KR20070116689A - 시트 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은
(a) 1 이상의 전기 전도체를 프레임형 소자 상에 장착시키는 단계,
(b) 단계 (a)에 따라 장착된 전도체를 1 이상의 플라스틱 시트 상에 적용시키고 고정시키는 단계,
(c) 프레임형 소자를 제거하는 단계
를 포함하는 전기 전도체가 제공된 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
전기 전도체, 시트, 자동차 등, 렌즈, 열가소성 물질, 와이어, 프레임형
Description
본 발명은 전기 전도체가 제공된 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 구조물의 본체 중량을 감소시키기 위해, 예를 들어 유리 판을 투명 플라스틱 판으로 대체한다. 후방 창문에 사용되는 플라스틱 판에는 일반적으로 가열 와이어가 제공된다.
통상적인 할로겐 램프 또는 가스 배출 램프가 사용되는 경우에는, 예를 들어 헤드라이트, 후방 등(light) 및 자동차용 다른 조명 수단과 같은 자동차 등은 일반적으로 임의의 특별한 제빙 장치 또는 탈서리(demisting) 장치를 요구하지 않는다. 이들은 얼음 및 눈을 해동시켜 응축에 의해 야기된 임의의 서리를 제거하는데 충분량의 열을 생산한다. 이와는 대조로, 발광 다이오드 (LED) 또는 제논 램프를 사용하는 등과 같은 저온 조명 수단을 갖는 자동차 등은 충분한 열을 발생시키지 않으므로, 불충분한 해동능을 나타낸다. 자동차 등의 렌즈 상의 얼음 또는 서리 형성은 문제를 발생시키며, 단지 미적 이유에서 뿐 아니라, 안정성 문제에 있어, 광선은 등으로부터 나올 때 흐려지거나 또는 방산되어서는 안된다.
전기 전도체 구조에 포함되는 플라스틱 판의 제조 방법은 선행 문헌에 공지되어 있다. 예를 들어, 판 본체를 형성하는데 있어 후방 사출 또는 후방 사출-압 착을 통해 추가 플라스틱 층이 제공된 플라스틱 시트의 표면과 전기 전도체를 회합시키는 방법이 DE 101 47 537에 공지되어 있다. 선행 문헌으로부터 공지된 방법이 와이어를 놓는데 사용된다. 예를 들어, 레잉 헤드(laying head)가 시트 표면 상에 유도되는데, 이는 약한 압력 및 열의 적용을 통해 와이어를 시트의 표면에 연속적으로 압착시키거나 또는 혼입시킨다. 이러한 방법의 단점은 시간이 상당히 많이 걸린다는데 있는데, 이는 와이어가 레잉 헤드를 사용하여 시트 내에 연속적으로 압착되기 때문이다.
JP 2003197013 A, JP 2002150812 A 및 JP 2002211309 A는 자동차 등의 렌즈 내에 가열 와이어를 설치하는 것을 기술한다. 하지만 통상적인 가열 와이어는 분명하게 육안으로 나타나며 미적 이유로 허용되지 않는다.
JP 10312705 A는 시트의 후방 사출을 통해 자동차 등 내에 시트 또는 패널을 설치하는 것을 기술한다. 시트 또는 패널에는 전도성 페이스트가 제공된다.
본 발명의 목적은 플라스틱 시트에 다수개의 와이어가 제공된 시트의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 방법은 가능한 한 간단하며 적은 수의 단계로 수행될 수 있도록 의도된다.
본 발명은
(a) 1 이상의 전기 전도체를 프레임형 소자 상에 장착시키는 단계 (연신기 프레임),
(b) 단계 (a)에 따라 장착된 전도체를 1 이상의 플라스틱 시트 상에 적용시키고 고정시키는 단계,
(c) 프레임형 소자를 제거하는 단계
를 포함하는 전기 전도체가 제공된 시트의 제조 방법을 제공한다.
전기 전도체는 전기 전도성 물질, 바람직하게는 금속, 특히 바람직하게는 텅스텐으로 제조된다. 전기 전도체의 지름은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 3 mm, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 40 ㎛에 해당한다. 와이어가 전기 전도체로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 단계 (a)에 따르면, 1 이상의 전기 전도체, 예를 들어 와이어가 프레임형 소자에 장착되어 전도체 세트를 형성한다. 전기 전도체는 예를 들어, 실질적으로 평행하게 장착될 수 있다. 하지만, 이들은 또한 임의의 다른 바람직한 패턴으로 프레임형 소자에 장착될 수 있다. 예를 들어 와이어를 프레임형 소자 주위에 감음으로써 와이어를 프레임형 소자에 장착시킬 수 있다.
바람직하게는 또한 다수개의 프레임형 소자에 동시에 전기 전도체가 제공될 수 있는데, 예를 들어 2개의 프레임형 소자가 서로 인접하게 위치하며, 이 주위를 전기 전도체로 감는다. 이 때 전도체 말단이 연신기 프레임에, 예를 들어, 클램핑 스트립(clamping stip)을 통해 적합하게 고정된다. 여기서 2개의 프레임형 소자가 서로 분리되고, 전기 전도체는 2개의 프레임형 소자 사이의 영역에서 절단된다. 이러한 방식으로, 전도체가 장착된 2개의 프레임형 소자를 동시에 제조할 수 있으며, 이것이 그 후 시트에 적용될 수 있다.
전기 전도체는 바람직하게는 프레임형 소자, 예를 들어 연신기 프레임 상에 200 ㎛ 내지 20 cm, 바람직하게는 0.5 mm 내지 5 cm, 특히 바람직하게는 1 내지 10 mm만큼의 떨어져 평행으로 또는 거의 평행으로 배열된다.
바람직하게는 적합한 연신기 프레임은 예를 들어 2 이상의 대향하는 측면 콤(side comb) 또는 일련의 압흔을 포함하는 직사각형 프레임인데, 이는 전기 전도체의 위치를 결정한다.
제2 단계 (b)에서, 장착된 전도체를 플라스틱 시트에 적용시키고 고정시킨다. 플라스틱 시트로의 적용 및 고정은 전도체 및/또는 플라스틱 시트를 가열시킴으로써 행해질 수 있다. 플라스틱 시트는 국소화된 방식 또는 넓은 구역에 걸쳐 가열될 수 있다. 이에 추가로 또는 별법으로, 모든 전기 전도체 또는 단지 전기 전도체의 일부가 가열될 수 있다. 가열을 통해 전기 전도체를 플라스틱 시트에 고정시키는 특히 하나의 바람직한 방식은 전도체와 접촉시에 플라스틱 시트의 표면이 용융되기 시작하도록 전기 전압의 인가를 통해 전 길이에 걸쳐 전기 전도체를 가열시켜, 전도체가 플라스틱 시트에 결합할 수 있게 하는 것이다. 별법으로, 전기 전도체는 또한 예를 들어 고온 와이어 또는 땜납 철을 사용하여 단지 국부에서만 가열될 수도 있다.
별법으로 또는 추가로, 전기 전도체의 플라스틱 시트로의 적용은 또한 접착 또는 접합을 통해 실행될 수 있다. 접착은 적합한 접착제의 적용 또는 바람직하게는 시트의 표면을 부분적으로 용해시키는 용매를 사용하여 전기 전도체의 플라스틱 시트로의 접착을 일으킴으로써 실행될 수 있다. 폴리카르보네이트의 플라스틱 시트의 경우에, 전도체를 고정시키기 위해 디옥살란 및 메틸렌 클로라이드를 용매로서 사용하는 것이 바람직하다.
전기 전도체의 플라스틱 시트로의 적용은 또한 장착된 전도체가 플라스틱 시트 상에 압착될 수 있도록 압력 하에서 실행될 수 있다. 바람직하게는 압착은 플라스틱 시트의 용융을 시작하기에 적어도 충분히 높은 승온에서 일어난다.
본 방법의 바람직한 실시태양에서, 장착된 전도체를 단계 (b)에 따라 플라스틱 시트 상에 적용시킨 후, 1 이상의 추가 플라스틱 시트를 적용시킨다. 이는 단계 (b) 후 직접 또는 단지 단계 (c)에 따라 프레임형 소자의 제거 후에만 일어날 수 있다. 추가 플라스틱 시트는 전기 전도체가 제1 시트와 제2의 추가 시트 사이에 배열되도록 적용된다. 추가 플라스틱 시트가 또한 적용될 수 있다.
바람직한 실시태양에 따르면, 추가적 단계 (d)에서 열가소성 물질을 사출 성형으로 통해 전기 전도체가 제공된 플라스틱 시트에 적용시킨다. 사출 성형을 통한 적용은 후방 사출 또는 후방 사출-압착을 통해 실행될 수 있다. 간단화시키기 위해서, 하기에서는 용어 후방 사출을 종종 사용하겠지만, 본 발명의 목적에 있어 후방 사출-압착의 또다른 방법이 언제나 용어 후방 사출내에 포함된다.
별법으로, 전기 전도체가 제공된 플라스틱 시트는 또한 예를 들어 특히 플라스틱 시트에 사용되는 열가소성 물질, 또는 유리의 패널에 적용될 수 있다. 이는 예를 들어 접착 또는 적층을 통해 실행될 수 있다.
열가소성 물질은 바람직하게는 0.5 mm 내지 50 mm, 특히 바람직하게는 2 mm 내지 6 mm의 두께로 후방 사출 또는 후방 사출-압착을 통해 적용된다.
단계 (d)에 따른 사출 성형의 경우에, 특히 성형물의 기하구조 또는 주형에 따라 제작된 시트를 주형에 삽입시키고 시트를 사출 성형 또는 사출-압착 성형 과정을 사용하여 이면 충전(back filling) 물질로 강화시킨다.
시트는 임의로 이동 주형 절반 (분사기 절반) 상 또는 실제 정적 (고정) 주형 절반 상의 주형에 삽입될 수 있다. 이 때 시트의 위치에 따라, 후자는 주형물의 내부 (사출 또는 사출-압착 방법을 통한 오버몰딩(overmoulding)) 또는 주형물의 외부 (후방 사출 또는 후방 사출-압착)에 놓인다.
단계 (d)에 따른 사출 성형 과정 (강화 과정)의 경우에, 시트는 바람직하게는 주형 내에 고정화되어야 한다. 시트의 고정화는 예를 들어 시트의 기하구조, 정전기적 고정화, 진공, 시트 상의 보유 돌기, 또는 주형 내의 체결 소자를 통해 달성될 수 있다. 시트는 바람직하게는 이의 기하구조를 통해 고정화된다.
시트의 정확하게 위치화된 고정화는 후방 사출 또는 후방 사출-압착 과정에서 매우 중요하다. 이는 분사기, 슬라이드 또는 코어 풀러(core puller) 형태의 특별한 구조가 후속하는 전기 전도체의 접촉시에 전기 전도체 내의 정확하게 위치화된 베딩(bedding)에 있어 요구되기 때문에 특히 중요하다. 전도체 내의 베딩은 바람직하게는 정확하게 조정가능한 코어를 사용하여 수행된다.
시트의 삽입 및 고정화 후, 사출 성형은 제조 기계의 구성-특이적 제조 파라미터에 따라 후방 사출 또는 후방 사출-압착 과정을 사용하여 수행된다.
후방 사출되는 플라스틱 시트 및 열가소성 물질은 동일하거나 또는 상이한 물질로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 투명 또는 반투명 열가소성물이 사용될 수 있다. 적합한 열가소성물의 예는 디페놀계 폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트, 폴리- 또는 코폴리아크릴레이트 및 폴리- 또는 코폴리메타크릴레이트, 바람직하게는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌 또는 스티렌과의 공중합체, 바람직하게는 투명 폴리스티렌 또는 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 투명 열가소성 폴리우레탄, 및 폴리올레핀, 바람직하게는 투명 폴리프로필렌 타입, 또는 시클릭 올레핀 기재 폴리올레핀 (예를 들어, 티코나(Ticona)사의 TOPAS®), 테레프탈산의 중축합 또는 공중축합 생성물, 바람직하게는 폴리- 또는 코폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET 또는 CoPET) 또는 글리콜-개질 PET (PETG)이다.
특히 바람직한 물질은 비스페놀-A 폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트 또는 비스페놀-A 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 및 폴리- 및 코메틸 메타크릴레이트이다.
열가소성 시트의 제조는 선행 문헌에 공지되어 있다. 후속하는 적용에 따라, 시트는 0.01 내지 10 mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.4 mm의 두께로 제조되어, 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있다. 높은 수준의 투명성을 달성하기 위해, 후방 사출 과정 동안 용융 흐름으로부터 떨어진 측면(side)이 가능한 한 평활한 표면을 나타내는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 경우에, 시트에는 전기 전도체의 적용 전에, 예를 들어 장식적인 목적으로 및/또는 통상적인 전기 버스와의 접촉을 실행하기 위해, 예를 들어 아케손(Acheson)에서 제조된 일렉트로다그®(Electrodag) 418 SS와 같은 전도성 페이스트의 임프린트(imprint)가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 이점은 전기 전도체가 플라스틱 시트에 레잉 헤드에 의해 연속적으로 적용되기 보다는 일 단계로 적용된다는데 있다. 이는 다수개의 와이어의 적용을 간단하게 하여 시간을 절약한다.
본 발명은 추가로 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조된 복합재 물질을 제공한다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조된 시트는 예를 들어 오토바이 헬멧용 바이저(visor), 또는 가열성 창문, 예컨대 자동차의 후방 창문, 또는 냉장고 문에 사용될 수 있다. 이를 위해, 시트는 바람직하게는 투명 또는 반투명 열가소성 물질로 후방 사출된다. 와이어는 개폐된 전원에 전기적으로 연결된다.
본 발명은 추가로 특히 광 방출 개구를 덮기 위한, 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조된 시트를 포함하는 렌즈를 포함하는 자동차용 등을 제공한다.
적합한 등은 모든 공지된 등, 특히 자동차 등이다. 바람직하게는 등은 방사원으로서 1 이상의 발광 다이오드를 갖는다. 하지만, 할로겐 램프 또는 가스 배출 램프와 같은 통상적인 방사원을 갖는 등이 또한 적합하다.
전기 전도체가 제공된 시트는 바람직하게는 후방 사출 또는 후방 사출-압착을 통해 이에 적용되는 투명 열가소성 물질을 가지며, 이에 따라 투명 시트, 전기 전도체 및 투명 열가소성 물질의 층을 포함하는 성형물을 형성한다. 성형물은 본 발명에 따른 등의 렌즈로서 작용한다. 전도체가 제공된 플라스틱 시트는 전기 전도체가 제공된 시트가 성형물, 즉, 렌즈의 외부 또는 내부 상에 형성되는 방식으로 후방 사출될 수 있다. 별법으로, 전기 전도체가 제공된 플라스틱 시트는 또한 예를 들어 접착 또는 적층을 통해, 유리의 렌즈에 적용될 수 있다.
성형물, 즉, 렌즈의 표면은 텍스쳐화되거나 또는 텍스쳐화되지 않을 수 있다. 성형물에는 또한 예를 들어 장식 목적으로 부분적으로 임프린트가 제공될 수 있다. 임프린트는 또한 많은 층으로 구성될 수 있다. 성형물은 코팅되거나 또는 코팅되지 않을 수 있다. 예를 들어 실록산, 폴리우레탄 또는 아크릴레이트에 기재한 상업적으로 입수가능한 내스크래치성 코팅물이 코팅물로서 고려될 수 있다.
가열 수단의 전력 소비를 자동적으로 조절하고 이를 특히 자동차 전기 시스템의 부하 상태와 일치시키기 위해, 가열 수단으로 작용하는 전기 전도체는 적절하게는 적합한 센서 및 적합한 조절 전기제품과 연결된다.
평행하게 이동가능한 사이드 스트립을 갖는 직사각형 연신기 프레임을 사용하여 평행 와이어 세트를 제조하였다.
연신기 프레임의 섀시(chassis)는 3개의 고정 측면 부재 및 대향하는 측면 스트립에 평행하게 배치될 수 있는 제4 측면 스트립으로 이루어졌다. 배치가능한 측면 부품을 각각의 경우에 오른쪽 및 왼쪽 측면 상의 2개의 바를 통해 적소에 두었다. 각각의 측면 상의 2개의 고정화 블록은 배치가능한 측면 스트립의 위치를 보장하였다. 배치가능한 측면 스트립 및 대향하는 스트립의 상부에는 2개의 대향 콤을 형성하는, 서로 1 mm만큼 떨어져 장착된 둥근 페그(peg)가 있었다. 이러한 페그는 1 mm의 지름을 가졌다. 폴리카르보네이트 시트를 직접 페그 상에 유지시키면서 연신기 프레임 내에 고정시켰다. 말단이 접착 테이프를 통해 고정된 측면 부 재에 부착된 지름 19 ㎛를 갖는 텅스텐 와이어를 연신기 프레임 상에서 연신시켰다. 이를 위해, 와이어를 페그에 적용시키고, 폴리카르보네이트 시트 상에서 연신시키고, 이동가능한 측면 스트립 상의 상응하는 반대-페그 주위에 두고, 고정된 스트립에 대해 뒤로 통과시켜 거기서 다시 다음 페그 주위에 연신시켰다. 이에 따라 와이어를 연속적으로 둠으로써, 서로 1 mm만큼 떨어진 총 80개의 평행한 와이어를 포함하는 패턴이 폴리카르보네이트 시트 아래에 얻어졌다. 와이어의 말단을 차례로 측면 부재에 접착 테이프를 통해 체결시켰다.
와이어를 시트 상에 고정시키기 위해, 사용되는 폴리카르보네이트에 적합한 용매를 사용하거나, 또는 바람직하게는 전기적으로 가열되는 팁을 통해 시트를 국소 가열시켜, 기판을 국부에서 연화시키고 압착 및 그 뒤 냉각을 통해 와이어를 기판에 연결시켰다.
폴리카르보네이트 시트에 사용되는 액체는 메틸렌 클로라이드 중 폴리카르보네이트의 포화 용액이었다. 이를 피펫을 사용하여 고정된 지점에 적하시켰다. 이를 행할 때, 와이어가 폴리카르보네이트 시트상에 있는 것을 보장하거나, 또는 용매 액적에 의해 적어도 둘러쌓이는 것을 보장하도록 주의해야만 한다. 용매를 증발시키고 액적을 경화시켜 고체 폴리카르보네이트를 형성함으로써, 와이어를 시트 상에 고정시켰다.
와이어가 폴리카르보네이트 시트 상에 고정된 경우, 연신기 프레임을 헐겁게하고 형성된 와이어 루프를 연신기 페그 상에서 취출시켰다. 와이어의 루프 말단 각각을 은 전도성 페이스트를 통해 복합재의 양쪽 측면 상의 전류 분배 버스 바에 전기적으로 연결시켰다. 이러한 방식으로, 평행 와이어를 시트 상에 평행하게 전기적으로 연결시키고 전원의 2개의 극에 연결시켜 평행 가열 와이어로 사용할 수 있었다.
또다른 실험에서는, 평행 와이어의 일련의 연결을 달성하기 위해, 단지 고정된 와이어의 개방 말단만을 전원에 전기적으로 연결시켰다.
상기 기술된 바와 같은 와이어를 폴리카르보네이트 시트의 연부에 고정시키는 것은 필수적이지만 또한 중앙에서도 중간 고정으로 의미있었는데, 이는 시트/와이어 복합재의 가공이 이에 따라 단순화되기 때문이었다. 각각의 고정점은 예를 들어 열가소성 물질 (또한 폴리카르보네이트)을 갖는 시트의 후방 사출 또는 제2 폴리카르보네이트 시트를 갖는 와이어 측면 상으로의 시트의 적층 후에는 더이상 보이지 않았다.
Claims (14)
- (a) 1 이상의 전기 전도체를 프레임형 소자 상에 장착시키는 단계,(b) 단계 (a)에 따라 장착된 전도체를 1 이상의 플라스틱 시트 상에 적용시키고 고정시키는 단계,(c) 프레임형 소자를 제거하는 단계를 포함하는 전기 전도체가 제공된 시트의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 장착된 전도체를 단계 (b)에 따라 플라스틱 시트 상에 적용시킨 후, 1 이상의 추가 플라스틱 시트를 적용시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 전도체가 금속, 바람직하게는 텅스텐으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도체의 두께가 5 ㎛ 내지 3 mm, 바람직하게는 10 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 시트가 디페놀계 폴리카르보네이트 또는 코폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트 또는 코폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 코폴리메타크릴레이트, 바람직하게는 폴리메틸 메타 크릴레이트, 폴리스티렌 또는 스티렌과의 공중합체, 바람직하게는 투명 폴리스티렌 또는 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 투명 열가소성 폴리우레탄, 폴리올레핀, 바람직하게는 투명 폴리프로필렌, 시클릭 올레핀 기재 폴리올레핀 또는 테레프탈산의 중축합 또는 공중축합 생성물, 바람직하게는 폴리- 또는 코폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET 또는 CoPET) 또는 글리콜-개질 PET (PETG)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 시트의 두께가 0.01 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가적 단계 (d)에서 열가소성 물질을 사출 성형을 통해 전기 전도체가 제공된 플라스틱 시트에 적용시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 단계 (d)에 따른 사출 성형용 열가소성 물질이 폴리카르보네이트인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 열가소성 물질을 0.5 mm 내지 50 mm의 두께로 적용시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 시트 상에 고정된 1 이상의 금속 와이어를 갖는 1 이상의 폴리카르보네이트 시트를 포함하는, 전기 전도체를 갖는 복합재 물질.
- 제10항에 있어서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 복합재 물질.
- 제10항에 있어서, 폴리카르보네이트 시트를 와이어를 포함하는 측면 상에 열가소성 물질로 후방 사출하는 것을 특징으로 하는 복합재 물질.
- 제10항에 있어서, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 복합재 물질.
- 광 방출 개구를 덮기 위한, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 제조된 시트를 포함하는 렌즈를 포함하는 등(light).
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