KR102204135B1 - 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이송되는 테이프 원단의 일면에 도포된 점착액을 건조시키기 위해, 상기 테이프 원단의 일면을 향해 온열을 발산하도록 상기 테이프 원단의 일면과 서로 마주보게 배치되는 면상발열체를 포함하는 발열시트; 및 상기 발열시트의 면상발열체에 전원을 공급하기 위한 전원공급부;로 이루어지도록 구현함으로써, 면상발열체를 이용해 테이프 원단의 코팅면에 대하여 집중 건조 및 단시간 건조 등의 건조 효율성을 극대화시킨 테이프 원단의 점착액 건조장치에 관한 것이다.

Description

면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치{APPARATUS FOR DRYING ADHESIVE LIQUID OF TAPE FABRICS}
본 발명은 테이프 원단의 일면에 코팅된 점착액의 건조를 위한 이송 구간에 설치되어 테이프 원단의 일면을 향해 온열을 전달하여 건조, 경화시킬 수 있도록 한 건조장치에 관한 것으로, 특히 전기 저항에 의해 발열되는 면상발열체를 이용하고 면상발열체의 발열 부위가 테이프 원단의 일면을 향하고 건조 효율을 극대화시킨 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치에 관한 기술이다.
테이프 등에 도포된 점착액 등의 코팅물을 효율적으로 건조시킬 수 있도록 한 기술로는,
대한민국 실용신안등록 제20-0152249호 (1999.04.23.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『면상발열체를 갖는 원적외선 건조기』가 제시되어 있는바,
문헌 1은 소정의 코팅물에 균일한 온도로 열을 가하여 소기의 목적을 이루고자 하는 경우에 원적외선 건조기의 히터부에 구비되는 세라믹코일이 라운드(Round)지게 구비되어 있음으로 인해 소정의 코팅물에 열을 가하게 될 때 코팅물에 열이 불균일하게 가해져 갖은 불량이 유발되게 되는 문제점을 해소하기 위하여, 일반적인 원적외선 건조기의 히터부에 구비되는 세라믹코일을 대신하여 소정두께의 면상발열체가 구비되되, 상기 면상발열체는 다결정주석, 세라믹, 석영유리 및 강화유리를 동일 중량%로 혼합하여 판상으로 응고한 후 그 후 면에 실버접착제로 전극이 형성되게 고정됨으로써 상기 원적외선 건조기의 히터부 측 면상발열체로부터 균일한 온도로 코팅물에 열이 가해질 수 있게 되어 불량률이 현저히 감소될 수 있게 되는 면상발열체를 갖는 원적외선 건조기에 관한 기술이다.
다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1304583호 (2013.08.30.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『건조장치』가 제시되어 있는바,
문헌 2는 대상물을 건조시키는 면상발열체와, 상기 면상발열체의 일단에 제공되는 전자석을 포함하는 발열시트; 및 상기 발열시트가 감기는 거치봉 및 상기 거치봉의 양단에 제공되는 가이드판을 포함하는 거치릴;을 포함하되, 상기 전자석은, 상기 면상발열체를 통해 전기를 공급받을 수 있도록 함으로써, 전자석이 대상물에 부착됨에 따라 발열시트가 대상물에 밀착되어 대상물을 효과적으로 건조시킬 수 있고, 전자석이 면상발열체를 통해 전기를 공급받기에 별도의 전원에 연결되지 않고 대상물에 부착될 수 있으며, 면상발열체가 거치대에 릴 형태로 감기므로 전극부재나 발열부재 등의 파손이 방지될 수 있고, 면상발열체가 이동가능하게 제공되는 지지유닛에 설치된 거치대에 거치되므로 그 보관 및 운반이 용이할 수 있는 건조장치에 관한 기술이다.
문헌 1. 대한민국 실용신안등록 제20-0152249호 (1999.04.23.등록) 문헌 2. 대한민국 특허등록 제10-1304583호 (2013.08.30.등록)
본 발명은 보일러 등을 이용해 발생된 열풍 등을 건조챔버 내로 공급하여 이송중인 테이프 원단의 점착액을 건조시키는 구조에서 탈피하여, 테이프 원단의 일면, 즉 점착액이 도포된 코팅면을 향해 온열을 발산하는 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은 건조가 요구되는 부위, 즉 테이프 원단에서 점착액이 도포된 일면에만 집중적으로 온열을 전달하여 단시간 내에 건조, 경화시킬 수 있는 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러 본 발명은 송풍팬 및 이의 송풍 안내를 위한 가이드커버를 통해 집중 송풍되는 바람으로 건조 효율을 좀 더 향상시킬 수 있도록 한 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치는,
이송되는 테이프 원단의 일면에 도포된 점착액을 건조시키기 위해,
상기 테이프 원단의 일면을 향해 온열을 발산하도록 상기 테이프 원단의 일면과 서로 마주보게 배치되는 면상발열체를 포함하는 발열시트; 및
상기 발열시트의 면상발열체에 전원을 공급하기 위한 전원공급부;
로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치는,
면상발열체를 이용해 테이프 원단의 코팅면에 대하여 집중 건조, 단시간 건조 등의 건조 효율성을 극대화시킨 가장 큰 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치를 나타낸 입체 구성도,
도 2는 발열시트의 면상발열체를 나타낸 입체 구성도,
도 3은 테이프 원단 이송 시 발열시트의 배치를 나타낸 입체 구성도,
도 4는 테이프 원단 이송 시 발열시트의 배치를 나타낸 측면 구성도,
도 5는 발열시트 내에 다수의 면상발열체가 배치된 것을 나타낸 측면 구성도,
도 6은 테이프 원단 이송 시 다수의 발열시트가 배치된 것을 나타낸 측면 구성도,
도 7은 송풍팬 및 가이드커버를 보여주기 위한 측면 구성도.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1을 기준으로 보호층 측을 일측 또는 상측, 동판 측을 타측 또는 하측이라고 방향을 특정하기로 한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치(DS)는,
이송되는 테이프 원단(1)의 일면에 도포된 점착액을 건조시키기 위해,
상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 온열을 발산하도록 상기 테이프 원단(1)의 일면과 서로 마주보게 배치되는 면상발열체(51)를 포함하는 발열시트(50); 및
상기 발열시트(50)의 면상발열체(51)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(60);
로 이루어진다.
이때 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 발열시트(50)는
보호층(52), 열확산코팅층(53) 및 동판(54)이 순차적으로 적층되되, 상기 보호층(52)과 열확산코팅층(53) 사이에 상기 면상발열체(51)가 개재(介在)되게 적층되어 이루어진다.
여기서 상기 보호층(52)은 절연 기능을 하면서 외부로부터 상기 면상발열체(51)를 보호하는 기능을 하게 된다.
그리고 상기 열확산코팅층(53)은 상기 면상발열체(51)에서 발산되는 온열이 좀 더 용이하게 확산되어 상기 동판(54)을 거쳐 상기 테이프 원단(1)의 일면으로 전달될 수 있도록 도와주게 된다. 상기 열확산코팅층(53)은 카본을 가공해 만들고 판상구조이면서 수평 열전도도가 우수한 그라파이트(graphite) 등의 소재로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 동판(54)은 열전도율이 높은 매체로서, 상기 동판(54)을 거쳐 발산되는 온열의 온도는 대략 150~250도 정도이다.
도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 면상발열체(51)는 테이프 원단(1)과 서로 상응한 폭을 갖는 것이 바람직하며, 또한 테이프 원단(1)의 이송을 안내하는 여러 롤러(2)들 사이사이에 상기 발열시트(50)가 배치된 상태에서 인접한 두 롤러(2)들 사이의 이격거리 만큼에 맞게 적정 길이를 갖는 것이 바람직하다. 즉 상기 발열시트(50)는 인접한 두 롤러(2)들 사이의 이격거리 만큼에 맞는 길이를 갖는 하나의 면상발열체(51)를 포함하는 것이다.
또는 도 5에서와 같이, 상기 면상발열체(51)는 다수개가 구비되어, 상기 보호층(52)과 열확산코팅층(53) 사이에 일정 간격을 두고 배치되고, 이렇게 여러 개의 면상발열체(51)가 배치되어 있는 상기 발열시트(50)는 테이프 원단(1)의 이송을 안내하는 인접한 두 롤러(2)들 사이의 이격거리 만큼에 맞게 적정 길이를 갖는 것이 바람직하다. 즉 상기 발열시트(50)는 인접한 두 롤러(2)들 사이의 이격거리 만큼에 맞게 일정 간격을 두고 배치되는 여러 개의 면상발열체(51)를 포함하는 것이다.
또는 도 6에서와 같이, 상기 발열시트(50)가 여러 개 구비되어 인접한 두 롤러(2)들 사이에 일정간격을 두고 배치될 수도 있는 것이다. 이때에 각 발열시트(50) 마다 개별적으로 전원 공급 및 제어를 위한 전원공급부(60)가 마련될 수도 있고, 하나의 전원공급부(60)를 통해 통합으로 전원 공급 및 제어를 할 수도 있다.
한편, 상기 보호층(52)은 후술할 발열층(511)에서 테이프 원단(1)의 일면을 향하는 반대편 면, 즉 상면의 전체를 덮도록 구성됨으로써, 발열층(511)의 상면을 보호하면서 발열층(511)에서 발생한 열이 상기 보호층(52)을 지나 외부로 발산되어 본 발명의 건조장치(DS)가 내장되게 설치되는 챔버 등의 내부 공기를 가열하여 열기를 제공할 수 있다.
결국 발열층(511)에서 발산되어 테이프 원단(1)의 일면을 향하는 직접적인 온열과, 상기 보호층(52)을 지나 챔버 등의 내부 공기를 가열한 간접적 열기를 모두 이용하여 테이프 원단(1)의 일면에 코팅된 점착액을 건조, 경화시킬 수 있다.
아울러 상기 보호층(52)은 폴리이미드(PI) 필름으로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 면상발열체(51)에는 상기 발열층(511)에 대한 절연을 위해 절연필름이 더 구비될 수 있고, 이러한 절연필름은 절연성수지 재질로 구성됨으로써, 전기가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 2에서와 같이 상기 면상발열체(51)는
발열층(511)과,
상기 발열층(511)에 서로 평행하게 배치되어 상기 전원공급부(60)로부터 전원을 공급받게 되는 한 쌍의 전극부재(512)와,
상기 각 전극부재(512) 사이에 배치되는 다수의 발열부재(513)와,
상기 각 전극부재(512)와 상기 각 발열부재(513) 사이에 배치되는 버퍼부재(514)
로 이루어진다.
좀 더 상세하게는,
도 4에서와 같이, 상기 면상발열체(51)는 시트 형태로 이루어질 수 있고, 상부에서 바라보았을 때 사각형의 판 형상으로 이루어질 수 있으며, 전술한 바와 같이 길이나 폭은 건조시킬 대상체, 즉 테이프 원단(1)의 폭과 인접한 두 롤러(2)들 간의 이격거리 등을 고려하여 다양하게 변형 및 변경 가능할 것이다.
상기 발열층(511)은 전기를 공급받아 열을 발생시키는 것으로, 전기를 공급받아 전기저항을 이용하여 열을 발생시킨다. 발생된 열은 테이프 원단(1)의 일면 측으로 전달되어 점착액을 건조, 경화시킨다.
그리고 상기 면상발열체(51)에서 후술할 발열부재(513)는 다수개가 구비되어 상기 면상발열체(51)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 수평 또는 수직으로 배치될 수 있다.
상기 발열부재(513)는 전기저항에 의해 열을 발생시킬 수 있는 것으로, 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 원통(튜브) 형태의 탄소나노튜브(CNT), 카본을 가공해 만들고 판상구조이면서 수평 열전도도가 우수한 그라파이트(Graphite) 등의 복합소재로 이루어진다.
상기 전극부재(512)는 상기 면상발열체(51)의 길이방향과 같도록 배치될 수 있고, 상기 전원공급부(60)로부터 전원(전기)을 공급받게 되며, 통전성이 높은 구리 등의 재질로 이루어진다.
이러한 전극부재(512)는 상기 발열부재(513)에 전기를 인가할 수 있고, 한 쌍이 구비되어 이들 사이에 상기 발열부재(513)가 배치될 수 있다. 결국 상기 발열부재(513)의 양단이 상기 각 전극부재(512)에 전기적으로 연결됨으로써, 상기 발열부재(513)는 전기를 공급받아 열을 발생시킬 수 있는 것이다.
그리고 상기 버퍼부재(514)는 상기 발열부재(513)와 상기 전극부재(512) 사이에 배치되는 것으로, 그 일부가 상기 발열부재(513)의 상부에 위치하고 다른 일부가 상기 전극부재(512)의 하부에 적층되도록 구성된다. 즉 상기 버퍼부재(514)는 상기 발열부재(513)의 양단에 각각 제공되고, 또 각각의 버퍼부재(514) 단부에는 한 쌍의 전극부재(512)가 각각 제공된다.
상기 발열층(511)에서 카본은 대략 1400~4000uΩ/cm, 구리는 약 0.1~2uΩ/cm 가량의 저항값을 가져 상기 발열부재(513)와 상기 전극부재(512)는 저항값의 차이가 매우 크기 때문에 중간에 버퍼영역이 없이 서로 직접 물리적으로 연결되는 경우에는 전도성이 저하되거나 국부적인 과열이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라 카본 소재의 발열부재(513)와 구리 재질의 전극부재(512)는 그 부착성능이 매우 낮아 면상발열체(51)가 접히거나 펴지는 경우에 단락되는 등의 파손이 일어나기 쉽다.
따라서 상기 버퍼부재(514)는 상기 발열부재(513)와 전극부재(512)를 전기적으로 연결하면서 전기적인 완충역할을 한다. 상기 버퍼부재(514)는 통전성이 뛰어난 재질인 것이 바람직하고, 일예로 실버페이스트가 사용되거나 전도성 접착제층으로 구현될 수 있다. 이때 규소(Si) 기반의 무기성 접착제 또는 카본 기반의 유기성 접착제로 이루어진 전도성 접착제층일 수 있다. 전도성 접착제층은 3MPa 이상의 접착력을 제공하고, 약 0.1~2uΩ/cm의 저항값을 가지며, 신축성이 뛰어날 수 있다.
아울러 전도성 접착제층은 접착제 성분을 함유하므로 발열부재(513)와 전극부재(512)를 물리적으로 접착시킬 수 있다. 이에 따라 발열부재(513)와 전극부재(512)에 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또 전도성 접착제층은 전도성이 뛰어난 물질을 함유할 수 있다. 이에 따라 전도성 접착제층은 발열부재(513)와 전극부재(512)를 전기적으로 연결할 수 있다. 또 전도성 접착제층은 유연하고 신축성이 뛰어난 재질로 제공될 수 있다. 이에 따라 면상발열체(51)가 접히거나 휘거나 꺾이는 경우에도 전극부재(512), 전도성 접착제층 및 발열부재(513)에 파손이 방지될 수 있다.
한편, 상기 동판(54)은 상기 발열층(511)의 하부에 배치된 열확산코팅층(53) 하면 전체를 덮도록 구성되고, 이렇게 구성된 상기 동판(54)은 테이프 원단(1)에 대한 건조 시 테이프 원단(1)의 일면에 도포된 점착액으로부터 면상발열체(51)를 보호할 수도 있다.
아울러 상기 동판(54)은 열전도율이 높은 동으로 이루어진 판형 구조이기는 하나, 열을 잘 투과시킬 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 재질로 이루어질 수 있는 것이다. 일예로 폴리이미드(PI) 필름 등으로도 대체될 수 있는 것이다.
도 4에서와 같이, 상기 동판(54)에는 다수의 관통홀(541)이 형성되는데, 이러한 각 관통홀(541)은 상기 면상발열체(51)에서 발산되는 온열이 좀 더 용이하게 통과되어 테이프 원단(1)의 일면에 전달될 수 있도록 도와주게 된다.
한편, 도 7에서와 같이 본 발명은 상기 발열시트(50)의 보호층(52)으로부터 이격되게 배치되는 송풍팬(70)을 더 포함하는데,
우선 상기 동판(54)에서 상기 각 관통홀(541) 중 상기 면상발열체(51)에 의해 가려지지 않고 개방된 관통홀(541)을 통해 상기 송풍팬(70)에서 일으키는 바람이 통과되어 상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 송풍된다.
결국 상기 면상발열체(51)에 의해 발산되는 온열과 상기 송풍팬(70)에서 송풍된 바람을 동시에 이용하여 테이프 원단(1)의 일면에 도포된 점착액을 건조, 경화시킬 수 있는 것이다.
한편, 도 7에서와 같이 본 발명은 상기 송풍팬(70)의 출구, 즉 바람이 나오는 출구 측에 배치되어 상기 송풍팬(70)에서 일으키는 바람이 상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 집중되도록 안내하는 가이드커버(80)를 더 포함하는데,
상기 가이드커버(80)는 상기 송풍팬(70)의 출구 측에 배치되는 유입구(81)와, 상기 테이프 원단(1)의 일면과 인접하게 배치되며 테이프 원단(1)의 일면과 상응한 폭을 갖는 유출구(82)를 갖는 속이 빈 커버 구조로 이루어진다.
특히 상기 유입구(81)에서 상기 유출구(82)로 갈수록 점차 단면 공간이 넓어지는 상협하광(上狹下廣)의 단면 공간 구조로 이루어진다.
따라서 상기 송풍팬(70)에서 일으킨 바람이 상기 유입구(81)를 지나 상기 유출구(82)를 통해 토출되면서 테이프 원단(1)의 일면에 향해 집중된다. 이때 상기 가이드커버(80)를 통해 바람이 최대한 외부로 누출되지 않고 테이프 원단(1)의 일면 측으로만 집중될 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
50 : 발열시트
51 : 면상발열체
511 : 발열층
512 : 전극부재
513 : 발열부재
514 : 버퍼부재
52 : 보호층
53 : 열확산코팅층
54 : 동판
541 : 관통홀
60 : 전원공급부
70 : 송풍팬
80 : 가이드커버
81 : 유입구
82 : 유출구

Claims (7)

  1. 이송되는 테이프 원단(1)의 일면에 도포된 점착액을 건조시키기 위해,
    상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 온열을 발산하도록 상기 테이프 원단(1)의 일면과 서로 마주보게 배치되는 면상발열체(51)를 포함하는 발열시트(50); 및
    상기 발열시트(50)의 면상발열체(51)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(60);
    로 이루어지되,
    상기 발열시트(50)는 보호층(52), 열확산코팅층(53) 및 동판(54)이 순차적으로 적층되되, 상기 보호층(52)과 열확산코팅층(53) 사이에 상기 면상발열체(51)가 개재(介在)되게 적층되어 이루어지며,
    상기 면상발열체(51)는 다수개가 구비되어, 상기 보호층(52)과 열확산코팅층(53) 사이에 일정 간격을 두고 배치되어 있고,
    상기 동판(54)에는 다수의 관통홀(541)이 형성되어 있으며,
    상기 발열시트(50)의 보호층(52)으로부터 이격되게 배치되는 송풍팬(70)을 더 포함하고,
    상기 동판(54)에서 상기 각 관통홀(541) 중 상기 면상발열체(51)에 의해 가려지지 않고 개방된 관통홀(541)을 통해 상기 송풍팬(70)에서 일으키는 바람이 통과되어 상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 송풍되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치.
  2. 삭제
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  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍팬(70)의 출구 측에 배치되어 상기 송풍팬(70)에서 일으키는 바람이 상기 테이프 원단(1)의 일면을 향해 집중되도록 안내하는 가이드커버(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 면상발열체(51)는
    발열층(511)과,
    상기 발열층(511)에 서로 평행하게 배치되어 상기 전원공급부(60)로부터 전원을 공급받게 되는 한 쌍의 전극부재(512)와,
    상기 각 전극부재(512) 사이에 배치되는 다수의 발열부재(513)와,
    상기 각 전극부재(512)와 상기 각 발열부재(513) 사이에 배치되는 버퍼부재(514)
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 테이프 원단의 점착액 건조장치.
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