KR101359743B1 - 아라미드 재질의 부직포를 이용한 배관용 히팅 커버의 제조 방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관용 히팅 커버의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래에는 가공성의 부재로 인해 사용하기 어려웠던 아라미드 재질의 부직포를 이용한 배관용 히팅 커버의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 배관용 히팅 커버의 제작방법에 있어서, 상기 배관의 형태에 맞추어 천을 재단하고 그 천에 열선을 재봉하여 발열판을 만드는 발열판 제작단계; 상기 발열판 제작단계에서 형성된 발열판을 아라미드 부직포 소재의 단열재에 시침질에 의해 결합하는 발열판 결합단계; 상기 발열판 결합단계 이후에 상기 발열판과 상기 단열재를 감싸는 내피(상기 배관과 접하는 쪽의 커버)와 외피(상기 배관과 접하지 않는 쪽의 커버)를 결합하여 발열유닛을 제작하는 발열유닛 제작단계; 상기 배관과 동일한 형태와 크기를 갖는 몰드를 제작하는 몰드 제작단계; 상기 발열유닛의 온도를 측정하기 위한 센서를 설치하는 센서 설치단계; 상기 열선에 전원을 공급하기 위한 전원선을 연결하는 전원선 연결단계; 상기 발열유닛 제작단계가 완료된 상태에서 상기 몰드에 임시 고정한 상태에서 시침질에 의해 발열유닛이 상기 몰그와 이격되는 부분 없어 감싸도록 형태를 수정하는 마감단계; 를 포함하며, 상기 발열판 결합단계와 상기 마감단계에서 실시되는 시침질은 선단부의 단면이 삼각형 또는 사각형의 형상으로 제작된 바늘에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제작방법을 제공한다.

Description

아라미드 재질의 부직포를 이용한 배관용 히팅 커버의 제조 방법.{Method for making Heating Cover}

본 발명은 배관용 히팅 커버의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래에는 가공성의 부재로 인해 사용하기 어려웠던 아라미드 재질의 부직포를 이용한 배관용 히팅 커버의 제조방법에 관한 것이다.

종래에 일반적으로 사용되는 배관용 히팅 커버는 유체 저장용기, 가스관, 온수관, 냉각관, 고온 스팀관 및 유체를 제어하는 밸브, 레귤레이터, 필터 그리고 피팅 등의 내부에 유동하는 액체나 기체를 목표온도로 승온 또는 일정하게 유지시키기 위하여 전술한 배관자재의 외형을 감싸 덮도록 설치되는 제품이다.

이러한 배관용 히팅 커버에는 단열재가 사용되며, 단열재로서 유리 섬유나 실리카(silica) 섬유가 주로 사용되었으며, 이러한 단열재를 외피로 둘러싸는 형태로 제작되었다. 전술한 외피로는 폴리테트라 플르오로에틸렌(PTFE) 재질이 많이 사용되었다.

그런데 유리 섬유나 실리카 섬유의 경우 단열재를 둘러싼 외피 조직의 미세한 틈이나 외피에 시침질 또는 미싱질을 하면서 형성된 바늘 구멍과 실 사이의 미세한 틈을 통하여 실리카 조각이나 유리 조각 등의 미세 결정이 빠져나와 주변을 오염시키는 문제가 있다. 이러한 미세 결정들은 작업자들의 건강을 해치기도 하고, 반도체와 같이 청정한 상태에서 제품을 생산해야 하는 경우 미세 결정들이 제품의 품질에 악영향을 미치기도 하는 등의 문제가 있다.

아라미드 섬유는 인장 강도, 강인성, 내열성이 뛰어난 섬유로서 고강력, 고탄성율을 가진 섬유이다. 또한, 내열성과 단열성이 뛰어나 유리 섬유나 실리카 섬유의 문제점을 해결할 수 있는 단열재이지만, 섬유들이 매우 조밀하게 제작되어 작업성이 떨어지는 문제점이 있어 널리 사용되지는 못하는 실정이다. 히터 또는 보온재를 만들기 위해서는 재봉이 필요하며, 재봉작업 중의 일정부분은 기계(재봉틀)이 아닌 수작업에 의해야 하는데 일반적으로 사용하는 바늘이 잘 들어가지 않을 정도로 섬유가 강해 작업성이 현저히 떨어지는 등의 문제점이 있어서 널리 사용되지 못하는 실정이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 먼지가 날리지 않으면서 내열성과 단열성이 뛰어난 아라미드 재질의 부직포를 이용한 배관용 히팅 커버 및 보온재의 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

배관용 히팅 커버의 제작방법에 있어서,

상기 배관의 형태에 맞추어 천을 재단하고 그 천에 열선을 재봉하여 발열판을 만드는 발열판 제작단계;

상기 발열판 제작단계에서 형성된 발열판을 아라미드 부직포 소재의 단열재에 시침질에 의해 결합하는 발열판 결합단계;

상기 발열판 결합단계 이후에 상기 발열판과 상기 단열재를 감싸는 내피(상기 배관과 접하는 쪽의 커버)와 외피(상기 배관과 접하지 않는 쪽의 커버)를 결합하여 발열유닛을 제작하는 발열유닛 제작단계;

상기 배관과 동일한 형태와 크기를 갖는 몰드를 제작하는 몰드 제작단계;

상기 발열유닛의 온도를 측정하기 위한 센서를 설치하는 센서 설치단계;

상기 열선에 전원을 공급하기 위한 전원선을 연결하는 전원선 연결단계;

상기 발열유닛 제작단계가 완료된 상태에서 상기 몰드에 임시 고정한 상태에서 시침질에 의해 발열유닛이 상기 몰드와 이격되는 부분 없어 감싸도록 형태를 수정하는 마감단계; 를 포함하며, 상기 발열판 결합단계와 상기 마감단계에서 실시되는 시침질은 선단부의 단면이 삼각형 또는 사각형의 형상으로 제작된 바늘에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제작방법을 제공한다.

상기 외피에 상기 전원선을 통과시키기 위한 금속 재질의 아이릿(eyelet)을 설치하는 아이릿 설치단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 외피에 상기 배관에 탈부착하기 위한 탈부착수단을 마련하는 탈부착수단 마련단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 온도센서는 환형의 단부를 가지는 단자에 삽입 압착되며,

상기 온도센서의 결합은 상기 환형 단부에 시침질을 함으로써 센서의 이동이 없도록 단단하게 고정할 수 있다.

상기 발열 유닛 제조단계의 재봉작업은 바닥에 홈이 파진 노루발을 사용하여 실시되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 유리섬유나 실리카 섬유와 달리 미세 먼지의 발생이 거의 없는 아라미드 부직포로 만든 단열재를 사용하는 배관용 히팅 커버를 제공함으로써 미세 먼지가 엄격히 제한되는 공간에서도 사용가능한 배관용 히팅 커버를 제공할 수 있다. 아울러 발열선을 균형있게 배열할 수 있게 하여 온도의 분포를 최대한 일정하게 함으로써 열효율을 높일 수 있다.

도 1은 발열판 제작단계에 사용되는 노루발을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 노루발을 사용하여 열선을 재봉한 상태를 나타낸 사진
도 3은 종래의 노루발을 사용하여 열선을 재봉한 상태를 나타낸 사진.
도 4는 발열판 결합단계에 사용되는 바늘의 한 예를 도시한 도면.
도 5는 삼각형 또는 사각형 단면의 바늘과 원형 단면 바늘의 차이를 설명하기 위한 도면.
도 6은 발열판 결합단계에서 사용되는 골무의 예를 도시한 도면.
도 7은 몰드에 발열 유닛을 결합하기 전의 상태를 도시한 도면.
도 8은 도 7에 표시된 Ⅷ-Ⅷ선의 단면도.
도 9는 몰드에 발열 유닛을 임시고정한 상태를 도시한 도면.
도 10은 몰드에 발열 유닛을 임시고정한 상태에서 마감단계를 실시한 이후의 상태를 도시한 도면.
도 11은 센서 설치단계에 사용되는 온도센서의 한 예를 도시한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 1은 발열판 제작단계에 사용되는 노루발을 설명하기 위한 도면, 도 2는 도 1에 도시된 노루발을 사용하여 열선을 재봉한 상태를 나타낸 사진, 도 3은 종래의 노루발을 사용하여 열선을 재봉한 상태를 나타낸 사진, 도 4는 발열판 결합단계에 사용되는 바늘의 한 예를 도시한 도면, 도 5는 삼각형 또는 사각형 단면의 바늘과 원형 단면 바늘의 차이를 설명하기 위한 도면, 도 6은 발열 유닛 결합단계에서 사용되는 골무의 예를 도시한 도면, 도 7은 몰드에 발열 유닛을 결합하기 전의 상태를 도시한 도면, 도 8은 도 7에 표시된 Ⅷ-Ⅷ선의 단면도, 도 9는 몰드에 발열 유닛을 임시고정한 상태를 도시한 도면, 도 10은 몰드에 발열 유닛을 임시고정한 상태에서 마감단계를 실시한 이후의 상태를 도시한 도면, 도 11은 센서 설치단계에 사용되는 온도센서의 한 예를 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 배관용 히팅 커버의 제작방법은 배관을 감싼 상태로 열을 가하고 배관에 가한 열이 최대한 외부로 손실되지 않도록 하는 단열기능까지 하는 배관용 히팅 커버를 제작하는 방법에 관한 것으로서, 발열판 제작단계, 발열판 결합단계, 탈부착 수단 마련단계, 발열유닛 제작단계, 몰드 제작단계, 센서 설치단계, 전원선 연결단계, 마감단계로 구성된다.

상기 발열판 제작단계는 상기 배관의 형태에 맞추어 천(30)을 재단하고 그 천(30)에 열선(10)을 재봉하여 발열판을 제작하는 단계이다. 열선을 재봉하는 천을 열선 클로드(clothes)라고 부르기도 한다.

이때 열선에 재봉을 할 때 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 바닥에 홈(21)이 형성된 노루발(20)을 사용한다. 본 실시예에서와 같은 노루발(20)을 사용할 경우 도 2에 도시된 사진과 같이 열선(10)을 매우 가지런히 재봉할 수 있는 장점이 있다. 열선(10)을 천(30)에 재봉할 때 도 1에 도시된 바와 같이 바늘(23)이 바늘홈(22)의 양단부 쪽으로 왕복하면서 바느질을 하게 되는데(도 1에 바늘이 두 개 표시된 것은 바늘홈(22)의 바늘(23)이 움직이는 것을 보여주기 위한 것이지 두 개의 바늘이 사용된다는 의미는 아니다. 종래의 노루발을 사용하는 경우 열선(10)이 매우 굵어서 재봉질을 하기가 매우 어려웠다. 그래서 도 2에 도시된 바와 같이 가지런한 바느질을 하지못하고 도 3에 도시된 바와 같이 열선이 구불구불한 형태로 바느질이 되는 경우가 많았다. 도 3에 도시된 형태처럼 재봉질이 되는 경우 열선 사이의 거리가 균일하지 않아 배관에 균등하게 열을 가해주지 못하고 어떤 부분에는 상대적으로 많은 열이 전달되고 어떤 부분에는 상대적으로 적은 열이 전달되는 문제가 있었는데, 본 실시예에서와 같이 도 1에 도시된 형태의 노루발을 사용하는 경우 노루발 아래쪽의 홈(21)에 열선(10)을 수용한 상태로 재봉질을 하게 되어 종래에 비하여 매우 편리하고 정밀한 작업이 가능한 장점이 있다.

발열판 결합단계 단계는 상기 발열판 제작단계에서 제작된 발열판을 아라미드 부직포 소재의 단열재(50)에 시침질(수작업 바느질)에 이해 결합하는 단계이다. 발열판 결합단계에서 실시되는 시침질은 도 4에 도시된 바와 같이 섬유 쪽으로 삽입되는 선단부(41)의 단면이 삼각형 또는 사각형으로 제작된 바늘(40)을 사용하여 이루어진다.

도 5는 선단부(41)의 단면이 삼각형 또는 사각형인 경우의 장점을 설명하기 위한 도면이다. 가장 좌측에 있는 삼각형 형상의 선단부(41a)나 사각형 형상의 선단부(41b)의 경우 섬유에 삽입되는 과정에서 선 접촉을 하게 되는데 비하여 도 5의 가장 우측에 있는 일반적인 원형 단면의 선단부를 가진 바늘을 사용하게 되면 섬유에 삽입될 때 면접촉을 하게 된다.선단부(41)의 형태가 삼각형이나 사각형인 경우 원형인 선단부에 비하여 삽입시 접촉면적이 줄게 되며 따라서 훨씬 적은 저항으로 바느질을 할 수 있다. 종래기술에서 설명한 바와 같이 아라미드 소재의 단열재(50)는 방탄소재로 사용될 정도로 매우 조밀하게 직조 되어 있는 섬유라 가공성이 떨어져 바느질이 필요한 경우에는 단열재로 제대로 사용을 못 하고 있었는데 본 발명에서는 선단부의 단면형태가 삼각형 또는 사각형 형태의 바늘을 사용함으로써 그 가공성을 현저히 뛰어나게 하여 작업이 가능하도록 한 것이다. 이때 도 6에 도시되어 있는 형태와 같이 움푹 패인 홈(46)이 형성된 금속제 골무(45)를 손가락에 끼고 하면 더욱 편리하게 작업할 수 있다. 바늘 귀가 있는 단부를 골무(45)의 홈(46)에 수용시킨 상태에서 바늘을 밀면 편리한 작업이 가능하다.

상기 탈부착수단 마련단계는 상기 외피(61)에 탈부착 수단을 마련하는 단계로서 본 실시예에서는 암벨크로(91)와 수벨크로(92)를 설치하는 단계이다. 탈부착 수단은 발열유닛(60)을 배관에 결합하기 위한 수단으로서 몰드(70)에 임시고정할 때에 사용될 수도 있다. 탈부착수단은 배관을 가열하는 온도에 따라서 결정되는데 이는 배관의 가열온도가 너무 높으면 벨크로를 사용하지 못하기 때문이며, 가열온도가 벨크로가 버틸 수 있는 온도를 넘어가는 경우에는 끈과 고리를 적절히 사용할 수도 있다.

상기 발열유닛 제작단계는 발열판 결합단계 이후에 상기 발열판과 상기 단열재(50)를 감싸는 내피와 외피를 결합하여 발열유닛(60)을 제작하는 단계이다.

상기 내피와 외피는 상기 발열판을 감싼 커버를 말하는데 내피(62)는 상기 배관과 접하는 쪽의 커버이고 상기 외피(61)는 상기 배관과 접하지 않는 쪽의 커버를 각각 의미한다. 이때에도 재봉틀을 이용하지 않고 시침질을 하는 경우라면 도 4에 도시된 형태의 바늘을 사용할 수 있다. 도 8에는 발열유닛 제작단계가 마감된 상태에서의 발열유닛(60)의 단면도가 도시되어 있다.

상기 몰드 제작단계는 상기 배관과 동일한 형태와 크기를 갖는 몰드(70; 성형틀)을 제작하는 단계이다.

상기 센서 설치단계는 발열유닛(60)의 온도를 측정하기 위한 센서를 설치하는 단계이다. 센서(15)는 도 11에 도시된 바와 같이 발열판의 천(30)에 설치되는데 본 실시예에서는 센서(15)를 환형의 단부(16)를 가지는 단자(17)에 삽입 압착한 상태에서 결합하게 되며, 온도센서(15)를 발열판의 천(30)에 결합할 때, 환형 단부(16)에 시침질을 해서 결합하게 된다. 종래의 경우 환형 단부(16)를 사용하지 않고 온도센서(15)를 적당히 외피(61)에 시침질하여 결합하였는데 이러한 결합을 하는 경우 한 군데에 시침질한 경우 시침질한 부분의 실이 손상되면 온도센서가 떨어져 나가기도 하고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러 군데에 시침질을 하는 경우에도 시침질 작업에 많은 시간이 소요되는 등의 문제가 있었는데 환형 단부(16)를 사용하는 경우에는 종래에 비하여 더욱 견고하게 온도센서(15)를 결합할 수 있는 장점이 있다.

상기 전원선 연결단계는 전원선(80)을 상기 열선(10)과 연결하여 열선(10)에 전원이 공급되도록 하는 단계이다. 본 단계의 경우 배관용 히팅 보온재의 제작에 있어 일반적으로 실시되는 단계이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본 실시예에서는 전원선(80)을 발열유닛(60)의 내부에 삽입하기 위한 삽입공으로서 철제의 아일렛(110; eyelet)을 설치하는 아일렛 설치단계를 포함한다. 종래의 경우 전원선(80)을 삽입하기 위하여 외피(61)에 구멍을 내고 그 구멍 주변에 시침질을 하여 강도를 보강하는 작업에 의해 전원선(80)이 발열유닛(60)의 내부로 삽입하는 삽입공을 만들었으나 이러한 방법에 의할 경우 작업이 복잡해지는데 철제의 아일렛(110)을 사용할 경우보다 간단하게 작업할 수 있는 장점이 있다.

상기 마감단계는 상기 발열유닛 제작단계가 완료된 상태에서 상기 발열유닛(60)을 상기 몰드(70)에 임시 고정한 상태에서 시침질에 의해 발열유닛(60)이 몰드(70)와 이격되는 부분 없이 감싸도록 형태를 수정하는 작업을 하는 단계이다. 선행 기술로서 상기 몰드(70)를 발포 스티렌(스티로폼)으로 제작하고 발열유닛(60)에 바늘을 찔러 몰드에 발열유닛(60)을 임시고정하는 형태가 공개되어 있는데 이런 방식을 취할 경우 임시고정에는 유리하지만 시간이 지날수록 몰드(70)가 변형되는 문제점이 있다. 시침질은 수작업에 의해 하게 되는데 사람이 여러 번 몰드(70)를 만지는 과정에서 손의 압력에 의해 몰드가 점점 작아지거나 움푹 패이는 부분이 생기는 등의 변형이 발생하게 되는 것이다. 본 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 양면 벨크로(90)를 이용하여 발열유닛(60)을 몰드(70)에 임시고정하게 되며 이러한 형태를 취할 경우 몰드(70)를 단단한 재질로 만들 수 있어 시간에 따른 변형을 최소화하고 보다 오랜 기간 동안 몰드(70)를 사용할 수 있는 장점이 생긴다. 양면 벨크로(90)를 적절히 옮겨가면서 발열유닛(60)과 몰드(70) 사이의 틈이 최소화되도록 시침질을 하여 마감하는 것이다. 도 10에 도면부호 100으로 표시된 부분이 마감단계에서 시침질한 실이다.

이상에서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으며, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 안에서 다양한 형태의 배관용 히팅 커버의 제조방법으로 구체화될 수 있다.

10 : 발열선 20: 노루발
30 : 천 40 : 바늘
50 : 아라미드 부직포 단열재 60 : 발열 유닛

Claims (5)

1. 배관용 히팅 커버의 제작방법에 있어서,
   상기 배관의 형태에 맞추어 천을 재단하고 그 천에 열선을 재봉하여 발열판을 만드는 발열판 제작단계;
   상기 발열판 제작단계에서 형성된 발열판을 아라미드 부직포 소재의 단열재에 시침질에 의해 결합하는 발열판 결합단계;
   상기 발열판 결합단계 이후에 상기 발열판과 상기 단열재를 감싸는 내피(상기 배관과 접하는 쪽의 커버)와 외피(상기 배관과 접하지 않는 쪽의 커버)를 결합하여 발열유닛을 제작하는 발열유닛 제작단계;
   상기 배관과 동일한 형태와 크기를 갖는 몰드를 제작하는 몰드 제작단계;
   상기 발열유닛의 온도를 측정하기 위한 센서를 설치하는 센서 설치단계;
   상기 열선에 전원을 공급하기 위한 전원선을 연결하는 전원선 연결단계;
   상기 발열유닛 제작단계가 완료된 상태에서 상기 몰드에 임시 고정한 상태에서 시침질에 의해 발열유닛이 상기 몰드와 이격되는 부분 없어 감싸도록 형태를 수정하는 마감단계; 를 포함하며, 상기 발열판 결합단계와 상기 마감단계에서 실시되는 시침질은 선단부의 단면이 삼각형 또는 사각형의 형상으로 제작된 바늘에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외피에 상기 전원선을 통과시키기 위한 금속 재질의 아이릿(eyelet)을 설치하는 아이릿 설치단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제작방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외피에 상기 배관에 탈부착하기 위한 탈부착수단을 마련하는 탈부착수단 마련단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   온도센서는 환형의 단부를 가지는 단자에 삽입 압착되며,
   상기 온도센서의 결합은 상기 환형 단부에 시침질을 해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 발열 유닛 제조단계의 재봉작업은 바닥에 홈이 파진 노루발을 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 배관용 히팅 커버의 제조방법.
   
   

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