KR20140043511A - Method for manufacturing insulation pipe - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing an insulation pipe. The method is based on a method for molding an inorganic fiber sheet into the shape of a pipe while winding and pressing the sheet after applying a binder on the upper surface of the sheet. In particular, the binder is impregnated by a suction method under a vacuum atmosphere. Moreover, the method includes a surface treatment under a gas atmosphere. According to the present invention, the uniformity and productivity of products are improved. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) Applying a binder on the upper surface of a sheet; (CC) Inhaling and impregnating in a vacuum room; (DD) Winding and pressing in a bobbin; (EE) Cutting the sheet and molding in a pipe; (FF) Drying in a gas room; (GG) Drying; (HH) Cutting and finishing the pipe; (II) End

Description

단열 파이프 제조방법 {Method for manufacturing insulation pipe}[0001] The present invention relates to a method for manufacturing insulation pipe,

본 발명은 단열 파이프에 관한 것으로, 특히 단열용 무기섬유를 롤(roll) 형태로 권취하여 단열 파이프를 제조하는 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat insulating pipe, and more particularly, to a method of manufacturing a heat insulating pipe by winding inorganic insulating fibers in a roll form.

무기섬유 특히 유리섬유를 이용한 단열 파이프는 이미 많이 알려져 있고 사용되고 있다. 이 파이프는 무게가 가볍고 부피가 작으며, 우수한 단열 특성이 있는 것으로 인정되고 있다. 또한, 이 파이프에 관련한 다수의 기술이 특허로 제안되어 있는데, 특허 제274214호, 제522568호, 제5211461호 등이 그 예이다.
Insulating pipes using inorganic fibers, especially glass fibers, are already well known and used. The pipe is lightweight, small in volume, and has excellent thermal insulation properties. In addition, a number of techniques relating to this pipe have been proposed as patents, examples of which are patents 274214, 522568, 5211461, and the like.

먼저, 특허 제274214호에는 섬유매트를 니들(needle) 펀칭한 일면에 점착 바인더를 도포한 후, 고속으로 권취 및 가압하여 탈수 및 성형을 수행하고, 건조시켜 표면을 가공한 후 탈형하는 방법이 개시되어 있고; 다음, 특허 제522568호에는 위 특허의 바인더에 코팅제를 소정 비율 혼합하여, 섬유 공극에 분포하게 하는 방법이 개시되어 있고; 그리고, 특허 제521461호에는 니들 펀칭한 섬유매트 일면에 유기 또는 무기 바인더를 도포한 후 권취, 니들링, 가압 성형을 수행하고, 탈형 후 고온에서 숙성 처리하고 건조시키는 방법이 개시되어 있다.
First, Japanese Patent No. 274214 discloses a method of applying a pressure-sensitive adhesive binder to a surface of a fiber mat by needle punching, spinning and pressing at a high speed to perform dewatering and molding, ; Next, Japanese Patent No. 522568 discloses a method in which a binder is mixed with a coating agent at a predetermined ratio to distribute in a fiber gap; In addition, Japanese Patent No. 521461 discloses a method in which an organic or inorganic binder is applied to one surface of a needle punched fiber mat, followed by winding, needling, and pressing, demolding, aging treatment at a high temperature, and drying.

상기한 니들 펀칭은 섬유층 간 결속을 강화하여 분리되니 않도록 하는데 유익하다. 그러나 유리섬유 단열 파이프에서 시급하게 해결되어야 하는 과제는 이러한 층간 결속의 문제가 아니다.
The above-described needle punching is advantageous in strengthening bonding between the fiber layers so as not to be separated. However, the problem that needs to be solved urgently in the glass fiber insulation pipe is not a problem of such interlaminar bond.

즉, 유리섬유 파이프가 우수한 단열 특성이 있음에도 실제로 사용상 한계가 있는 것은, 재료의 특성상 공극률이 높기 때문에 조직이 견고하지 못하며 그로 인해 사용이 진행되는 과정에서 급격하게 단열성이 저하되기 때문이다. 따라서 유리섬유 재료의 밀도를 증가시켜줄 수 있는 특별한 대책이 필요한 것이다.
In other words, the glass fiber pipe has excellent thermal insulation properties, but its practical use is limited because the structure is not robust due to the high porosity due to the characteristics of the material, and the thermal insulation is rapidly deteriorated in the course of use. Therefore, special measures are needed to increase the density of glass fiber materials.

이에 대한 대책으로서, 위 특허에는:As a countermeasure thereto, the above patent includes:

1) 바인더에 코팅제를 소정비율 혼합하여 성형한 후, 고속 회전에 의한 원심력을 이용하여 섬유 공극에 침투하게 한다거나, 1) The binder is mixed with a coating agent at a predetermined ratio and molded, and then infiltrated into the fiber gap using centrifugal force by high-speed rotation,

2) 파이프 성형 후에 고온의 환경에서 숙성 처리하여, 바인더가 섬유 내부에 녹아들게 한다거나,2) After the pipe is formed, it is aged in a high temperature environment to melt the binder in the fiber,

하는 방법이 기재되어 있다.
Is described.

그러나:But:

실제로 원심력을 이용한 위 1)의 바인더 침투방법은 비효율적이며, 더구나 그 정도의 원심력을 나타내기 위해서는 상당한 회전수를 가져야 하는데 이 경우 섬유 및 파이프 제품에 손상을 야기할 가능성이 충분히 있다. In fact, the method of penetration of the binder by centrifugal force 1) is inefficient, and in order to exhibit such a degree of centrifugal force, it must have a considerable number of revolutions, which is likely to cause damage to the fiber and pipe products.

또한, 고온 숙성처리를 이용한 위 2)의 방법은 바인더가 섬유 내에 잘 침투할지는 모르겠으나, 섬유조직을 강제적으로 해체하는 것으로서 무기섬유 또는 유리섬유 본연의 단열 특성을 저하시킬 우려가 크다.In addition, the method 2) using the high-temperature aging treatment may be a method in which the binder penetrates well into the fiber, but the fiber structure is forcibly dismantled, which may cause deterioration of the inherent heat insulating properties of the inorganic fiber or glass fiber.

그리고, 이러한 방법들은 시간 및 비용 등의 문제를 수반하여 생산성이 저하될 우려가 있다.
In addition, these methods involve problems such as time and cost, which may lower productivity.

본 발명은 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 무기섬유를 이용하여 단열 파이프 제조함에 있어서, 섬유조직에 손상을 주지 않으면서 바인더 등의 재료가 효율적으로 함침되도록 하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 자동화를 통한 생산성 향상에 적합한 방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is proposed to solve the above problems of the prior arts. It is an object of the present invention to provide a method for effectively impregnating a binder or the like in a heat insulating pipe using inorganic fibers without damaging the fiber structure. It is also an object of the present invention to provide a method suitable for improving productivity through automation.

본 발명의 단열 파이프 제조방법은 무기섬유 시트의 상면에 바인더를 도포한 후, 권취 및 가압하면서 파이프 형태로 성형하는 통상의 방법을 기반으로 하며, 특별하게 본 발명은:The method for manufacturing an adiabatic pipe of the present invention is based on a conventional method of applying a binder to an upper surface of an inorganic fiber sheet and then forming a pipe shape by winding and pressing,

상기 시트가 진공실에 투입되고, 상기 진공실의 하부에서 흡입(suction)을 함으로써 상기 바인더가 시트 내부에 함침되도록 한 다음,The sheet is put into a vacuum chamber and suctioned from the lower portion of the vacuum chamber so that the binder is impregnated into the sheet,

권취 및 가압,Winding and pressing,

하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that.

설계에 따라서, 상기 바인더는 진공실에서 도포할 수 있다.
Depending on the design, the binder can be applied in a vacuum chamber.

상기 바인더는 통상의 유기, 무기 또는 그들의 혼합물일 수 있으며 실리카겔 등의 에어로겔을 함유하는 재료일 수도 있다.
The binder may be a conventional organic, inorganic or a mixture thereof, or may be a material containing an airgel such as silica gel.

상기 단열 파이프 제조방법은: The method for manufacturing an insulating pipe includes:

상기 성형은 가압 후 시트 절단을 수행하며, 상기 절단은 톱니형 커터로서 단면이 경사지게 형성된 커터를 이용한다.The shaping is performed after pressurizing the sheet, and the cutting uses a cutter in which the section is inclined as a serrated cutter.

또한, 상기 절단 후 건조 과정에서 가건조를 수행하며,상기 가건조는 가스 분위기에서 이루어진다.
In addition, drying is performed in the drying process after the cutting, and the drying process is performed in a gas atmosphere.

본 발명의 제조방법에 따르면, 섬유 시트 표면에 도포된 바인더는 진공실에서 흡착에 의하여 시트 내부에 가라앉듯이 함침된다. 따라서 섬유조직에 손상을 주지 않으면서 바인더 재료 또는 혼합물이 효율적으로 함침되는 효과가 있다. 또한, 시트의 공급, 바인더 함침, 표면처리, 건조 등의 일련의 공정이 자동화에 적합하여 제품의 생산에 효율성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
According to the production method of the present invention, the binder applied on the surface of the fiber sheet is impregnated in the sheet by adsorption in a vacuum chamber. Therefore, the binder material or the mixture is effectively impregnated without damaging the fiber structure. In addition, a series of processes such as sheet feeding, binder impregnation, surface treatment, and drying are suitable for automation, thereby providing efficiency in production of products.

도 1은 본 발명의 제조방법을 수행하는 성형 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 단열 파이프 제조방법의 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a configuration diagram of a molding apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention; Fig.
2 is a flowchart of a method for manufacturing an insulating pipe according to the present invention;

이상에 기재된 본 발명 '단열 파이프 제조방법'(이하 '제조방법')의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다.
The features and advantages of the present invention 'method for manufacturing an insulating pipe' (hereinafter referred to as 'manufacturing method') described above will become more apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제조방법은 무기섬유 시트의 상면에 바인더를 도포한 후, 권취 및 가압하면서 파이프 형태로 성형하는 통상의 방법을 기반으로 한다. 특별하게 본 발명은 상기 바인더 도포 후, 상기 시트가 진공실에 투입되고 상기 진공실의 하부에서 흡입(suction)을 함으로써 상기 바인더가 시트 내부에 함침되도록 한 다음, 권취 및 가압하여 성형한다.
The manufacturing method of the present invention is based on a conventional method in which a binder is coated on the upper surface of an inorganic fiber sheet, and then the sheet is formed into a pipe shape by winding and pressing. Particularly, in the present invention, after the application of the binder, the sheet is put into a vacuum chamber and suctioned at a lower portion of the vacuum chamber so that the binder is impregnated into the sheet, followed by winding and pressing.

그리고, 상기 성형은 가압 후 시트 절단을 수행하며, 상기 절단은 톱니형 커터로서 단면이 경사지게 형성된 커터를 이용한다. 또한, 상기 절단 후 건조 과정에서 가건조를 수행하며,상기 가전조는 가스 분위기에서 이루어진다.
The shaping is performed after pressurizing the sheet, and the cutting is performed by using a cutter in which the cross section is inclined as a serrated cutter. In addition, drying is performed in the drying process after the cutting, and the household appliance is performed in a gas atmosphere.

도 1 및 2를 참조하여, 아래에서 각 단계별로 더욱 상세하게 설명한다.
Referring to FIGS. 1 and 2, each step will be described in more detail below.

도포단계Application step

이 단계는 롤 상태의 무기섬유 시트(11)가 제조공정에 공급되면서 그 상면에 바인더(12)가 도포되는 단계이다. 본 실시예에서 상기 무기섬유는 바람직하게 단열성, 보온성이 우수한 유리섬유이지만 실리카, 알루미나, 카본, 아라미드 기타 알려진 섬유들이 사용될 수 있다. 실제로 상기 시트(11)의 폭은 1200mm이고, 두께는 10mm이다.
This step is a step in which the inorganic fiber sheet 11 in the roll state is supplied to the manufacturing process and the binder 12 is applied to the upper surface thereof. In the present embodiment, the inorganic fibers are preferably glass fibers excellent in heat insulation and heat retention, but silica, alumina, carbon, aramid and other known fibers may be used. Actually, the width of the sheet 11 is 1200 mm, and the thickness is 10 mm.

또한, 상기 바인더(12)는 통상의 유기, 무기 또는 그들의 혼합물일 수 있으며, 단열 특성이 우수한 것으로 알려진 실리카겔 등의 에어로겔을 함유하는 재료일 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 설계에 따라서 상기 바인더(12)는 후술하는 진공실(13)에서 도포될 수도 있다. 이 경우, 상기 제1단계는 실제로 진공실(13)에서 수행되는 것으로 본다.
The binder 12 may be a conventional organic, inorganic, or mixture thereof, and may be a material containing an airgel such as silica gel, which is known to have excellent heat insulating properties. As shown in Fig. 1, the binder 12 may be applied in a vacuum chamber 13 described below, depending on the design. In this case, the first step is actually regarded as being performed in the vacuum chamber 13.

함침단계Impregnation step

이 단계는 위 도포단계에서 상면에 바인더(12)가 시트(11) 내부에 함침되도록 하는 단계이다. 특히, 본 발명에서 상기 도포된 시트(11)는 진공실(13)에 투입되고 상기 진공실(13)의 하부에서 진공펌프 등을 이용하여 흡입(suction)을 함으로써 상기 바인더(12)가 함침되도록 한다.
This step is a step in which the binder 12 is impregnated into the interior of the sheet 11 on the upper surface in the upper application step. Particularly, in the present invention, the applied sheet 11 is introduced into a vacuum chamber 13 and is suctioned from a lower portion of the vacuum chamber 13 by using a vacuum pump or the like to impregnate the binder 12.

이 방법에 의하면, 시트(11) 상측의 바인더(12)가 가라앉듯이 그대로 시트(11) 내부에 함침되며, 이에 따라 바인더(12) 재료가 시트(11) 내부에 고르게 분포하게 된다. 이는 본 발명의 방법에 의하여 제조되는 단열 파이프(P1,P2)의 균일도 특성에 상당한 관련이 있다.
According to this method, the binder 12 on the upper side of the sheet 11 is impregnated as it is in the sheet 11 as it is submerged, so that the material of the binder 12 is uniformly distributed in the sheet 11. This is significantly related to the uniformity characteristics of the heat insulating pipes P1 and P2 manufactured by the method of the present invention.

성형단계Molding step

이 단계는 상기 진공실(13)에서 나온 함침 시트(11)가 보빈(14)에 권취되어 파이프 형태로 성형되는 단계이다. 이 단계에서, 가압 로울러(16)가 권치된 시트(11)의 두께에 대응하여 유동적으로 배치된다. 다만, 이 가압 로울러(16)가 본 발명에서 특별한 것은 아니다.
This step is a step in which the impregnated sheet 11 from the vacuum chamber 13 is wound on the bobbin 14 and molded into a pipe shape. At this stage, the pressurizing rollers 16 are arranged in a fluid-like manner corresponding to the thickness of the sheet 11 to which the rollers 16 are fixed. However, this pressing roller 16 is not special in the present invention.

그리고 일정한 회전수로 권취되면, 커터(미도시)가 동작하여 시트(11)를 커팅한다. 상기 절단은 톱니형 커터로서 단면이 경사지게 형성된 커터를 이용하는데, 이는 성형된 파이프(P1)의 외경에서 절단선에 의하여 단차가 생기는 것을 방지하는데 효과적이다.
When the sheet 11 is wound at a constant number of revolutions, a cutter (not shown) is operated to cut the sheet 11. The cutting uses a cutter having a sloped cross section as a serrated cutter, which is effective to prevent a step from being generated by the cutting line at the outer diameter of the formed pipe P1.

건조단계Drying stage

이 단계는 보빈(14) 상에 성형된 파이프(P1)를 건조시키는 단계이다. 특히 본 실시예에서는, 이 단계에서 가건조를 수행한다. 여기서 상기 가건조 상태는 완전 건조 또는 경화에 이르기 이전의 상태를 말하는 것으로, 가스실(16)에서 일정한 종류의 가스 분위기에서 수행한다.
This step is a step of drying the formed pipe P1 on the bobbin 14. In particular, in this embodiment, drying is carried out at this stage. Here, the dry state refers to a state prior to complete drying or curing, and is performed in the gas chamber 16 in a certain kind of gas atmosphere.

상기 가스로는 암모니아, 질소, 아민 가스 중에서 선택된 것으로 한다. 이와 같이, 가건조를 수행하는 것은 가스 분위기에서 건조를 함으로써 파이프(P1,P2) 표면의 밀도를 증가시키고 매끄럽게 처리할 수 있기 때문이다. 물론, 이의 수행이 끝나면, 완전 건조된다.
The gas may be selected from ammonia, nitrogen, and an amine gas. As described above, the drying is performed because the density of the surfaces of the pipes P1 and P2 can be increased and smoothed by drying in a gas atmosphere. Of course, once it is done, it is completely dry.

절단단계Cutting step

이 단계는 건조까지 끝난 상태의 파이프(P1)를 양측에서 길이 방향으로 절단하는 단계이다. 예컨대 보빈(14) 상에서 커터가 지나가면서 절단할 수가 있다. 이로써 이분된 단열 파이프(P2)를 수득하게 된다. 수득된 파이프(P2)는 보온, 단열이 필요한 파이프의 양측에 접합되어 사용될 것이다.
This step is a step of longitudinally cutting the pipe P1 that has been dried. The cutter can be cut on the bobbin 14 while passing the cutter. Thereby, the heat insulating pipe P2 is obtained. The obtained pipe P2 will be used by being bonded to both sides of a pipe requiring insulation and insulation.

11. 시트 12. 바인더
13. 진공실 14. 보빈
15. 가압 로울러 16. 가스실
P1,P2. 파이프11. Sheet 12. Binder
13. Vacuum chamber 14. Bobbin
15. Pressure Roller 16. Gas chamber
P1, P2. pipe

Claims (7)

무기섬유 시트(11)의 상면에 바인더(12)를 도포한 후, 권취 및 가압하면서 파이프 형태로 성형하는 방법에 있어서,
상기 시트가 진공실(13)에 투입되고, 상기 진공실의 하부에서 흡입(suction)을 함으로써 상기 바인더(12)가 시트(11) 내부에 함침되도록 한 다음,
권취 및 가압,
하는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.A method for forming a binder (12) on an upper surface of an inorganic fiber sheet (11) and then forming it into a pipe shape by winding and pressing,
The sheet is put into the vacuum chamber 13 and suctioned from the lower portion of the vacuum chamber so that the binder 12 is impregnated inside the sheet 11,
Winding and pressurization,
Insulation pipe manufacturing method characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 바인더(12)는 진공실(13)에서 도포되는 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the binder (12) is applied in a vacuum chamber (13). 제1항에 있어서,
상기 바인더(12)는 유기 바인더, 무기 바인더 또는 그들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the binder (12) is an organic binder, an inorganic binder, or a mixture thereof. 제3항에 있어서,
상기 바인더(12)는 에어로겔(areogel)을 함유하는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method of claim 3,
The binder 12 is a method for producing a heat insulation pipe, characterized in that it contains an airgel (areogel). 제1항에 있어서,
상기 성형은 가압 후 시트(11) 절단을 수행하며, 상기 절단은 톱니형 커터로서 단면이 경사지게 형성된 커터를 이용하는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the shaping is performed after the pressurization of the sheet (11), and the cutting is performed using a cutter having a sloped cross section as a sawtooth cutter. 제1항에 있어서,
상기 성형 후 건조 과정에서 가건조를 수행하며,상기 가전조는 가스 분위기의 가스실(16)에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method of claim 1,
Temporary drying is performed in the drying process after the molding, wherein the home appliance tank is made in a gas chamber 16 in a gas atmosphere. 제6항에 있어서,
상기 가스는 암모니아, 질소, 아민 가스 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 단열 파이프 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the gas is selected from ammonia, nitrogen, and an amine gas.
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