KR101616115B1 - 에어캡 단열시트 기체충전장치 - Google Patents

에어캡 단열시트 기체충전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어캡 단열시트 기체충전장치에 관한 것으로, 상세하게는 공기 대신 충전되는 단열기체를 개방된 공간에서 단열기체가 분사되어 단열캡의 충전 가능한 단열기체의 65%이하 낮은 충전율을 가열합성수지 밀폐막 구조의 압출물을 이용하여 단열기체를 100% 근접하게 충전함으로써, 충전되는 단열기체의 양을 늘려서 단열 성능을 극대화할 수 있는 에어캡 단열시트 기체충전장치에 관한 것이다.

Description

에어캡 단열시트 기체충전장치{gas filling equipment for air cap insulation sheet}
본 발명은 에어캡 단열시트 기체충전장치에 관한 것으로, 상세하게는 공기 대신 충전되는 단열기체를 개방된 공간에서 단열기체가 분사되어 단열캡의 충전 가능한 단열기체의 65%이하 낮은 충전율을 가열합성수지 밀폐막 구조의 압출물을 이용하여 단열기체를 100% 근접하게 충전함으로써, 충전되는 단열기체의 양을 늘려서 단열 성능을 극대화할 수 있는 에어캡 단열시트 기체충전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 에어캡이란 합성수지 필름 사이에 공기를 주입·압축하여 필름 사이에 공기층을 형성시킨 것으로 에어캡 필름은 특정한 상품의 제한 없이 파손되기 쉬운 제품의 완충을 필요로 하는 경우 주로 사용되며, 에어캡 필름 제작에는 주로 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene; LLDPE)이 주로 사용된다.
상기 에어캡은 파손되기 쉬운 제품의 완충을 필요로 하는 경우에 포장재로 사용되고, 겨울철에는 창문 등에 설치되어, 난방기능을 수행하는 방풍지, 즉, 단열시트로 사용된다.
상기와 같이 종래의 에어캡 및 단열시트를 제조 및 형성하는데 있어서, 선행 기술로 대한민국 등록특허 제10-1416337호는 도 6 및 도 7을 참조하면, 폴리에틸렌 원료를 가열하는 히터(11)와, 상기 히터(11)의 하단에 가열된 수지액을 토출하는 토출구(12)가 형성된 수지공급부(10)와, 상기 수지공급부(10)의 토출구(12)로부터 공급되는 제1필름부(13)에 에어캡(21)을 형성하여 에어시트(20)를 제조하기 위해 마련된 제1성형롤러(41)와, 상기 제1성형롤러(41)와 상호 대응하게 위치하여, 제2필름부(14)를 상기 제1필름부(13)에 접착시켜, 에어시트(20)에 압착되는 베이스시트(30)를 제조하기 위해 마련된 제1압착롤러(51)와, 상기 제1성형롤러(41)와 연결관(61)에 의해 연결설치되며, 제1필름부(13)에 에어캡(21)을 형성하기 위해 마련된 흡입기(60)와, 상기 제1성형롤러(41)와 제1압착롤러(51)의 상호 작용으로 에어시트(20) 저면에 베이스시트(30)를 압착시키고, 상기 에어시트(20)의 평면에 수지공급부(10')의 토출구(12')로부터 공급되는 제3필름부(15)를 압착시켜 형성되는 보강시트(70)를 압착하여 완성되는 에어캡 단열시트(1)를 형성하기 위해 마련된 제2성형롤러(42) 및 제2압착롤러(52)와, 상기 각각의 성형롤러 및 압착롤러에 의해 형성된 시트를 이동하기 위해 구비된 다수개의 이동롤러(80)와, 상기 에어캡 단열시트(1)를 감아 구비하기 위해 마련된 권취기(90)로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 제조장치가 개시되어 있다.
또한, 온실단열가스 단열시트의 선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-1564778호가 있는데, 도 8 및 도 9를 함께 참조하면, S1단계는 상기 하부 시트(110)와 중간 시트(130)를 합지하되, 성형롤러(200)에서 상기 중간 시트(130)에 캡(131)과 격실(170)을 형성한다.
구체적으로, 제1시트 공급부(211)에서 공급되는 중간 시트(130)를 상기 성형롤러(200)와 압착롤러(201) 사이에 공급하여 상기 성형롤러(200)에 형성된 흡입공(41a)에서 상기 중간 시트(130)를 흡입하여 복수의 캡(131), 복수의 격벽(133) 및 상기 격벽(133) 및 캡(131)에 의해 구획되는 복수의 격실(170)을 형성하고, 상기 제2시트 공급부(212)에서 공급되는 하부 시트(110)를 상기 성형롤러(200)와 압착롤러(201)에 공급하여 상기 중간 시트(130)와 합지하는 단계이다.
다음으로, 상기 S2단계는 상기 합지되는 상기 중간 시트(130)와 하부 시트(110) 사이에 온실가스를 분사하여 상기 캡(131)에 상기 온실가스를 충전하는 단계이며, 상기 S2단계는 상기 S1단계의 합지 단계와 동시에 이루어지는 온실가스 단열시트 제조장치가 개시되어 있다.
다만, 일반적인 에어캡 단열시트는 에어캡 내부에 대기압력의 공기가 100% 근접하게 공기가 봉입되어 있어, 단열성능이 높지 않고, 단열성능을 향상시키기 위해서는 복수의 단열시트를 단순히 적층하는 방식이 이용되고 있으며, 온실가스 단열시트는 에어캡 내부에 공기대신 온실가스를 밀폐된 공간이 아닌 개방된 공간에서 분사하여 온실가스인 단열기체의 봉입 가능한 온실가스 충전이 65%이하로 봉입되는 방식이 이용되고 있는 실정이다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1416337호 '에어캡 단열시트 제조장치'(2014.07.09.) 2. 대한민국 등록특허 제10-1422686호 '단열가스 충진용 단열재의 제조장치'(2014.07.23.) 3. 대한민국 공개실용신안 제20-201-0011461호 '유리창용 단열시트'(2011.12.13.) 4. 대한민국 등록특허 제10-1414576호 '창문용 햇볕 열반사 에어캡시트의 제조방법'(2014.07.04.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기 대신 충전되는 단열기체를 2개 성형티-다이스에서 압출되는 2개의 면 가열합성수지 필름으로 형성되는(추가) 개방된 공간에서 단열기체가 분사되어 단열캡의 충전 가능한 단열기체의 65%이하 낮은 충전율을 4개의 면 가열합성수지 필름 압출이 가능한 1개 성형티-다이스의(추가) 열합성수지 밀폐막 구조의 압출물을 이용하여 단열기체를 100% 근접하게 충전함으로써, 충전되는 단열기체의 양을 늘려서 단열 성능을 극대화할 수 있는 에어캡 단열시트 기체충전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치는 공급관을 통해 용융된 합성수지를 공급받아 측면이 밀폐되고 중공된 구조의 압출물을 압출 성형하는 성형 티-다이스와; 상기 성형 티-다이스에 설치되어 상기 압출물 내부공간으로 기체를 충전하는 기체분사장치와; 상기 성형 티-다이스의 하부에 배치되어 상기 압출물의 일면에 상기 기체가 충전되는 복수의 에어캡을 형성하는 성형롤러와; 상기 성형롤러와 맞닿도록 배치되는 압착롤러;를 포함하며, 상기 밀폐된 구조의 압출물 내부로 상기 기체분사장치에서 기체를 분사함으로써, 상기 에어캡의 기체 충전율이 향상되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치의 성형 티-다이스는 상기 용융된 합성수지를 수용하는 통 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 하부 테두리 영역에 형성되어 압출물을 배출하는 헤드부와, 상기 몸체부의 중앙 영역에 관통 형성되는 분사관결합홀을 포함하고, 상기 기체분사장치는 기체 공급부와, 상기 분사관결합홀에 삽설되며 일단은 상기 기체공급부에 연결되고 타단은 상기 분사관결합홀을 통해 상기 헤드부의 하측으로 인출되어 상기 압출물의 내부공간에 배치되는 기체분사관과, 상기 기체분사관의 일단에 마련되어 기체를 분사하는 기체분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치의 헤드부와, 성형롤러 및 압착롤러 사이에 배치된 상기 압출물의 내부공간은 밀폐된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치의 압출물 내부공간 및 상기 성형 티-다이스 외부공간에는 각각 온도센서 및 압력센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치의 온도센서 및 압력센서를 통해 측정된 상기 압출물 내부공간, 외부공간의 온도 및 압력 정보를 이용하여 상기 기체분사관에서 분사되는 기체의 분사압 또는 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치의 기체분사관 또는 기체분사노즐은 승강 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공기 대신 충전되는 단열기체를 개방된 공간에서 단열기체가 분사되어 단열캡의 충전 가능한 단열기체의 65%이하 낮은 충전율을 가열합성수지 밀폐막 구조의 압출물을 이용하여 단열기체를 100% 근접하게 충전함으로써, 충전되는 단열기체의 양을 늘려서 단열 성능을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 AA'방향 단면도이고, 도 3은 도 1의 BB'방향 단면도이다.
도 4는 도 1의 CC'방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 승강 구조의 기체분사관을 도시하는 도면이다.
도 6은 종래 성형롤러를 도시하는 사시도이다.
도 7은 종래 단열시트 제조방법의 각 단계를 도시하는 공정도이다.
도 8은 종래 온실가스가 충전된 격실구조의 단열시트를 도시하는 사시도이다
도 9는 종래 온실가스가 충전된 격실구조의 단열시트 제조방법의 각 단계를 도시하는 공정도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 형태의 구성요소는 그 지시하는 설명을 동일하게 하는 한편, 도면부호는 서로 다르게 부여하였음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치를 도시하는 사시도이고 도 2는 도 1의 AA'방향 단면도이고, 도 3은 도 1의 BB'방향 단면도이며, 도 4는 도 1의 CC'방향 단면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 승강 구조의 기체분사관을 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 에어캡 단열시트 기체충전장치(100)는 기존의 에에캡 단열시트(13)에 비해 30~50% 정도 기체 충전율을 높일 수 있는 것으로서, 합성수지를 용융하여 공급하는 합성수지 공급부(101)와, 상기 합성수지 공급부(101)에 연결된 공급관(107)을 통해 용융된 합성수지를 공급받아 측면이 밀폐되고 중공된 구조의 압출물(10)을 압출 성형하는 성형 티-다이스(110)와, 성형 티-다이스(110)에 설치되어 상기 압출물(10)의 내부공간(S1)으로 기체를 충전하는 기체분사장치(130)와, 상기 성형 티-다이스(110)의 하부에 배치되는 성형롤러(150), 압착롤러(151)를 포함할 수 있다.
상기 합성수지 공급부(101)는 일측에는 펠렛 형태의 합성수지를 공급하는 호퍼(103)가 마련되고, 내부에는 스크류(105)가 회전가능하도록 설치되어 용융된 합성수지를 이송하며, 외주면에는 공급부(101)를 가열하는 가열수단(미도시)이 배치되는 구조로 이루어지는데, 이는 압출 성형 분야에서 일반적으로 채택되는 구성이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 합성수지 공급부(101)에는 상기 공급관(107)이 연결되어 있으며, 상기 압출기 본체(102) 내에서 용융된 합성수지는 상기 공급관(107)을 통해 상기 성형 티-다이스(110)로 공급된다.
상기 성형 티-다이스(110)는 상기 용융된 합성수지를 수용하는 사각 통 형상의 몸체부(111)와, 상기 몸체부(111)의 하부 테두리 영역에 형성되어 압출물(10)을 배출하는 헤드부(115)와, 상기 몸체부(111)의 중앙 영역에 관통 형성되는 분사관결합홀(113)을 포함하여 이루어진다.
상기 헤드부(115)는 사각형, 원형, 타원형 등과 같은 형상으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 헤드부(115)가 도시된 바와 같이 사각형인 경우, 상기 헤드부(115)를 통해 토출되는 압출물(10)도 사각형이며 상기 헤드부(115)의 하부에 배치된 상기 성형롤러(150), 압착롤러(151) 사이에 끼워지기 때문에 압출물(10)의 내부공간(S1)은 밀폐된 구조가 된다.
한편, 종래의 에어캡 단열시트는 한 쌍의 시트를 압출 성형한 다음, 시트 사이에 기체를 분사하는 방식으로 기체를 충전하였으나, 한 쌍의 시트 사이가 개방되어 개방된 측면으로 상당량의 기체가 빠져나가기 때문에 에어캡에 실제 충전되는 기체의 양은 적었다.
그러나 본 발명에서는 압출 성형 티-다이스(110)에서는 상기 사각형의 헤드부(115)를 통해 압출되는 하나의 밀폐된 구조의 압출물(10) 내부공간(S1)에 기체를 분사하면서 충전하기 때문에 기체 충전량을 현저히 높일 수 있으며, 기체 분사량을 조절함으로써 충전량을 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 몸체부(111)의 중앙 영역에는 홈부(112)가 마련되며, 상기 홈부(112)에는 복수의 분사관결합홀(113)이 형성되며, 상기 분사관결합홀(113)은 상기 몸체부(111)의 하면까지 관통 형성되는 것을 예시할 수 있다.
상기 기체분사장치(130)는 기체를 수용하는 기체 공급부(131)와, 상기 분사관결합홀(113)에 삽설되며 일단은 상기 기체 공급부(131)에 연결되고 타단은 상기 분사관결합홀(113)을 통해 상기 헤드부(115)의 하측으로 인출되어 상기 압출물(10)의 내부공간(S1)에 배치되는 기체분사관(133)과, 상기 기체분사관(133)의 일단에 마련되어 기체를 분사하는 기체분사노즐(135)을 포함할 수 있다.
여기서 기체분사관(133) 및 기체분사노즐(135)은 4개가 등간격으로 설치된 것을 예시할 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 제반 사정을 고려하여 그 개수를 가감할 수 있음은 물론이다.
상기 기체 공급부(131)를 통해 공급되는 기체는 일반 공기를 사용할 수도 있으나, 온실가스를 사용하여 단열 성능을 향상시키는 것이 바람직한데, 상기 온실가스는 공기(열전도율 0.0207 kcal/mh℃, 0℃, 1atm)에 비해 열전도율이 40% 정도 낮은 이산화탄소(열전도율 0.0125 kcal/mh℃, 0℃, 1atm)인 것을 예시할 수 있다.
한편, 상기 기체분사관(133) 또는 기체분사노즐(135)은 도 5에 도시된 바와 같이 상하로 승강 가능한 구조로 이루어질 수 있는데, 상기 기체분사관(133)은 상기 분사관결합홀(113)에 고정된 상태에서 기체분사노즐(135)만 안테나 인출 방식 등으로 승강할 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 기체분사노즐(135)은 상기 기체분사관(133)에 착탈가능하게 결합하는 구조로 이루어지고, 복수의 분사노즐부(135a,b,c)가 승강가능하게 결합된 구조로 이루어지며, 상기 기체분사관(133)의 일측에는 각 분사노즐부(135a,b,c)를 승강시키는 모터(137)가 장착된 구조로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
이와 같이, 기체분사노즐(135)이 상하로 승강하게 되면, 상기 성형롤러(150)와 압착롤러(151) 사이에 끼워진 압출물(10)에 직접 분사되는 기체압력을 조절할 수 있어 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 압출물 내부공간(S1) 및 상기 성형 티-다이스(110) 외부공간(S2)에는 각각 온도센서(140) 및 압력센서(141)가 설치되며, 상기 기체분사관(133)의 일측에는 자동조절밸브(134)가 설치될 수 있다. 상기 자동조절밸브(134)는 상기 온도센서(140) 및 압력센서(141)의 온도 및 압력 정보를 유,무선으로 수신하여 미리 설정된 내부공간, 외부공간의 온도 차 및 압력 차와 다른 경우 이를 보정하여 기체분사관(133)의 분사압을 가감함으로써, 압출물의 파손을 방지하는 역할을 한다.
예를 들어, 압출물 내부공간(S1)의 압력이 기준치보다 높고 외부공간의 압력이 기준치보다 낮아 상대적인 압력 차가 커지는 경우 그 압력 차로 인해 압출물이 파손될 수 있는데, 이때 자동조절밸브(134)는 기체분사관 내의 분사압을 낮춰주게 된다. 다만, 외부공간의 온도와 압력(기압)이 일정하게 유지되는 경우에는 외부공간에 설치된 온도 센서(140) 및 압력 센서(141)를 생략할 수 있음은 물론이다.
한편, 에어캡의 배치 구조는 다수의 에어캡이 등간격으로 배치되는 일반적인 구조일 수도 있고, 대한민국 등록특허 제10-1564778호(온실가스가 충전된 격실구조의 단열시트)에 개시된 바와 같이 공간부와, 다수의 격벽이 다각형 또는 원형으로 배치되어 밀폐된 구조의 격실이 형성되는 구조로 이루어질 수 있는데, 구체적인 구성은 상기 등록특허에 개시된 내용과 같으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 성형롤러(150)에는 흡입력을 제공하는 흡입공이 형성될 수 있으며, 상기 압출물(10) 중 상기 성형롤러(150)에 접하는 일면에는 상기 흡입공(미도시)을 통해 제공되는 흡입력으로 인해 에어캡(11)이 형성된다. 그리고 상기 성형롤러와 압착롤러가 서로 맞닿아 회전하면서 에어캡을 연속적으로 형성하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 금속정제장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 기체충전장치 101 : 합성수지 공급부
102 : 압출기 본체 103 : 호퍼
105 : 스크류 107 : 공급관
110 : 성형 티-다이스 111 : 몸체부
112 : 홈부 113 : 분사관결합홀
115 : 헤드부 130 : 기체분사장치
131 : 기체 공급부 133 : 기체분사관
134 : 자동조절밸브 135 : 기체분사노즐
135a,b,c분사노즐부 137 : 모터
140 : 온도 센서 141 : 압력 센서
150 : 성형롤러 151 : 압착롤러
10 : 압출물 11 : 에어캡
S1 : 내부공간 S2 : 외부공간
13 : 단열시트

Claims (6)

  1. 공급관을 통해 용융된 합성수지를 공급받아 측면이 밀폐되고 중공된 구조의 압출물을 압출 성형하는 성형 티-다이스와;
    상기 성형 티-다이스에 설치되어 상기 압출물 내부공간으로 기체를 충전하는 기체분사장치와;
    상기 성형 티-다이스의 하부에 배치되어 상기 압출물의 일면에 상기 기체가 충전되는 복수의 에어캡을 형성하는 성형롤러와;
    상기 성형롤러와 맞닿도록 배치되는 압착롤러;를 포함하며,
    상기 밀폐된 구조의 압출물 내부로 상기 기체분사장치에서 기체를 분사함으로써, 상기 에어캡의 기체 충전율이 향상되는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형 티-다이스는 상기 용융된 합성수지를 수용하는 통 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 하부 테두리 영역에 형성되어 압출물을 배출하는 헤드부와, 상기 몸체부의 중앙 영역에 관통 형성되는 분사관결합홀을 포함하고,
    상기 기체분사장치는 기체 공급부와, 상기 분사관결합홀에 삽설되며 일단은 상기 기체공급부에 연결되고 타단은 상기 분사관결합홀을 통해 상기 헤드부의 하측으로 인출되어 상기 압출물의 내부공간에 배치되는 기체분사관과, 상기 기체분사관의 일단에 마련되어 기체를 분사하는 기체분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 헤드부와, 성형롤러 및 압착롤러 사이에 배치된 상기 압출물의 내부공간은 밀폐된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압출물 내부공간 및 상기 성형 티-다이스 외부공간에는 각각 온도센서 및 압력센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도센서 및 압력센서를 통해 측정된 상기 압출물 내부공간, 외부공간의 온도 및 압력 정보를 이용하여 상기 기체분사관에서 분사되는 기체의 분사압 또는 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기체분사관 또는 기체분사노즐은 승강 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어캡 단열시트 기체충전장치.
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