KR101946045B1 - 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접착 대상물을 효율적으로 접착시킴과 동시에 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제1 접착대상물의 굴곡면과 제2 접착대상물의 사이에 배치된 접착제층의 금속입자를 가열하기 위한 유도가열공간에 자기장을 형성하는 적어도 하나의 박막형 유도코일유닛; 상기 박막형 유도코일유닛과 연결되어 상기 박막형 유도코일유닛에 교류전류를 공급하는 인버터유닛; 및 상기 박막형 유도코일유닛과 상기 인버터유닛을 연결하는 연결유닛;을 포함하고, 상기 박막형 유도코일유닛은 상기 각 접착대상물이 투입되는 투입구와 상기 각 접착대상물이 토출되는 토출구를 제외한 측면이 공극이 없이 막힌 터널 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법을 제공한다.

Description

유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법{Induction heating apparatus, manufacturing method thereof, Facility and method for manufacturing shoes using the same}

본 발명은 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착 대상물을 효율적으로 접착시킴과 동시에 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 신발은 크게 갑피(upper)와 신발창(sole)으로 구성되며, 신발 창(sole)은 다시 겉창(outsole), 중창(midsole), 안창(insole) 등의 부품으로 이루어진다. 각 부품은 각각의 제조 공정을 통해 만들어진 후 접착제에 의해 조립된다. 따라서 신발 제조공정은 부품 제조공정과 이 부품들을 조립하는 조립공정으로 구분할 수 있다.

또한, 신발소재는 대표적인 비극성 재질로서 접착이 매우 어려우므로 여러 가지 전처리 공정이 필요하다. 전처리 공정은 겉창(outsole), 중창(midsole) 및 갑피(upper)로 구성되는 신발 부품을 결합시키기 위하여 접착제를 도포하기 전에 미리 처리하는 공정으로서 세척은 각 부품의 표면에 묻어 있는 이형제와 같은 오염원을 제거하는 공정이다. 이를 위한 일례로, 자외선 처리 공정은 화학적인 방법으로 재료 표면을 변화시키며, 프라이머는 접착제와의 결합력을 강화시키기 위해 사용되어 접착력 발현을 위한 필수불가결한 공정이다.

기존 습식 접착제의 가열 방식은 열풍 방식을 사용함으로 접착제가 도포된 후 재질 전반부에 에너지를 가함으로 고온에서 재질의 손상을 초래하게 된다. 즉, 기존 습식 접착제는 도포된 후 건조가 필요하고 또한 건조 온도에 민감한 소재는 물성 변화를 초래할 수 있다. 특히, 중창(midsole)의 경우 건조 온도가 60℃ 이상일 때 치수 안정성 등의 문제가 발생한다.

또한, 신발소재 부품들의 접착면이 굴곡을 가지는 경우에는 상기 접착제로 전달되는 열이 일정하지 않기 때문에 접착면 전체에 걸쳐서 접착강도가 달라지게 되고, 이로 인하여 제품의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

이에 대하여 국내 공개 특허 2001-001312호에는 “유도가열을 이용한 신발중창 제조방법”을 개시하고 있다.

상기 공개 특허는 2차원 형태의 유도코일(솔레노이드 코일 형태)이 감김 상태에서 신발중창을 제조하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 상기 2차원 형태의 유도코일은 신발을 제조하는 과정에서 유도코일이 감긴 사이사이 부분에 공극이 발생하게 되고, 유도코일과 접하는 부분에서 자속 밀도가 부분적으로 증가하게 되어 균일한 접착강도를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 균일한 접착강도를 제공하기 위해서는 유도코일이 감겨지는 공간을 길게 형성하고, 유도코일의 감긴 횟수가 많아야 하지만, 유도코일의 감긴 횟수를 증가하게 되면 교류전류의 사용 가능한 주파수 영역이 낮아지게 되어 주파수 사용 영역에 제한이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-001312호(발명의 명칭 : 유도가열을 이용한 이브에이재질의 신발중창 제조방법, 2001. 12. 28. 공개)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터널 형태의 유도가열코일유닛을 사용하되 접착제층을 균일하게 가열하여 상기 접착제층의 접착강도를 균일하게 함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법에 관한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 접착대상물의 굴곡면과 제2 접착대상물의 사이에 배치된 접착제층의 금속입자를 가열하기 위한 유도가열공간에 자기장을 형성하는 적어도 하나의 박막형 유도코일유닛; 상기 박막형 유도코일유닛과 연결되어 상기 박막형 유도코일유닛에 교류전류를 공급하는 인버터유닛; 및 상기 박막형 유도코일유닛과 상기 인버터유닛을 연결하는 연결유닛;을 포함하고, 상기 박막형 유도코일유닛은 상기 각 접착대상물이 투입되는 투입구와 상기 각 접착대상물이 토출되는 토출구를 제외한 측면이 공극이 없이 막힌 터널 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 유도가열장치를 제공한다.

여기서, 상기 박막형 유도코일유닛은, 상기 유도가열공간의 일부를 감싸는 제1 박막형 유도코일; 상기 유도가열공간의 다른 일부를 감싸는 제2 박막형 유도코일; 일단은 상기 제1 박막형 유도코일과 결합되고 타단은 상기 제2 박막형 유도코일과 결합되어 상기 유도가열공간 중 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일 사이의 공간을 감싸는 제1 절연부재; 및 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일을 전기적으로 연결하는 제1 유도코일 연결부;를 포함한다.

여기서, 상기 각 박막형 유도코일 내부에는, 상기 각 박막형 유도코일을 냉각시키기 위해 냉매가 유동되는 냉매유로가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유도가열공간의 횡 단면 중에서 가로방향 길이보다 세로방향의 길이가 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 투입구와 토출구가 마련되고 그 내부에 상기 유도가열공간이 마련된 터널 형태의 상기 제1 박막형 유도가열코일 및 제2 박막형 유도코일을 제작하는 박막형 유도코일 제작단계; 상기 제1 절연부재의 일단은 상기 제1 박막형 유도코일과 결합시키고 상기 절연부재의 타단은 상기 제2 박막형 유도코일과 결합시켜 상기 유도가열공간 중 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일 사이의 공간을 감싸도록 하는 절연부재 결합단계; 및 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일을 전기적으로 연결시키기 위해 상기 제1 유도코일 연결부를 결합시키는 연결부 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 각 박막형 유도가열코일 내부에 냉매유로를 형성하는 냉매유로 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 상술한 유도가열장치; 상기 접착제층을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 상기 유도가열공간으로 이송하기 위한 이송유닛; 및 상기 접착제층에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가압하기 위한 압착 성형유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 신발제조장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 상기 제1 접착대상물의 굴곡면과 상기 제2 접착대상물의 사이에 금속입자가 포함된 접착제층을 형성하는 접착제층 형성단계; 상기 박막형 유도코일유닛의 상기 유도가열공간으로 상기 접착제층을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 이송하는 이송단계; 상기 유도가열공간으로 이송된 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가열시키기 위해 상기 박막형 유도코일유닛에 교류전류를 인가하는 전류인가단계; 및 상기 접착제층에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가압하는 가압단계;를 포함하는 신발제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 유도가열장치와 그 제조방법, 이를 이용한 신발제조장치 및 신발제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 터널 형태의 박막형 유도코일유닛이 투입구 및 토출구를 제외하고는 공극이 없는 구조로 제작되어 유도가열공간을 형성함에 따라 균일한 접착강도를 얻을 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 터널 형태의 박막형 유도코일유닛을 사용하여 접착대상물들 사이에 배치되는 접착제층만을 유도가열함으로써 접착대상물이 굴곡면을 가지더라도 접착제층을 균일하게 가열시킬 수 있어 접착대상물들이 균일한 접착강도로 접착되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 터널 형태의 박막형 유도코일유닛을 사용함에 따라 접착강도를 균일하기 위해 사용되는 교류전류의 주파수를 낮은 주파수를 사용할 수 있어 인버터에 대한 부하를 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 박막형 유도가열유닛을 사용하여 접착대상물들 사이에 배치되는 접착제층만을 유도가열함으로써 열손실을 최소화하고, 접착대상물들의 열변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도1의 신발제조장치에 의해 제조되는 신발 밑창을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명과 종래의 유도코일에 형태에 따른 가열 성능을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조장치의 압착 성형유닛에 의해 각 접착대상물질을 가압 성형하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조방법의 흐름도이다.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조장치의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 도1의 신발제조장치에 의해 제조되는 신발 밑창을 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 신발제조장치의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조장치는 굴곡면을 갖는 제1 접착대상물(110)과 제2 접착대상물(120)과 같은 3차원 대상물들을 접착하기 위한 박막형 유도가열장치와, 상기 박막형 유도가열장치의 유도가열공간(201) 내부로 상기 각 접착대상물(110,120)들을 이송하기 위한 이송유닛(500) 및 접착된 대상물들을 가압하기 위한 압착 성형유닛(도 6, 600)을 포함한다.

상기 제1 접착대상물(110)은 신발 밑창(100)을 구성하는 아웃솔에 해당하고, 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 신발 밑창(100)을 구성하는 미드솔에 해당한다. 이때, 상기 아웃솔의 상면 또는 미드솔의 하면은 평평하지 않은 굴곡면을 형성하기 때문에 접착제층(130)도 굴곡된 면을 가지게 된다.

본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)은 굴곡면을 갖는 3차원 대상물이면서 비금속재질의 구성부품이면 모두 이에 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 접착대상물(110)은 신발의 미드솔에 해당하고, 상기 제2 접착대상물(120)은 신발의 갑피(150)에 해당할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120) 중 어느 하나만 굴곡면을 가질 수도 있을 것이다.

상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120) 사이에 배치되는 제1 접착제층(130)은 금속입자(131)와 접착제(133)를 포함한다.

상기 제1 접착제층(130)은 하나의 접착필름 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 접착대상물(120) 상에는 제2 접착제층(140)이 배치될 수 있으며, 상기 제2 접착제층(140)에도 상기 제1 접착재층(130)과 동일하게 금속입자(141)와 접착제(143)를 포함한다.

예를 들면, 신발 밑창(100)을 제조하는 과정에서 아웃솔과 미드솔 사이에 접착필름을 배치하고, 상기 박막형 유도가열장치를 사용하여 상기 접착필름에 포함된 금속입자(131)를 가열하여 상기 접착필름에 포함된 접착제(133) 성분을 활성화시킴으로 써 상기 아웃솔과 상기 미드솔을 접착시킬 수 있다.

더욱 구체적으로, 제1 접착제층(130)이 도포된 아웃솔과, 제2 접착제층(140)이 도포된 미드솔에 대하여 상기 제1 접착제층(130)과 상기 제2 접착제층(140)이 서로 맞대어 배치된 상태에서 상기 박막형 유도가열장치를 사용하여 상기 제1 접착제층(130) 및 상기 제2 접착제층(140)에 포함된 금속입자(131,141))들을 가열하여 해당 접착제층(130,140)에 포함된 접착제(133,143)성분을 활성화시킴으로써 상기 아웃솔과 미드솔을 접착시킬 수 있다.

상기 제1 접착제층(130)과 상기 제2 접착제층(140)은 상기 아웃솔 및 상기 미드솔에 각각 스프레이 분사형식으로 도포될 수 있다.

상기 금속입자(131,141)는 상기 각 접착제층(130,140)의 전체에 걸쳐서 균일하게 분포되며, 상기 금속입자(131,141)로는 니켈 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 접착제(133,143)는 열을 공급받으면 활성화되어 접착력을 가지게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 박막형 유도가열장치의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 박막형 유도가열장치는 자기장을 발생시키기 위한 박막형 유도코일유닛(200)과, 상기 박막형 유도코일유닛(200)에 교류전류를 공급하기 위한 인버터유닛(300) 및 상기 박막형 유도코일유닛(200)과 상기 인버터유닛(300)을 연결하기 위한 연결유닛(400)을 포함한다.

상기 박막형 유도코일유닛(200)은 상기 각 접착대상물(110,120) 중 상기 각 접착제층(130,140)의 상기 금속입자(131,141)를 가열하기 위하여 상기 유도가열공간(201)에 자기장을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박막형 유도코일유닛(200)은 상기 각 접착대상물(110,120)이 투입되는 투입구(202)와 상기 각 접착대상물(110,120)이 토출되는 토출구(203)를 제외한 측면이 공극이 없이 막힌 터널 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 여기서 측면이라 함은, 상기 투입구(202) 및 상기 토출구(203)를 제외한 둘레면을 의미할 수 있다.

즉, 상기 박막형 유도코일유닛(200)이 측면에 공극 없이 막힌 터널 형태로 형성된 것은 상기 박막형 유도코일유닛(200)의 위치 변화에 따른 자속 밀도를 균일하게 하기 위함이다. 따라서, 상기 박막형 유도코일유닛(200)의 상기 유도가열공간(201) 내에서 균일한 자속 밀도가 형성되어 균일한 접착강도를 얻을 수 있는 장점이 있게 된다.

상기 박막형 유도코일유닛(200)은 제1 박막형 유도코일(210)과, 제2 박막형 유도코일(220)과 제1 절연부재(241) 및 제1 유도코일 연결부(250)를 포함한다.

상기 제1 박막형 유도코일(210)은 상기 유도가열공간(201)의 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 제2 박막형 유도코일(220)은 상기 제1 박막형 유도코일(210)의 일측에 배치되어 상기 유도가열공간(201)의 다른 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.

상기 각 박막형 유도코일(210,220)은 외관은 사각틀 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 각 박막형 유도코일(210,220)의 횡 단면은 사각 파이프의 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 각 박막형 유도코일(210,220)이 연결된 구조에 의해 터널 형태의 상기 박막형 유도코일장치가 구성될 수 있는 것이다.

물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 박막형 유도코일은 전체적으로 터널형 형태를 가지면서 다양한 단면형상을 가질 수 있다.

상기 제1 절연부재(241)는 일단이 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 결합되고 타단이 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 결합되어 상기 유도가열공간(201) 중 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 상기 제2 박막형 유도코일(220) 사이의 공간을 감싸도록 형성될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 상기 제2 박막형 유도코일(220)은 상기 제1 절연부재(241)에 의해 연결된 구조를 가지게 된다. 이때, 상기 제1 박막형 유도코일(210)에 교류전류가 공급되면, 상기 제1 절연부재(241)에 의해 상기 제1 박막형 유도코일(210)와 상기 제2 박막형 유도코일(220)이 연결된 부위로 교류전류가 이동되는 것을 차단하며, 후술하는 제1 유도코일 연결부(250)를 통해서만 상기 제1 박막형 유도코일(210)에서 상기 제2 박막형 유도코일(220)로 교류전류가 이동될 수 있도록 한다.

상기 제1 유도코일 연결부(250)는 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 상기 제2 박막형 유도코일(220)을 전기적으로 연결한다. 이러한 상기 제1 유도코일 연결부(250)는 상기 제1 박막형 유도코일(210) 측에 결합된 제1 연결부재(251)와, 상기 제2 박막형 유도코일(220) 측에 결합된 제2 연결부재(252) 및 상기 제1 연결부재(251)와 상기 제2 연결부재(252)를 이어주는 제3 연결부재(253)를 포함할 수 있다.

즉, 제1 박막형 유도코일(210)로 공급된 교류전류는 상기 제1 유도코일 연결부(250)의 제1 연결부재(251)로 이동되고, 상기 제3 연결부재(253)를 지나 상기 제2 박막형 유도코일(220)에 결합된 제2 연결부재(252)로 이동되어 상기 제2 박막형 유도코일(220)에 공급될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 박막형 유도코일유닛에 제3 박막형 유도코일(230)과, 제2 절연부재(242) 및 제2 유도코일 연결부(260)가 더 포함된 것이 제시된다. 즉, 상기 박막형 유도코일유닛(200)의 상기 유도가열공간(201)의 균일한 자속 밀도를 공급하기 위해서 교류전류는 박막형 유도코일이 3턴 수가 제공되는 것이 적합하고, 이에 따라 상기 박막형 유도코일유닛은 3개의 박막형 유도코일이 배치된 것을 제시한다.

상기 제3 박막형 유도코일(230)은 상기 제2 박막형 유도코일(220)에 상기 제2 절연부재(242)에 의해서 연결된 상태로 배치된다.

이때, 상기 제2 유도코일 연결부(260)는 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 상기 제3 박막형 유도코일(230)을 전지적으로 연결시켜 주며, 이러한 제2 유도코일 연결부(260)는 제4 연결부재(261)와 제5 연결부재(262) 및 제6 연결부재(263)를 포함하고 있으며, 상기 제1 유도코일 연결부(250)와 구조가 동일하여 자세한 설명은 생략한다.

상기 연결유닛(400)은 상기 박막형 유도코일유닛(200)과 상기 인버터유닛(300)을 연결하여, 상기 인버터유닛(300)으로부터 공급되는 교류전류를 상기 박막형 유도코일유닛(200)에 전달한다. 이러한 상기 연결유닛(200)은 상기 인버터유닛(300)과 상기 제1 박막형 유도코일과(210) 연결되는 제1 연결바(410) 및 상기 인버터유닛(300)과 상기 제3 박막형 유도코일(230)과 연결되는 제2 연결바(420)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 인버터유닛(300)으로부터 공급되는 교류전류는 상기 제1 연결바(410)를 통해 상기 제1 박막형 유도코일(210) 측으로 공급되어 상기 제2 및 제3 박막형 유도코일(220,230) 순으로 흐르게 할 수도 있고, 상기 제2 연결바(420)를 통해 상기 제3 박막형 유도코일(230) 측으로 공급되어 상기 제2 및 제1 박막형 유도코일(220,210) 순으로 흐르게 할 수도 있으며, 상기 교류전류는 상기 제1 연결바(410) 측과 상기 제2 연결바(420) 측으로 번갈아가면서 공급될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예 따른 유도가열 장치는, 상기 각 박막형 유도코일 내부(210,220,230) 공간에 상기 각 박막형 유도코일(210,220,230)을 냉각시키기 위해 냉매가 유동되는 냉매유로(270)가 더 포함될 수 있다.

상기 냉매유로(270)는 별도로 설치된 냉매공급기(미도시)와 연결되어 상기 냉매 공급기로부터 냉매를 공급받을 수 있으며, 상기 냉매는 냉각수가 사용될 수도 있고, 이보다는 급속냉각을 위하여 별도의 프레온과 같은 냉매가스가 사용될 수도 있다.

도 5는 본 발명과 종래의 유도코일의 형태에 따른 가열 성능을 나타낸 그래프이다. 이때, 본 발명의 박막형 유도코일장치의 가로방향의 길이는 같은 조건으로 하고 세로방향의 길이를 변화시켜 실험한 성능을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 박막형 유도코일장치의 가열 성능을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유도가열공간(201)의 횡 단면 중에서 가로방향 길이보다 세로방향의 길이가 작게 형성된 것이 바람직하다.

즉, 도 5의 그래프에 나타난 바와 같이, 종래의 말굽 형태의 2차원 코일의 경우 접착제에서 유도코일에 인접한 부분의 [IH-3] A 구역은 자속 밀도가 높아 온도 상승이 매우 빠른 반면, 유도코일에서 상대적으로 떨어진 [IH-3] B 구역의 경우 자속 밀도가 낮아 가열이 거의 이루어지지 않는 것을 확인할 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 형태의 박막형 유도코일의 경우, 박막형 유도코일에 인접한 A 구역과 상대적으로 떨어진 B 구역 모두 균일한 온도 상승을 보이고 있는 것을 확인할 수 있다.

이때, 상기 유도가열공간(201)의 가로방향의 길이는 같은 조건에서 세로방향의 길이가 작게 형성된 조건에서 더 뛰어난 가열 성능을 보이고 있다.

예를 들면, 그래프에서 [IH-4]의 경우는 상기 유도가열공간(201)의 세로방향의 길이가 60mm 조건인 것이고, [IH-5]의 경우 세로방향의 길이가 40mm 조건에서 실험한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 동일한 유도가열 시간 조건에서 세로방향의 길이가 낮은 [IH-5]의 경우가 온도 상승이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

즉, 유도가열공간(201)의 횡 단면 중에서 가로방향 길이보다 세로방향의 길이가 작게 형성되는 것이 가열 성능을 좋게 하는 것임을 알 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 터널 형태의 박막형 유도코일유닛(200)을 접착공정에 적용할 경우, 접착면에 대한 균일한 접착강도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 평균적인 가열 속도 또한 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 인버터유닛(300)은 상기 박막형 유도코일유닛(200)으로 교류전류를 공급하게 되는데, 상기 박막형 유도코일유닛(200)에 교류전류가 흐르게 되면 상기 유박막형 유도코일유닛(200)의 주변에는 자속이 발생하고, 상기 자속의 변화에 의하여 상기 금속입자(131,141)가 발열하게 된다.

상기 금속입자(131,141)의 열은 상기 금속입자(131,141)의 주변에 있는 상기 접착제(133,143)를 가열하게 되고, 상기 접착제(133,143)는 가열되면서 활성화되어 접착성능을 가지게 된다.

굴곡된 상기 제1 접착제층(130)을 매개로 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)이 적층된 접착대상물이 상기 유도가열공간(201)에 배치되면, 상기 제1 접착제층(130)에 분포된 상기 금속입자(131)에는 유도전류, 예를 들면 와류전류(eddy current)가 발생하게 되고, 이로 인하여 줄(Joule)의 법칙에 따라 열이 발생하게 된다.

상기 금속입자(131)의 발열로 인하여 상기 금속입자(131)의 주변에 있는 상기 접착제(133)는 가열되면서 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)을 접착시키게 된다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 박막형 유도가열장치는 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)을 직접적으로 가열하지 않은 상태에서 상기 접착제(133)만을 가열함으로써 열손실을 최소화하고, 상기 접착대상물들의 열변형을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 제조방법을 설명하면 이하와 같다.

상기 박막형 유도가열장치의 제조방법은 박막형 유도코일 제작단계와, 절연부재 결합단계 및 연결부 결합단계를 포함한다.

상기 박막형 유도코일 제작단계는 상기 투입구(202)와 토출구(203)가 마련되고, 그 내부에 상기 유도가열공간(201)이 마련된 터널 형태의 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 제2 박막형 유도코일(220) 및 제3 박막형 유도코일(230)을 제작한다.

이때, 상기 각 박막형 유도코일(210,220,230)은 두께를 가진 판상의 유도코일을 용접하거나 접어서 제작할 수 있으며, 상기 각 박막형 유도코일(210,220,230)의 내부는 중공 상태로 형성될 수 있다.

상기 절연부재 결합단계는 상기 제1 절연부재(241)의 일단이 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 결합시키고 상기 제1 절연부재(241)의 타단은 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 결합시켜 상기 유도가열공간(201) 중 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 상기 제2 박막형 유도코일(220) 사이의 공간을 감싸도록 한다. 또한, 상기 제2 절연부재(242)의 일단은 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 결합시키고 상기 제2 절연부재(242)의 타단은 상기 제3 박막형 유도코일(230)과 결합시켜 상기 유도가열공간(201) 중 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 상기 제3 박막형 유도코일(230) 사이의 공간을 감싸도록 한다.

상기 연결부 결합단계는 상기 제1 박막형 유도코일(210)과 상기 제2 박막형 유도코일(220)을 전기적으로 연결시키기 위해 상호 간을 상기 제1 유도코일 연결부(250)에 의해 결합시킨다. 또한, 상기 제2 박막형 유도코일(220)과 상기 제3 박막형 유도코일(230)을 전기적으로 연결시키기 위해 상호 간을 상기 제2 유도코일 연결부(260)에 의해 결합시킨다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 유도가열장치의 제조방법은 상기 각 박막형 유도가열코일 내부에 냉매유로(270)를 형성하는 냉매유로(270) 형성단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 냉매유로(270)에 냉매가 유동되도록 함으로써, 상기 각 박막형 유도코일(210,220,230)을 냉각시킬 수 있게 된다.

상기 전술한 바와 같은 제조방법에 의해 터널 형태의 박막형 유도가열장치를 제조할 수 있다.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 상기 이송유닛(500)은 상기 접착제층(130)이 도포된 상태로 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)을 상기 유도가열공간(201)으로 이송시킨다.

상기 이송유닛(500)은 상기 유도가열공간(201)을 관통하면서 이동하는 이동부재(510)와, 상기 이동부재(510)를 구동하기 위한 구동부(520)를 포함할 수 있으며, 상기 이송유닛(500)의 일예로, 구동모터에 의해 구동되는 컨베이어 벨트가 사용될 수 있다.

상기 이동부재(510)의 상면에 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)이 상기 접착제층(130)을 매개로 적층된 상태로 이동하게 된다.

상기 이동부재(510)는 상기 각 박막형 유도코일(210,2520,230)에 의하여 생성되는 자기장의 영향을 받지 않는 비금속재질로 제작되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 이동부재(510)가 금속재질로 제작되면 상기 박막형 유도가열장치에 의하여 불필요하게 가열되기 때문이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조장치의 압착 성형유닛에 의해 각 접착대상물질을 가압 성형하는 상태를 나타낸 사시도이다. 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 압착 성형유닛의 세부구성을 설명하면 다음과 같다.

상기 압착 성형유닛(600)은 상기 제1 접착제층(130)에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)을 가압하게 된다. 이에 더하여 상기 제2 접착제층(140)에 의해 상기 제2 접착대상물(120)과 접착되는 상기 갑피(150)를 함께 가압하게 된다. 이러한 상기 압착 성형유닛(600)은 전면 압착부재(610)와, 후면 압착부재(620) 및 한쌍의 측면 압착부재(630)를 포함할 수 있다.

상기 전면 압착부재(610)는 상기 신발의 앞 부분을 가압하게 되고, 상기 후면 압착부재(620)는 신발의 뒷부분을 가압하게 되며, 한쌍의 측면 압착부재(630)는 신발의 양측부분을 가압하게 된다.

더욱 구체적으로, 상기 압착 성형유닛(600)은 상기 제1 접착제층(130)에 의해 접착된 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)이 상기 박막형 유도가열장치의 토출구(203)로 빠져나와 압착 성형 공간으로 이동되면, 상기 제2 접착대상물(120)의 상면에 상기 갑피(150)가 안착되면서 제2 접착제층(140)에 의해 상호 간은 접착이 이루어지게 된다. 이때, 상기 압착 성형유닛(600)의 상기 전면 압착부재(610)와 상기 후면 압착부재(620) 및 상기 한쌍의 측면 압착부재(630)를 이동시켜 각 부위를 가압시키게 되면, 신발의 모양을 압착 성형유닛의 모양에 맞게 성형시킬 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발제조방법의 흐름도이다. 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 유도가열장치를 이용하여 신발을 제조하는 신발제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1 접착대상물(110)의 굴곡면과 상기 제2 접착대상물(120)의 굴곡면 사이에 금속입자(131)를 함유하는 상기 제1 접착제층(130)을 형성하는 제1 접착제층(130) 형성단계가 수행된다(S10).

이때, 상기 제2 접착대상물 상에 금속입자(141)를 함유하는 상기 제2 접착제층(140)도 동시에 형성할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1 접착대상물(110)은 신발 밑창(100)을 구성하는 아웃솔에 해당하고, 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 신발 밑창(100)을 구성하는 미드솔에 해당한다.

여기서, 상기 접착제층(130)은 필름형태의 접착제층(130)으로 구비되며, 상기 제1 접착제층(130) 형성단계에서는 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120) 사이에 상기 필름형태의 접착제층(130)을 배치할 수 있다.

또한, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 접착제층(130) 형성단계는 상기 제1 접착대상물(110)의 굴곡면에 제1 접착제층(130)을 도포하는 단계와, 상기 제1 접착대상물(110)과 대향하는 상기 제2 접착대상물(120)의 표면에 제2 접착제층(140)을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.

다음으로, 상기 제1 박막형 유도코일(210)과, 상기 제2 박막형 유도코일(220) 및 상기 제3 박막형 유도코일(230)에 의하여 자기장이 형성되는 유도가열공간(201)으로 상기 제1 접착제층(130)을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)을 이송하는 이송단계가 수행된다(S20).

이때, 상기 제1 접착제층(130)을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 박막형 유도코일의 투입구(202)로 투입되어 상기 유도가열공간(201)에 배치된다.

다음으로, 상기 유도가열공간(201)으로 이송된 적층된 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)을 가열시키기 위해 상기 박막형 유도코일유닛(200)에 교류전류를 인가하는 전류인가단계가 수행된다(S30).

이때, 상기 박막형 유도코일유닛(200) 상기 제1 박막형 유도코일(210) 및 상기 제2 박막형 유도코일(230) 중 어느 한측으로 교류전류를 인가시킬 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 전류인가단계가 먼저 수행되고, 상기 이송단계가 수행될 수도 있다.

또한, 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)이 상기 유도가열공간(201)상의 정위치에 위치하게 되면 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)은 정지된 상태를 유지할 수 있다.

이때, 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 터널 형태의 상기 각 박막형 유도코일의 유도가열로 가열된 상기 제1 접착제층(130)에 의하여 접착된다.

물론, 상기 제1 접착대상물(110) 및 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 유도가열공간(201)상에서 정지되어 있지 않고 상기 유도가열공간(201)을 이동하는 도중에 가열된 상기 제1 접착제층(130)에 의하여 접착될 수도 있다.

다음으로, 상기 제1 접착제층(130)에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)은 상기 박막형 유도코일유닛(200)의 상기 토출구(203)를 통해 토출되어 외부로 이송된다.

다음으로, 상기 제1 접착제층(130)에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(220)을 가압하는 가압단계가 수행된다.

더욱 구체적으로, 상기 토출구(203)를 통해 이송된 상기 접착제층(130)에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물(110)과 상기 제2 접착대상물(120)은 신발의 갑피(150)와 접착시키기 위해 압착성형 유닛(600) 측으로 이동된다.

이때, 상기 제1 접착대상물(110)에 접착된 제2 접착대상물(120)에 갑피(150)를 안착시킨 후, 상기 압착 성형유닛(600)을 통해 전면, 후면 및 양측면을 가압하게 되면, 상기 제1 접착대상물(110)에 상기 제2 접착대상물(120) 접착되고, 상기 제2 접착대상물(120)에 상기 갑피(150)가 순차적으로 접착된 상태에서 신발의 모양을 상기 압착 성형유닛(600)의 모양과 대응되도록 성형을 수행할 수 있다.

이상 전술한 바와 같이, 본 발명은 터널 형태의 상기 박막형 유도코일유닛(200)이 상기 투입구(202) 및 사기 토출구(203)를 제외하고는 공극이 없는 구조로 제작되어 상기 유도가열공간(201)을 형성함에 따라 균일한 접착강도를 얻을 수 있다.

또한, 상기 터널 형태의 박막형 유도코일유닛(200)을 사용하여 상기 각 접착대상물(110,120)들 사이에 배치되는 상기 접착제층(130,140)만을 유도가열함으로써 상기 접착대상물이 굴곡면을 가지더라도 상기 접착제층(130,140)을 균일하게 가열시킬 수 있어 접착대상물들이 균일한 접착강도로 접착되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 터널 형태의 박막형 유도코일유닛(200)을 사용함에 따라 접착강도를 균일하기 위해 사용되는 교류전류의 주파수를 낮은 주파수를 사용할 수 있어 인버터에 대한 부하를 저감시킬 수 있는 있다.

또한, 상기 박막형 유도가열유닛(200)을 사용하여 상기 접착대상물(110,120)들 사이에 배치되는 접착제층만을 유도가열함으로써 열손실을 최소화하고, 접착대상물들의 열변형을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

100: 신발 밑창 110: 제1 접착대상물
120: 제2 접착대상물 130: 제1 접작체층
140: 제2 접착제층 200: 박막형 유도코일유닛
201: 유도가열공간 202: 투입구
203: 토출구 210: 제1 박막형 유도코일
220: 제2 박막형 유도코일 230: 제3 박막형 유도코일
241: 제1 절연부재 242: 제2 절연부재
250: 제1 유도코일 연결부 251: 제1 연결부재
252: 제2 연결부재 253: 제3 연결부재
260: 제2 유도코일 연결부 261: 제4 연결부재
262: 제5 연결부재 263: 제6 연결부재
270: 냉매유로 300: 인버터유닛
400: 연결유닛 410: 제1 연결바
420: 제2 연결바 500: 이송유닛
600: 압착성형 유닛 610: 전면 압착부재
620: 후면 압착부재 630: 한쌍의 측면 압착부재

Claims (8)

1. 제1 접착대상물의 굴곡면과 제2 접착대상물의 사이에 배치된 접착제층의 금속입자를 가열하기 위한 유도가열공간에 자기장을 형성하는 박막형 유도코일유닛;
   상기 박막형 유도코일유닛과 연결되어 상기 박막형 유도코일유닛에 교류전류를 공급하는 인버터유닛; 및
   상기 박막형 유도코일유닛과 상기 인버터유닛을 연결하는 연결유닛;을 포함하고,
   상기 박막형 유도코일유닛은 상기 제1 접착대상물 및 상기 제2 접착대상물이 투입되는 투입구와 상기 제1 접착대상물 및 상기 제2 접착대상물이 토출되는 토출구를 제외한 측면이 공극이 없이 막힌 터널 형태를 가지되,
   상기 박막형 유도코일유닛은 상기 유도가열공간의 일부를 터널형태로 감싸며 일체로 형성되는 제1 박막형 유도코일과,
   상기 제1 접착대상물 및 상기 제2 접착대상물이 이송되는 방향을 따라 상기 제1 박막형 유도코일과 이웃하게 배치되되, 상기 유도가열공간의 다른 일부를 터널형태로 감싸며 일체로 형성되는 제2 박막형 유도코일과,
   일단은 상기 제1 박막형 유도코일의 측면과 결합되고 타단은 상기 제2 박막형 유도코일의 측면과 결합되어 상기 유도가열공간 중 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일 사이의 공간을 터널형태로 감싸는 제1 절연부재와,
   상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일을 전기적으로 연결하는 제1 유도코일 연결부;를 포함하며,
   상기 제1 유도코일 연결부는 상기 제1 박막형 유도코일의 외측면에 결합된 제1 연결부재와, 상기 제2 박막형 유도코일의 외측면에 결합된 제2 연결부재와, 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재를 연결하는 제3 연결부재를 포함하고,
   상기 유도가열공간의 횡단면 중에서 가로방향 길이보다 세로방향의 길이가 작게 형성된 것을 특징으로 하는 유도가열 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 박막형 유도코일 내부에는 상기 제1 박막형 유도코일을 냉각시키기 위해 냉매가 유동되는 냉매유로가 형성된 것을 특징으로 하는 유도가열 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 기재된 유도가열 장치를 제조하기 위한 제조방법에 있어서,
   상기 투입구와 토출구가 마련되고 그 내부에 상기 유도가열공간이 마련된 터널 형태의 상기 제1 박막형 유도코일 및 상기 제2 박막형 유도코일을 제작하는 박막형 유도코일 제작단계;
   상기 제1 절연부재의 일단은 상기 제1 박막형 유도코일의 측면과 결합시키고 상기 제1 절연부재의 타단은 상기 제2 박막형 유도코일의 측면과 결합시켜 상기 유도가열공간 중 상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일 사이의 공간을 터널형태로 감싸도록 하는 절연부재 결합단계; 및
   상기 제1 박막형 유도코일과 상기 제2 박막형 유도코일을 전기적으로 연결시키기 위해 상기 제1 유도코일 연결부를 결합시키는 연결부 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제1 박막형 유도코일 내부에 냉매유로를 형성하는 냉매유로 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열장치 제조방법.
7. 제 1항 또는 제 3항에 따른 유도가열장치;
   상기 접착제층을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 상기 유도가열공간으로 이송하기 위한 이송유닛; 및
   상기 접착제층에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가압하기 위한 압착 성형유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 신발제조장치.
8. 제 7항에 기재된 신발제조장치에 의한 신발을 제조하는 신발제조방법에 있어서,
   상기 제1 접착대상물의 굴곡면과 상기 제2 접착대상물의 사이에 금속입자가 포함된 접착제층을 형성하는 접착제층 형성단계;
   상기 박막형 유도코일유닛의 상기 유도가열공간으로 상기 접착제층을 매개로 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 이송하는 이송단계;
   상기 유도가열공간으로 이송된 적층된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가열시키기 위해 상기 박막형 유도코일유닛에 교류전류를 인가하는 전류인가단계; 및
   상기 접착제층에 의하여 접착된 상기 제1 접착대상물과 상기 제2 접착대상물을 가압하는 가압단계;를 포함하는 신발제조방법.

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