용 라인 세트를 제조하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 상기 간행물에서는 적어도 소수의 라인들이 비절연 다발 도체(bunched conductors)로 이루어지고, 상기 다발 도체는 접착층이 제공된 절연 지지 박막 상에 연속으로 그리고 상호 무관하게, 미리 주어진 가이드 라인을 따라서 올려지며, 그 다음에 상기 지지 박막 상에 절연 보호 박막이 올려져서 압력에 의해 상기 지지 박막과 접착되거나, 또는 상기 지지 박막 및 상기 올려진 다발 도체가 보호 래커층으로 피복된 후에 절삭 공정에 의해서 사용 장소의 윤곽에 맞게 조절된다. 이 방법의 단점은, 도체 트랙의 설치 작업 그리고 상기 도체 트랙을 형태 안정적인 지지부 상에 고정시키는 작업이 매우 복잡하다는 것이다.
독일 공개 특허 출원서 제 196 28 850호에는, 홈을 갖는 제 1 수지층에 배치된 전류 케이블을 구비하는 케이블 트리(cable tree) 및 상기 케이블 트리의 제조 방법이 공지되어 있으며, 상기 간행물에서는 제 1 수지층이 전류 케이블의 예정된 설치 구간을 따라 진행하도록 형성되고 제 2 수지층이 상기 제 1 수지층과 단단히 결합됨으로써, 상기 제 2 수지층은 적어도 상기 제 1 수지층의 홈을 커버하게 되고 진공 모울딩 공정에 의해서 제공된다.
공지된 상기 해결책들의 단점은, 이 방법들이 매우 복잡한 수작업에 의해서 형태 안정적인 지지부의 표면 상에 적용될 수밖에 없거나 또는 도체를 제공하여 상기 제 2 수지층에 의해서 자신의 위치에 고정되어야 하는 별도의 부분들이 제조되어야 한다는 것이다.
본 발명의 목적은, 3차원적으로 형성된 평면 케이블, 그리고 공지된 해결책들의 단점을 회피하는 동시에 제 2 단계에서 비로소 내부 설치 장소에 배치되는 형태 안정적인 평면 케이블을 중간 단계에서 제조할 수 있도록 하는 상기 평면 케이블의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 2개의 절연층 사이에 삽입되어 결합된 적어도 하나의 도체 트랙 및 적어도 하나의 지지층으로 구성된 박판(laminate)으로 이루어진 평면 케이블에 의해서 달성되고, 상기 도체 트랙 및 지지층은 접착층에 의해서 서로 결합되며, 상기 박판은 포지티브 모울드 공구 상에 제공되어 열 및 압력에 의해서 형태를 갖추게 되고, 상기 접착층의 유리 온도(T9) 이하에서 냉각됨으로써 또는 상기 접착층의 경화에 의해서 3차원적인 형상으로 고정된다. 이와 같은 3D-평면 케이블은 중간 부분으로서도 내부 설치 전에 저장이 가능하다. 상기 지지층은 금속- 또는 플라스틱-박막 또는 기공성 층으로 이루어질 수 있다.
접착층으로서는 바람직하게 열가소성 접착제, 열가소성 접착 박막 및/또는 용융점이 Tm < 180 ℃인 접착 부직포 및/또는 교차 결합 온도가 140 ℃ 미만인 잠재 반응성 접착제가 사용된다. 이와 같은 유형의 접착층들에 의해서는, 평면 케이블이 지지층과 단단히 결합될 수 있어 중간 모울드부를 형성할 수 있다. 도체 트랙층의 냉각에 의해서 손상이 예방될 수 있는 경우에는, 140 ℃를 초과하는 교차 결합 온도도 적용 가능하다. 반응성 접착제를 사용하는 경우에는 냉각 공정이 불필요하게 되지만, 교차 결합을 이용한 충분한 경화에 의해 상응하게 고정시키는 작업이 추가되어야만 한다.
취급을 용이하게 하기 위해서 또한 커버의 목적으로 이용되는 추가의 기공성 층이 제공될 수도 있다. 상기 기공성 층은 바람직하게 폴리머 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포로 이루어진다.
본 발명에 따른 평면 케이블은 적어도 부분적으로 열가소성 플라스틱으로 후방에서 사출 성형될 수 있다. 그럼으로써, 내부 설치 장소에 형성된 부분들의 제작이 가능하다.
도체 트랙의 도체는 바람직하게 라미네이팅 공정 전에 콘택 필드를 형성하기 위해서 적어도 표면의 부분 영역이 노출된다.
전자 부품들이 장착된 평면 케이블이 특히 바람직하다. 이와 같은 평면 케이블에 의해서는, 매우 바람직한 방식으로 기능 기술적으로 완성되는 전자 삽입 부품들이 제조될 수 있다.
3D-평면 케이블을 중간 부품으로 제조하는 과정은, 평면 케이블층, 접착층 및 부직포층으로 이루어진 박판이 포지티브 모울드 공구 상에 제공되어 정렬되고, 열 및/또는 광선 및/또는 압력에 의해서 형태를 갖추게 되며, 상기 접착층의 유리 온도(T9) 이하에서 냉각됨으로써 또는 상기 접착층의 경화에 의해서 자신의 형상으로 고정되는 방식으로 이루어진다. 압력으로서는 예를 들어 저압이 박판의 후면에 인가된다.
바람직하게 자신의 형상으로 고정된 박판부는 펀칭, 밀링 또는 절삭에 의해서 추후 가공되고, 별도의 단계에서 내부 설치 장소에 설치되거나 또는 조립을 용이하게 하기 위해서 적어도 부분적으로 사출 성형 방법에 의해 열가소성 플라스틱으로 후방에서 사출 성형된다.
온도를 균일하게 하기 위해서는 바람직하게 라미네이팅 공정에서 및/또는 모울드 공구 내에 금속 박막이 사용된다.
전술한 방법을 위한 부직포로서는 바람직하게 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 이루어진 부직포가 사용되며, 상기 부직포는 두께가 0.1 내지 0.2 mm이고, 인열 강도가 50 내지 250 N/50 mm이며, 팽창율이 30 내지 50%이다. 열가소성 접착층으로 사용되는 접착 부직포는 연화 온도가 30 내지 180 ℃이어야 하고, 단위 면적당 중량이 10 내지 70 g/m2이어야 하며, 낮은 용융 지수를 가져야 한다.
본 발명은 하기에서 실시예를 참조하여 설명된다.
실시예 1
두께가 1.2 내지 1.4 mm인 가요성 평면 케이블(FFC), Tm: 105 내지 110 ℃이고 단위 면적당 중량이 30 g/m2인 코폴리아미드로 이루어진 용융 접착 부직포 및 단위 면적당 중량이 250 g/m2이고 열에 의해서 결합된 폴리에틸렌테레프탈레이트-스펀 본디드 부직포가 재료로서 사용된다. FFC의 후면에는 아이어닝 프레스(ironing press)를 이용하여 부직포가 용융 접착제 의해 140 ℃에서 라미네이팅 처리된다. 이 경우 상기 부직포는 지지층으로서 이용되고, 상기 용융 접착제는 성형 가능성을 개선시킨다. 상기 박판은 포지티브 모울드 공구 상에 고정되어 140 ℃/30 s에서 형태를 갖춘다. 공구의 냉각 후에는 박판이 형태 안정적인 평면 케이블로 형성되어 모울드로부터 빼내진다.
실시예 2
실시예 1과 유사하게, 가요성 평면 케이블은 용융점(Tm)이 105 ℃이고 단위 면적당 중량이 45 g/m2인 코폴리아미드 그리고 단위 면적당 중량이 100 g/m2인 폴리에틸렌테레프탈레이트-섬유로 이루어지고 열에 의해서 결합된 스테이플(staple fiber) 부직포와 함께 0.5 mm 두께의 알루미늄 박막을 사용하여 냉각 부재로서 라미네이팅 처리되고, 140 ℃/45 s에서 포지티브 모울드 공구 상에 고정된다. 공구의 냉각 후에는 박판이 형태 안정적인 평면 케이블로 형성되어 모울드로부터 빼내진다.
실시예 3
실시예 1과 유사하게, 가요성 평면 케이블은 자외선(UV)으로 경화되는 접착제 그리고 폴리에틸렌테레프탈레이트-섬유로 이루어지고 단위 면적당 중량이 150 g/m2이며 열에 의해서 결합되는 스펀 본디드 부직포와 함께 라미네이팅 처리된다. 모울딩은 UV-광선을 이용하여 실온에서 포지티브 모울드 공구 상에서 이루어진다. 경화 후에는 박판이 형태 안정적인 평면 케이블로서 모울드로부터 빼낸진다. 그 다음에 상기 형태 안정적인 평면 케이블이 사출 성형 방법에 의해서 폴리프로필렌으로 부분적으로 후방에서 사출 성형된다.
실시예 4
실시예 1과 유사하게, 발광 다이오드(LED)와 같은 전자 부품들이 장착된 가요성 평면 케이블은 용융점(Tm)이 105 ℃이고 단위 면적당 중량이 25 g/m2인 코폴리아미드 그리고 단위 면적당 중량이 150 g/m2인 폴리에틸렌테레프탈레이트-섬유로 이루어지고 열에 의해서 결합된 스펀 본디드 부직포와 함께 라미네이팅 처리되고, 110 ℃/120 s에서 포지티브 모울드 공구 상에 고정된다. 공구의 냉각 후에는 박판이 형태 안정적인 평면 케이블로 형성되어 모울드로부터 빼내진다.
추가의 실시예들은 하기 표에 기재되어 있다.
실시예 5 6 7 8 9
FFC PET/Cu PET/Cu PET/Cu PET/Cu PET/Cu
접작체 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2
지지부 250 g/m2 PET열에 의해 결합된 스펀 본디드 부직포 250 g/m2 PET열에 의해 결합된 스펀 본디드 부직포 250 g/m2 PET화학적으로 결합된 스펀 본디드 부직포 250 g/m2 PET화학적으로 결합된 스펀 본디드 부직포 100 g/m2 PET열에 의해 결합된 스테이플부직포
라미네이팅온도 130 ℃ 130 ℃ 130 ℃ 130 ℃ 120 ℃
알루미늄 아니오 예 아니오 예 아니오
성형 온도/시간 140 ℃/30 s 160 ℃/60 s 160 ℃/60 s 160 ℃/30 s 115 ℃/120 s
압력 예 예 예 예 예
실시예 10 11 12 13 14
FFC PET/Cu PET/Cu PET/Cu PET/Cu PET/Cu
접착제 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 EVATm 80℃ UV교차 결합계 코폴리아미드Tm 105℃25 g/m2 25 g/m2에폭시드/코폴리아미드
지지부 100 g/m2유리 섬유부직포 PP 15 g/m2열적으로 결합된 스테이플부직포 15 g/m2 PET열적으로 결합된 스펀 본디드 부직포 15 g/m2 PET열적으로 결합된 스펀 본디드 부직포 130 g/m2 PET/PA워터젯으로경화된 스펀본디드 부직포
라미네이팅온도 120 ℃ 95 ℃ 실온 110 ℃ 120 ℃
알루미늄 아니오 아니오 아니오 아니오 아니오
성형 온도/시간 145 ℃/120 s 110 ℃/180 s 실온 120 ℃/120 s 180 ℃/10 s
압력 예 예 예 예 아니오
실시예 15 16 17 18
FFC PEN/Cu PEN/Cu PEN/Cu PEN/Cu
접착제 코폴리아미드Tm 105 ℃500 g/m2 코폴리아미드-박막(텍시론 199프로테크닉)Tm 105 ℃450 g/m2 코폴리아미드-박막(텍시론 199프로테크닉)Tm 105 ℃450 g/m2 코폴리에스테르Tm 115 ℃고온 용융450 g/m2
지지부 250 g/m2 PET열적으로 결합된 스펀 본디드 부직포 180 ㎛알루미늄-박막 180 ㎛PET-박막 250 g/m2 PET화학적으로결합된 스펀본디드 부직포
라미네이팅온도 140 ℃ 140 ℃ 140 ℃ 140 ℃
알루미늄 아니오 예 아니오 아니오
성형 온도/시간 140 ℃/300 s 140 ℃/60 s 140 ℃/60 s 140 ℃/60 s
압력 예 예 예 예

Claims (12)

  1. 접착층에 의해서 서로 결합된, 2개의 절연층 사이에 삽입되어 결합된 적어도 하나의 도체 트랙 및 적어도 하나의 지지층으로 구성되고, 포지티브 모울드 공구 상에 제공되어 열, 광선 및/또는 압력에 의해서 형태를 갖추게 되며, 상기 접착층의 유리 온도(T9) 이하에서 냉각됨으로써 또는 상기 접착층의 경화에 의해서 3차원적인 형상으로 고정되는 박판으로 이루어진, 3차원적으로 형성된 평면 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지층이 금속- 또는 플라스틱-박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지층이 기공성 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층이 열가소성 접착제, 접착 박막 및/또는 용융점이 Tm < 180 ℃인 접착 부직포 및/또는 교차 결합 온도가 140 ℃ 미만인 잠재 반응성 접착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    커버의 목적으로 이용되는 추가의 기공성 층이 제공되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기공성 층이 폴리머 섬유로 이루어진 직물 또는 부직포로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면 케이블이 적어도 부분적으로 열가소성 플라스틱으로 후방에서 사출 성형되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도체 트랙의 도체가 라미네이팅 공정 전에 콘택 필드를 형성하기 위해서 적어도 표면의 부분 영역이 노출되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면 케이블에 전자 부품들이 장착되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 형태 안정적인 평면 케이블을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    평면 케이블층, 접착층 및 지지부층으로 이루어지는 박판 또는 상기 박판을 위한 모든 구성 부분들이 개별적으로 기공성 모울드 공구 상에 제공되어 실온에서 정렬되고, 열, 광선 및/또는 압력에 의해서 형태를 갖추게 되며, 상기 접착층의 유리 온도(T9) 이하에서 냉각됨으로써 또는 상기 접착층의 경화에 의해서 자신의 형상으로 고정되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    온도를 균일하게 하기 위해 라미네이팅 공정에서 및/또는 모울드 공구 내에 금속 박막이 사용되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블의 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    자신의 형상으로 고정된 박판부들이 별도의 단계에서 내부에 장착되거나 또는 사출 성형 방법에 의해서 열가소성 플라스틱으로 후방에서 사출 성형되는 것을 특징으로 하는, 평면 케이블의 제조 방법.
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