KR800002243Y1 - 열회복성 자체 가열식 봉합장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열회복성 자체 가열식 봉합장치

제 1 도는 자체 가열식 열 회복성 장치, 즉 접합케이스의 투시도이며, 그 속으로 여러가지 크기를 가진 다수의 케이블들이 위치하여 접합되어 있다.

제 2 도는 제 1 도 장치의 끝 부분이며 그것이 팽창하여 열 회복 형태로 되기전의 열 불안정 상태이다.

제 3 도는 팽창되어 열 불안정 형태로 된 후의 장치의 끝 부분을 나타낸다.

제 4 도는 한 세트의 케이블에 대해서 열 회복된 후의 장치의 끝부분을 나타낸다.

제 5 도는 제 3 도의 5-5선을 따라 절취한 것으로 장치의 적층(Iay) 구조를 자세하게 보여준다.

제 6 도는 케이블을 삽입하기 전의 장치의 투시도 이다.

제 7 도는 또 다른 구체형의 투시도 이다.

제 8 도는 접합 케이스의 한쪽 끝 부분에서의 단면도 이다.

제 9 도는 구조의 상세한 부분을 보여주기 위해 한쪽 끝이 절단된 투시도 이다.

제 10 도는 비(非)열 회복성 기저 구성물 아래에서 본 접합케이스의 투시도 이다.

제 11 도는 내부 공동의 자세한 부분을 보여주는, 접합케이스의 길이로 절단한 단면도 이다.

제 12도는 합사전극(braid electrode)을 만드는 방법을 나타낸다.

제 13 도는 전극들이 측면 버스 바아(bus bar)위로 위치하여 부착되는 방법을 보여준다.

제 14 도는 적층(lamination)되기에 앞서 지그(jig)로 위치한 열 회복성 소재들에 대한 여러층의 블랭크(blank)를 보여준다.

제 15 도는 블랭크가 열 회복성 소재에 대한 기본 형태로 만들어지는 과정을 보여준다.

제 16 도는 열 회복성 소재가 교차된 후에 그것의 열 안정형태 있는 것을 보여준다.

제 17 도는 열 회복성 소재의 끝 부분과 측면에 대한 보강 플랜지의 구조를 보여준다.

제 18 도는 팽창되기에 앞서 지그로 위치한 열 회복성 소재에 플랜지가 부착된 것을 보여준다.

제 19 도는 팽창 단계의 끝 부분에서의 열 회복성 소재를 보여준다.

제 20 도는 내부 구조를 더욱 자세히 보이기 위해서 접합케이스의 상부 그리고 하부 소재를 투시도로 보여 준다.

제 21 도는 케이블 접합부분 주위에 설치된 특히 바람직한 구체형을 보여준다.

본 고안의 열 회복성 장치는, 덮어 씌워지거나 봉합되어야 할 파이프나 케이블 연결부 또는 접합부 둘레에 위치할 수 있는 형태로 되어 있다.

같은 크기 또는 다른 크기의 많은 케이블을 포함하는 접합부의 봉합 방법이 제공되어 있다. 본 장치는 봉합된 접합부 둘레에 놓인 뒤, 이 장치를 함께 결합하기 위한 밀폐장치를 포함하고 있다. 바람직한 구체형에서, 장치의 내부 표면은 접합부의 주위를 둘러싸기 위한 열 활성접착제나 봉합제를 포함하고 있고 장치의 외부층은 열 회복성 절연물질이다. 특히 바람직한 구체형에서는 장치가 자체에 포함된 가열 장치를 가지고 있는데, 그 가열 장치는 전도성 채움재(filler)가 내부에 산개되어 있는 중합체 물질로 구성되어 있고, 전술한 가열 장치는 저항의 양성 온도 계수(PTC)를 보여 그것이 자율 조절식이 되게 해준다.

본 고안을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 고안에 따른 열 회복성 봉합장치를 보여 주는 것으로, 다수의 케이블들을 받아들이고 케이블들 사이의 접합부분을 수용하기 위한 확대된 중앙부분을 갖기에 적합하게 되어 있다. 이같은 구조는 저전압전화 케이블에 특히 알맞으며, 다수의 케이블이 최소 비용으로써 신속하고 효과적으로 접합된다.

제 1 도에 나타낸 장치는 전적으로 열 회복성 물질로 제조될 수 있으며 그 내부에는 제 5 도에 보인바와 같은 자체 발열식 구성물이 적층되어 있다. 그렇지 않으면, 접합케이스의 접힌 곳, 즉 접합케이스의 끝과 점선(18)사이의 부분으로 된 접합케이스의 각 끝부분만이 열 회복성이 되게 하고 중앙부분은 열 회복작용을 갖지 않게할 수도 있다. 열 회복성 물질의 적층은 열 회복성이 되게 하기 위해, 예를들면 조사(irradiation)와 같은 방법에 의해서 교차결합(Cross-linked) 되어 있다. 층(10)으로 된 열 회복성 부분은 제 2 도에서 보는바 처럼 안정되고 팽창되지 않은 상태로 위치해 있으며, 접힌 부분(11)을 갖고 있다. 팽창되지 않은 접힌 부분은 물론, 팽창에 충분한 여분의 물질이 허용된다면, 일반적인 케이블의 형태를 포함해서 어떤 형태든 취할 수 있다. 접힌 부분은 공지의 기술에 의해서, 제 3 도에 나타낸 바와 같이, 봉합될 케이블의 직경보다 더 큰 직경으로 팽창된다.

물질은 충분이 탄력적이고 유연하므로 케이블이 접힌 부분의 구멍속으로 끼어들어갈 것이다. 제 3 도와 제 4 도에 가장 잘 보여진 바와 같이 구멍은 삽입된 케이블의 크기에 따라서 여러가지 크기를 가질 수 있으며, 한편 한가지 크기의 구멍은 덮어 씌워져 넓은 범위에 걸친 크기의 케이블을 봉합할 수 있다는 것을 기억해 두어야 한다. 열 회복성 부분(10)은 접합케이스(12)의 밑바닥 부분과 합치되어, 있는데, 접합케이스는 비록 예를 들어 제 7 도에서와 같은 몇몇 구체형에서는 열 회복성이더라도 여기서는 열 회복성이 아니다. 밑바닥 부분(12)는 케이블 접합부분에 대한 영구설치대로서 사용될 수 있으며 시스템을 견고하게 해준다. 또는, (10)과 (12)부분의 한쪽 에지(14)에는 (제 4 도) 상호 협동작용을 하는 힌지(hinge)가 있고, 반대편 에지(16)에는 봉합장치를 가질 수도 있다. 또 다르게는, (10)과 (12)부분이 동일한 물질로 형성된 겅우 에지(14)에서는 그것들이 통합되고 에지(6)에서는 봉합장치를 갖게할수 있고, 또한 양쪽 에지(14)와 (16)에서 모두 떨어져서 (10)과 (12) 부분이 분리되어 있게할 수도 있는데, 이 경우에는 케이블을 삽입하려면 열 수축성 부분을(10)과 (12) 부분으로부터 들어 올리기만하면 된다. 원한다면, (10) (12) 부분에 장축(長軸) 방향을 따라 보강용 스트립을 박아 넣을 수도 있으며 에지(14),(16)에 가깝게 넣는 것이 좋다. 그런 스트립들은 또한 버스바아(bus bar)로서의 작용도 해 준다.

본 고안에 따라 케이블 접합부분을 봉합하는데 있어서, (10)과 (12) 부분은 분리되어 있으며, 케이블(20),(22),(24)는 그 안에 놓인다. 제 2 도, 제 3 도 그리고 제 6 도에 대해서 좀더 자세하게 참조하면, (10)과 (12) 부분은 통합되어 있지도 않고 힌지가 장치되어 있지도 않으며, 힌지가 장치된 클램프(Clamp)(52) 및 (54)같은 클램핑 장치가 사용되어 있는데, 그와같은 클램프는 볼트(56) 및, 윙니트(wingnut)(58)에 의해 죄어져 있다. 클램프는 케이블이 삽입되고 열 회복되는 동안(제 4 도) 뿐만 아니라 팽창하는 동안(제 2 도) 적층(10)과 (12)를 함께 묶어두는 역할을 할수 있다. 비록 그와같은 클램프가 설치물의 영구적인 부분이 될수 있을지라도, 그것은 설치후에는 제거되는 것이 좋으며, 미국특허번호 제3,770,556호에 설명된 것과 같은 접착제가 에지를 영구 봉인하기 위한 밀봉제로서 사용된다.

또한 끝 부분에서, 케이블간의 적당한 간격은 클램프장치에 의해 가장 적절하게 보장된다. 제 6 도에 가장 잘 나타나 있듯이, 그것은 판분리기(62)인데, 이것의 내부에는 접힌부분(11)(제 2 도)를 수용할 수 있는 구멍이 있으며, 이와같은 판은 팽창과 봉합 작용중에 클램프(64)와 (66)에 의해 층(10)과 (12)를 단단히 봉합시킨다.

시스템에 강도를 주고 시스템을 보호하기 위해서, 그리고 습윤수증기의 침투를 막고 체를 막거나 무선주파수 차폐를 해줄 필요가 있는 경우에는, 케이블 접합부분 자체를 임의로 고체 캔(Can)안으로 덮어 씌울 수 있는데, 그 윤곽은 제 1 도에 일반적으로 (26)으로 표시되어 있는 열 회복성 구성물의 중앙부분 아래에 위치한 점선(18)과 (18a)에 의해서 도시되어 있다. 중앙부분(26)이 열 회복성인 경우, 그것은 금속이나 주형플라스틱 및 어떠한 고체물질로서도 적당하게 제조될 수 있는 캔의 모양을 그대로 따르게 된다. 끝부분 구멍(19)(21) 그리고 (23)은 여러가지 크기의 개별적인 케이블들을 받아들이기에 적합하도록 되어 있다. 열 회복성 구성물의 다른 끝 부분은 결합된 케이블을 받아들일 수 있도록 케이블과 유사한 크기의 구멍을 가지고 있으며, 모든 구멍들이 한쪽으로만 제한되어 있을 수도 있다.

고체 캔이 접합부분을 덮어 씌우는데 사용되는 경우, 열 회복성 구성물에 의한 중앙부분에서의 봉합은 불필요할 수도 있다. 그러므로 본 고안 장치의 열 회복성 부분은 끝 부분에만 한정될 수도 있으며, 이로써 캔으로 인입되는 개별적인 케이블들을 봉합하게 된다. 이런 경우에는, 중앙부분(26)은 비(非) 열 회복성 물질일 수 있으며, 또는 열 회복성 물질이더라도 열 회복 작용을 일으키게 할 필요가 없다. 또는, 그 물질을 캔 위에까지 뻗어 있게할 필요가 없으므로 캔은 노출될 수도 있으며, 단지 제 5 도의 층(30),(31)과 같은 절연층만 캔 위로 뻗게하고 나머지 층들은 말단부에 제한시킬 수 있다.

제 5 도를 좀더 자세하게 참조하면, 열 회복성 봉합장치는 그 내부에 전극을 가진 적층 자체 발열식 구성물로 구성되어 있으며, 전극은 적당한 전력원에 연결되어 있다. 특히 적합한 적층 구성물들은 "적층 자율 조절 가열기"라는 제목의 출원번호 제601,638호에 완전히 설명되어 있다. 요약하면, 그러한 구성물은 열회복성인 외부 절연층(30)으로 구성되어 있다. 층(34)는 중합체 또는 고순도 결정형 폴리올레핀과 에틸렌-프로필렌고무의 혼합물과 같은 중합체 혼합물로 구성되어 있으며, 그 내부로 전도성 카아본 블랙이 산개되어 있다. 층(34)는 저항의 양성 온도 계수 특성을 보여주며 이로써 발열량을 조절하게 된다. 층(34)는 일정 전력 출력층(32)와 (36) 사이에 삽입되어 있으며, 후자는 또한 그 내부로 카아본 블랙이 산개된 중합체 혼합물로 되어 있을 수 있다. 이러한 적층들은 넓은 온도 범위에 걸쳐 주어진 전압에서 일정한 전력 출력을 내며 저항의 포지티브 온도 계수 특성을 나타내지 않는다. 내부 절연층(31)도 또한 적층될 수 있다. 층(31),(32),(34) 그리고 (36)도 역시 열 회복성이면 좋다. 내부층은 케이블을 결합시키고 봉합시키기 위해 그 자유 표면상에 접착성 코우팅을 할 수 있다.

일정 전력층(32)와 (36)내에 전극 그리드(grid)(38)과 (40)이 묻혀 있으며, 이와같은 그리드들은 제 6 도에서 보는 바와 같이 반대쪽편의 배터리 터미날에 연결될 수 있다. 이러한 구조는 전류가 PTC 층(34)을 통과해서 전극(38)으로부터 전극(40)으로 통하도록 해준다. 바람직한 전극 디자인과 구조는 "패브릭(fabric) 전극을 가진 자체 가열장치"라는 표제의 미국특허 출원번호 제601,549호에 설명되어 있다.

PTC 층을 가로지르지 않고 관통해서 전류가 흐름으로써 더욱 균일하게 가열된다. 자세히 말하면, 전압이 PTC층의 평면을 따라 인가되면, 특정한 전기 전도를 따라서 극소적으로 가열이 되어 전체 적층에 걸쳐서는 열 분포가 균일하지 않게된다. 이것은 다시 더욱 큰 문제를 야기시키며, 전체가 열 장치를 쓸모없게 만든다. 만약 극소적인 가열이 전류통로에 대해 횡방향인 선을 따라서 Ts 온도(저항이 급격히 증가하는 온도)에 도달하였다면, 그 통로를 거쳐 전류가 흐르는 것을 방해할 것이며, 결국은 이렇게 형성된 "열편재선(hot-line)"의 온도가 Ts온도 아래로 떨어질 때까지 가열 장치를 동작되지 않게 할 것이다. 하환하면 비록 단지 미소한 면적의 적층만이 Ts온도에 도달했다 할지라도, 말단 전극들 사이에서 적층을 가로지르는 "열편재선"은 가열장치를 동작하지 않게 만든다. 이것은 가열기를 매우 비효율적으로 만드는 것이며 따라서 대단히 낮은 열 용량을 보여주게 된다. 이러한 열편재선 문제는 PTC 물질을 전극 사이에 위치시킴으로써 극소화될 수 있으며, 그렇게 함으로써 열 편재선이 발생할 가능성이 있는 전기 전도로의 길이를 최소로 줄일 수 있다. 최소 전기전도로서 최대효율을 얻으려면, 적층의 길이 대 두께의 비가 최소가 되어야 한다. 그러나, 짧은 전기 전도로와 몇몇 응용예에서 요구되는 제한된 면적 때문에, 더 낮은 전력입력에서 그런 구조에 대한 부적합한 가열이 발생할 수 있다. 이점을 개선하기 위해서, 주어진 전압에서 일정한 전력이나 주율열을 내는 물질, 즉 PTC 특성을 갖지 않는 물질인 층(31)과 (36)이 PTC 층과 함께 부착되어 있으며, 이로써 이러한 구성물은 열 편재선 없이 자율-조절되는 우수한 가열효과를 보여준다. 층을 관통해서 전압을 걸어주는 점과 또한 적층구성물을 조립하는 점들에 대한 좀더 철저한 분석은 "적층 자율-조절 가열기"의 제목을 가진 출원번호 제601,638호를 참조하라.

비교적 높은 온도에서 층(34)로 채택될 적당한 PTC 구성물에 대한 좀더 상세한 설명은 "저항의 양성 온도 계수를 가진 구성물"의 제목을 가진 출원번호 제601,639호 1974년 9월 27일에 파일된 미국 출원번호 제510,035호(현재 포기됨), 그리고 "온도 오우버슈트(over shoot)가열기"라는 표제의 미국특허출원번호 제601,427호(협재 미국특허 제4,017,715호)에 나와있다.

제 7 도를 보면, 본 발명의 또 다른 구체형이 도시되어 있다. 이러한 구조는 단일 시트의 물질로 부터 형성되고 팽창된 것이며, 일반적으로 제 5 도의 적층 구조를 가지고 있다. 케이블을 상술한 구멍(44)(46), 그리고 (48)을 통해서 삽입한 후에, 장치는 적당한 봉합장치(51)로써 반대쪽에 에지(50)에서 봉합된다. 이와 같은 장치는 물론, 여러가지의 케이블 직경이나 모양에 알맞도록 만들어질 수 있다. 그것은 (50)에 봉합장치가 있고 (47)에서 자체-힌지된 "대합조개(clam shell)"형이라고 할 수 있다.

본 고안의 특히 바람직한 형태는 제 8 도에 단면도로서 나타내어져 있다. 그것은 상부 및 하부 소재(96)과 (80)으로 구성되어 있다. 상부소재(96)은 일정 전력물질의 외부와 내부층(68)과 (70) 및 PTC 물질의 코어(core) 층(69)로 구성된 가열기에 단단히 부착된 외부 접합케이스 덮개(67)로 구성되어 있다. 내부 일정 전력층(70)의 안쪽 표면에 접착제(71)이 부착 고정되어 있다. 제 9 도에 더욱 상세하게 나와있는 바와 같이, 편조선(編組線)으로 형성된 유연한 전극(72)가 일정전력층에 묻혀있다. 열 수축성인 각각의 말단부분의 접힌 부분은 케이스의 장축과 교차하는 방향으로 3개의 전극을 가지고 있다. 같은 극성의 전극들은 케이스 양쪽의 길이를 따라 연장된 버스(bus) 전극(73)과 (73a) 그리고 (74)와 (74a)에 연결되어 있다(교차되는 영역에서 용접, 납땜 또는 전도성 접착제로 부착시킴으로써 연결시킨다). 전극(73)(73a)(74)(74a)는 편조선이나 얇은 금속스트립으로 구성될 수 있다.

다시 제 8 도와 제 9 도를 참조하면, 한쪽은 전극(73)의 중앙부분에, 또 다른 한쪽은 전극(74a)의 중앙부분에 붙어있는 탭(75)와 (76)은 전력원에 대한 연결을 쉽게 해줄 수 있다.

다시 제 8 도와 제 9 도를 참조하면, 첫번 열 수축성 층 위로 보강 플랜지(77),(78),(79)가 부착되어 있으며(아교나 여타 접착방법을 씀), 이것은 임의의 적당한 고체물질로 제조될 수 있다. 특히 적당한 물질로는 금속이나, 폴리카보네이트, ABS 또는 SAN 수지같은 열 가소성 물질 그리고 폴리아미드, 폴리올레핀 같은 충진된 중합체들이다.

특히 좋기로는, 유리 충진된 나일론이다. 하부소재(80)은 열 회복성 물질이 아니며, 보강제로서 외부늑재(肋材)(81)을 가지며, 임의로 내부리지(82)를 가질 수 있으며 이것은 제 10 도에서 처럼 열 회복성 접힌 부분(fold)의 개구부와 일치하겠끔 되어있다. 접합 케이스는, 상부 그리고 하부 소재를 함께 갖다두고, 플랜지(77)(78)(79)에 스프링클립(83)(84)(85)로써 고정시킴으로써 조립된다.

접합 케이스에 대해 여러가지의 봉합장치들이 채택될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 봉합장치는 회복온도에서 열 회복단계를 견딜 수 있는 것이라야 한다.

제 11 도는 케이스의 종축을 따라 자른 단면도이다. 중앙공동(86)은 케이블로부터 각각 접합된 전선들을 포함하게 된다. 임의로, 소형용기(95)(건조제로 차 있음)를 그 속에 넣을 수 있다.

이하에서 설명될 것이지만, 용기벽은 접합케이스 내부 공동으로 수분이 확산되어 들어오는 율보다 더 큰 비율로 확산되어 통과될 수 있게해 주는 것이다. 공동(86)으로 출입할 수 있게 하여 설치된 접합케이스의 압력테스트를 할 수 있도록 밸브를 장치할 수도 있다.

전극물질은, 금속 편복선으로 되는게 좋은데, 예를들면 16개의 캐리어(carrier)로 형성되었으며, 가능한한 큰 편복각으로 편복된 38awg의 주석도금한 구리전선의 4가닥중 각각이 엷은 전도성 또는 비전도성 열가소성튜브 주위로 감겨져 있다. 일정전력 물질과 같은 조성을 가진 외부반경 0.25인치의 두께 10밀(mil)의 튜브 둘레에 75°의 편복각으로 하면 훌륭한 결과가 얻어진다. 편복된 튜브는 열가소성 튜브의 연화온도(softening temp)로 또는 그 이상으로 가열되어 편편해지는데, 여기서 편복선이 펴지지 않도록 세심한 주의를 기울여야 한다. 이러한 공정단계는 제 12 도에 나타나 있다.

다음 단계의 공정은 전극/버스 시스템을 구성하는 것이며, 이것은 탭(75)를 측면전극(74)에 부착하는 단계를 포함하고 있으며, 뒤따라서 말단전극(72)을 부착시키게 된다. 적당한 부착방법으로는 점용접(spot welding), 납땜 그리고 아교 접착등이 있다. 전극이 일정전력층과 동일한 산질의 전기전도성 코어(core) 주위에 감긴 편복전선으로 구성되어 있을 경우, 전극들을 함께 결합시키기 위해서 전도성 열 가소성 플라스틱코어를 사용하여 고온 결합(hot bonding)을 함으로써 훌륭한 결과가 얻어진다. 기본적인 구조물을 형성하기 위해서, 전극들을 서로 부착시키는 것은 제 13 도에서 볼수 있듯이 지그를 사용하면 용이해진다. 상술한 편편하게 만든 편복선 외에 말단전극으로 사용되는 산질은 짜거나 엮은 금속망, 전도성 섬유 또는 금속도금한 중합섬유 또는 섬유 방향으로 고전도성을 띄게 만든 전도 성입자들을 함유하고 있는 중합체 섬유들을 포함할 수도 있다.

이러한 모든 장치형태에 있어서, 접합케이스를 제조하거나 설치하는 도중 발생하는, 접촉케이스의 팽창이나 열 회복 부분의 피복화에 아무 저항도 주지 않도록 전극은 매우 신장도가 크고 유연해야 한다.

비슷한 물질들이 측면 전극에 대해서 사용될 수 있으나 이러한 전극들은 제조나 설치도중 어떠한 심각한 변형도 받지않아야 되므로 이들은 다공화되어 있는 평판금속 또는 여타 고전도성 스트립, 그리고 단일 또는 여러 가닥으로 된 전선과 같은 비교적 비-신장성 그리고 비 유연성 물질들로 만들어 진다.

접합케이스에 대한 블랭크의 구조는 제 14 도에 나타나 있다. 사출, 동시사출(coextruson) 또는 열 캘린더(hot Calendar)에 의해서 제조된 여러가지 가열기 적층들은 지그 프레임에 편리하게 조립된다. 도시된 형태에 있어서, 피막층(67)이 프레임내에 위치하고 그 위로 계속해서 일정 전력층(68a), 제1군의 전극(73/73a)(끝이 오른쪽으로 나있는 탭을 가짐), 또 다른 일정 전력층(68a), PTC 조절층(69), 또 다른 일정전력층(70a), 제2군의 전극(74/74a)(끝이된 쪽으로 나있는 탭을 가짐), 그리고 그 위에 최종 일정 전력층(76b)으로 구성되어 있다. 전체 구조는 테프론 보호층(97) 사이에 끼워져서 적층 구조로 되어 있으며 전체적으로 압력하에서 가열된다. 지그는 적층화 과정도중 전극들과 여러 층들을 고정되어 있도록 유지시키는데 적합하게 사용된다. 같은 이유로 적층화 과정중, 최소한의 압력이 가해진다. 적층작업이 끝나고 테프론 층을 제거한 후에 조립된 접합케이스 블랭크는 포말고무판(100)사이에 끼워져서 어니일링되며, 이때 온도는 약 370℉이고, 구성층들이 완전히 이완되도록 최소 압력을 가하여 충분한 시간 처리한다. 포함되는 물질에 따라서, 어니일링 시간은 2분에서 1시간 이상까지가 적합하며, 5분에서 15분 사이가 바람직하다. 블랭크는 어니일링 온도에 머물러 있는 도중에 제거되며 화살표로 표시된 바와같은 압력을 가하여 제 15 도에서와 같이 주형 위에서 형태를 뜨고 이로써 제 16 도에 나타낸 팽창되지 않은 접합케이스 구조(87)°를 형성하게 된다. 이러한 공정에서, 상술한 바와같이, 가열기가 퍼지는 일이 없도록 세심한 주의가 요망된다. 만약 원한다면 쐐기모양의 분지된 리지(ridge)들을 플랜지(77)(78)(79)의 상부 표면상에 올려놓을 수 있으며, 이러한 리지들은 클램프(83)과 (85)에 의해서 가해지는 압력을 조정하게 하여준다.

기본적인 접합케이스 구조(87)은, 공지의 기술에 의해 이온화 방사선(ionizing radiation)으로 조사(irradiate)된다. 적당한 이온화 방사선은 감마선, X-선 그리고 가속화된 전자들을 포함한다. 요구되는 조사량은 전체형태를, 그것의 중합체 성분의 결정용융점 이상에서도 변하지 않게할 만한 양이어야 하며, 반대로 열 회복성 구조를 형성하도록 팽창시키는 도중 연장작용(elongation behavior)을 일으킬 만큼 과도하게 조사해서는 안된다. 적당한 조사량 범위는 2-50 megarads이며, 5-20 megaradas가 바람직하다.

조사후 "열 안정"형태로 간주될 수 있는 블랭크는 제 17 도에서 제 19 도에 이르는 일련의 공정을 따라서 "열 회복" 형태(88)로 형성된다. 장치(87)를 그것의 결정중합체 구성분의 융점 근처까지 도달시키기에 충분한 만큼 미리 가열한 다음, 형성된 블랭크를 제 18 도에 나타나 있듯이, 지그(89)에 삽입시킨다. 제 17 도에서 도시된 바와같이 접착제(90)으로써 코우팅된 접촉표면을 가진 보강플랜지(77),(78),(79)는 형성된 블랭크(87)의 말단부분과 측면에 위치한다. 말단플랜지(78)은 제 17 도에 나타나 있듯이 길게 연장된 탭(91)을 가지고 있으며 거기에는 지그(89)에 부착시킬 위치선정 구멍(92)의 뚫려져 있다. 모든 플랜지들의 바깥 가장자리에는 젖혀진 모서리(98)이 있으며, 이것은 가열기의 가장자리를 기계적인 손상으로 부터 보호하는 역할을 한다. 측면플랜지(77)과 (79)에는 그 중앙외곽의 에지에 소형측판(Shroud)(99)이 있어서 전극탭(75)와 (76)을 둘러싸며 그 크기는 Arc-Less 사에서 생산되는 것과같은 1/4×1/32인치의 표준 즉각단절형 연결기(Standard guick disconnect type connector)에 맞도록 되어 있다. 측면 그리고 말단 플랜지에 압력이 가해지고, 접속케이스의 접힌 부분과 중앙 공동은 적당한 팽창 장치에 의해서 형성된다. 그러한 팽창기술은 잘 알려진 것으로 심축(心軸, mandrel 팽창과 압축공기 또는 진공 성형기술을 포함하는 것이다. 이 공정에서 심축이 사용될 때는 주름 부분의 종축방향 압축을 방지하도록 세심한 주의가 기울여져야 한다. 그런 압축을 최소화 하기위해 적합한 장치로서, 심축과 접힌부분 사이에 방사상으로 팽창가능하거나 원주상으로 분절된 슬리브(sleeve) 장치를 설치할 수 있는데 그것은 접힌 부분으로부터 심축에 의해 가해지는 종축방향의 삽입력을 감합(decouple)시키는 역할을 해준다. 그렇지 않으면 종축방향으로 압박을 받는 탄성 튜브에 대한 압축공기 또는 수압식 팽창방법을 사용할 수도 있다. 중앙 접합케이스 공동은 압축공기 팽창으로 형성시키는 것이 좋다. 팽창된 블랭크는 제 19 도에서와 같이 힘을 받는 상태하에서 냉각되고 지그로 부터 분리되며 제 20 도에서 보인 바와 같이 접착제층(93)이 하부소재(80) 및 접힌부분(71)의 내부 표면상에 밀착될 표면에 부착된다. 접착제층은 또한 소재(80)의 접착표면에 부착될 수도 있다. 이 단계에서, 만약 원한다면 흡습제로 충전된 용기(95)가 제 20 도에 나타난 바와같이 중앙공동(94)의 내부 벽에 고정될 수 있는데, 제 20 도는 완성된 상부 열 회복성 소재(96)을 보여주며, 여기서 접힌 부분과 중앙공동과의 상호 관계를 볼 수 있다. 또는 흡습제는 제 11 도에 나타나 있듯이 기저판에 부착될 수도 있다.

전극이 접합케이스의 상부 소재에 위치해 있다는 점 및, 일정 전력층과 PTC층의 상대적인 저항 값으로 인해서, 예를들어 12 또는 24볼트의 납산(lead acid) 배터리 같은 전력원에 연결했을 때 열 회복과 접착제의 활성화를 야기시키는 가열이 주로 접힌 부분과 플랜지 영역에서 발생한다. 따라서 중앙 공동은 많은 양의 열을 내기에 충분할 만큼의 전력을 발생시키지 않는다.

상술한 바와같이, 가열기 층에 사용되는 합성물은 접속 케이스를 극히 빨리 가열시키도록 선택될 수 있다. 예를들어, 앞에서 상술한 PTC 합성물을 사용했을 때, 1분 이내에 접힌 영역에서 가열기는 115°-120℃에 도달하였다. 그러한 온도에 도달하자마자 접힌 부분은 열회복되기 시작했다. 약 2분안에 접힌 부분은 기체(基體) 즉 케이블 주위로 수축하며, 8-13분 더 후에 접착제층은 완전히 활성화되어서 케이블 자켓이나 비 열 회복성 기본 소재에 점착밀봉 되었다. 그러므로, 전형적인 예로 가열기는 약 10-15분 동안 전원에 연결되어 있다. 가열기가 전력을 받는 시간은 접착제의 온도 요구에 따라 그리고 열 부하(the mal lord) 및 여타 요인들에 따라서 변화한다. 놀랍게도, 본 고안에서는 소요시간이 비교적 주변 온도에 영향을 받지 않는다는 사실에 발견되었다. 이러한 사실은 본 고안에 의해 가능해진 극히 예민한 PTC 차단 작용에 기인하는 것으로 믿어진다.

접합부분을 완성하고 그것을 접합케이스에 결합시킨 후에, 완성된 접합케이스는 상술한 바와같이 상부 및 하부 소재(96)과 (80)을 서로 결합시키고 측면클립(83)(85)와 말단 클립(84)에 의해 고정시킴으로써 조립되는 것이다. 그 다음, 가열기는 전력원에 전기적으로 연결된다. 적당한 시간이 지난후에, 전력원을 제거시키고, 접합케이스를 주변 온도에 노출 냉각시킨다. 이때 측면 및 말단 클립은 제거되거나 또는 필요하다면 기계적인 보호를 할 목적으로 그대로 둔다.

본 고안에 있어서의 소재 결합의 이점은 외부 열 부하가 어떻든간에 가열기는 특히 제한된 범위의 온도에서 유지되다는 것으로써, 이 온도 범위는 통상적으로 사용되는 열 가소성 플라스틱케이블 자켓이나 개별적인 전선 절연물질의 용융점에 매우 가깝다. 따라서 접속부분이 완성된 후에 접합케이스가 몇시간 동안 전력원에 전기적으로 연결된 채로 방치될지라도 전화선이나 케이블에 어떠한 손상도 초래되지 않는다.

Claims (1)

1. 주어진 전압에서 충분한 전류를 흐르게 하고 열 불안정 물질이 본래 형태로 회복할 수 있는 발열량을 제공하는데 충분한 저항치를 보여주며, 그 길이와 폭이 두께보다 훨씬 크게되어 있고 전류가 그 두께를 통해서 흐르도록 전원에 연결되어 있으며, 저항의 양성 온도 계수(PTC)를 보여주는 전도성 중합체 물질로 된 제1적층(34)와 이 층의 표면에 인접하면서 온도에 변화가 있어도 일정한 저항치를 보여주어 주어진 전압에서 일정 전력을 발생시키는 전도성 중합체 물질로된 하나이상의 적층(32),(36)으로 구성되며 전류가 전술한 제1적층의 두께를 관통해서 흐르도록 되어 있음을 특징으로 하는 열 회복성 자체 가열식 봉합장치.