KR20160063308A

KR20160063308A - 테이프 히터

Info

Publication number: KR20160063308A
Application number: KR1020167002563A
Authority: KR
Inventors: 켄지 이이다; 요시유키 모토요시
Original assignee: 니찌아스 카부시키카이샤
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-06-03
Also published as: CN105594300A; CN105594300B; JP2015069930A; KR101918825B1; WO2015045279A1; US20160227608A1; US10667331B2; JP6348696B2; TWI580301B; TW201531146A

Abstract

대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하는 테이프 히터로서, 발열체와, 상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 포함하는 구성으로 한다. 이에 의해, 보온 등의 대상이 되는 대상물에 설치된 후, 당해 대상물의 외형상에 따라 자신의 형상을 변형시키고, 변형 후의 당해 형상을 가능한 한 변화시키지 않는 테이프 히터를 제공한다.

Description

테이프 히터 {HEATING TAPE}

[관련 출원의 상호 참조]

본원은, 2013년 9월 30일 출원의 일본 특허출원 제2013-205693호의 우선권을 주장하고, 그 전체를 참조함으로써 본 명세서 중에 원용한다.

본 발명은, 테이프 히터에 관한 것이다.

예를 들어, 문헌 1에는, 서로 중첩한 적어도 2장의 기포(基布) 사이에 히터선을 배열한 발열체 유닛으로서, 적어도 2장의 기포가 병행하는 복수의 접합선으로 결합되고, 당해 접합선 사이에 히터선을 통과시켜 배열한 것을 특징으로 하는 발열체 유닛에 대해 개시가 되어 있다.

또한, 문헌 2에는, 발열체가 내열성 그리고 가요성을 가진 띠상 기재 상에 규정되는 가열면에 지지되어 전체가 내열성 수지 시트로 이루어지는 피포층(被包層)에 의해 피포되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 테이프 히터에 대해 개시가 되어 있다.

특허문헌 1 : 특개2005-71930호 공보 특허문헌 2 : 특개 2004-303580호 공보

테이프 히터에 의해 보온 또는 가열되는 대상물은, 예를 들어, 내부에 소정의 온도에서 가열 혹은 보온시킬 필요가 있는 액체 혹은 기체를 수용하는, 배관, 플랜지, 조인트, 밸브 등이다. 본 발명에 따른 테이프 히터는, 이들 대상물의 외형상에 맞추어, 테이프 히터를 휘감거나 혹은 부착하여, 당해 대상물과 인접하여 배치된다.

테이프 히터는, 보온 등의 대상이 되는 여러 가지 대상물의 외형상에 따라, 자신의 형상을 변화시키기 때문에 유연한 것일 것이 요구된다. 그 때문에, 테이프 히터를 구성하는 외장재는 유연성이 풍부한 재료에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 대상물은 150℃ 정도의 보온 등이 필요로 되는 경우가 있고, 이러한 요구에 대응하기 위해서도 테이프 히터를 구성하는 외장재는 소정의 내열성을 가질 것이 필요로 된다.

한편으로, 대상물에 인접하여 설치된 테이프 히터는, 한 번 설치된 후에는 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시킨 형상을, 가능한 한 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 한 번 대상물의 외형상에 따라 변화된 자신의 형상이, 다시 다른 형상으로 변화되어 버리면, 테이프 히터와 대상물 사이에 불필요한 간극이 발생하여, 결과 대상물의 보온 등의 효율이 저하되기 때문이다.

따라서, 테이프 히터는, 대상물에 설치될 때에는, 당해 대상물의 형상에 맞추어 자신을 변형시키기 때문에 유연한 것일 것이 요망되는데, 일단 대상물에 설치된 후에는, 그 설치 상태를 바꾸지 않도록, 당해 대상물의 형상에 맞추어 변형시킨 형상을 유지하는 것이 요망되는 것으로 발명자들은 생각하였다.

본 발명의 목적은, 대상물을 보온 등을 하는 테이프 히터에 관한 것으로서, 당해 대상물의 외형상에 맞추어 자신의 형상을 변형시켜, 용이하게 당해 대상물과 인접하여 설치를 할 수 있음과 함께, 설치된 후에는 당해 대상물의 외형상에 따라 자신의 형상을 변형시킨 형상을, 가능한 한 변화시키지 않는 테이프 히터를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 테이프 히터는, 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하는 테이프 히터로서, 발열체와, 상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다공질 시트는, 수지제의 시트를 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 다공질 시트는, PTFE제인 것으로 해도 된다.

또한, 상기 발열체와, 상기 다공질 시트 사이에, 금속제의 박막을 더 포함하는 것으로 해도 된다. 또한, 상기 금속제의 박막은, 상기 발열체에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과 상기 다공질 시트 사이와, 상기 발열체에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과는 반대측과 상기 다공질 시트 사이에 구비되는 것으로 해도 된다.

또한, 보온 또는 가열되는 대상물의 외형상에 따른 형상을 따라 구비된 경우, 상기 발열체로부터 발하여지는 열에 의해, 상기 외장재가 상기 대상물의 외형상에 따라 변형된 형상으로 유지되는 것으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 대상물의 외형상에 맞추어 자신의 형상을 변형시켜, 용이하게 당해 대상물과 인접하여 설치를 할 수 있음과 함께, 설치된 후에는 당해 대상물의 외형상에 따라 자신의 형상을 변형시킨 형상을, 가능한 한 변화시키지 않는 테이프 히터가 제공된다.

도 1은, 본 발명에 따른 테이프 히터의 일부 컷아웃 사시도이다.
도 2a는, 본 발명의 테이프 히터의 외장재를 구성하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트의 단면의 일부를 확대한 도면으로, 당해 테이프 히터가 대상물에 설치되고 당해 테이프 히터가 사용되어 가열되기 전의 상태를 나타낸다.
도 2b는, 본 발명의 테이프 히터의 외장재를 구성하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트의 단면의 일부를 확대한 도면으로, 당해 테이프 히터가 대상물에 설치되고 당해 테이프 히터가 사용되어 가열된 후의 상태를 나타낸다.
도 3a는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3c는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3d는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3e는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3f는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3g는, 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1에서 나타내어지는 테이프 히터가, 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 테이프 히터는, 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하는 테이프 히터로서, 발열체와, 상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 테이프 히터는, 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물과 이웃하여 배치됨으로써, 당해 대상물을 보온 또는 가열하는 테이프 히터인 것으로 해도 된다.

여기서 테이프 히터에 의해 보온 또는 가열되는 대상물은, 예를 들어, 내부에 소정의 온도에서 가열 혹은 보온시킬 필요가 있는 액체 혹은 기체를 수용하는, 배관, 플랜지, 조인트, 밸브 등이다. 본 발명에 따른 테이프 히터는, 이들 대상물의 외형상에 맞추어, 테이프 히터를 휘감거나 혹은 부착하여, 당해 대상물과 인접하여 배치된다.

따라서, 테이프 히터는, 대상물에 설치될 때에는, 당해 대상물의 형상에 맞추어 자신을 변형시키기 때문에 유연한 것일 것이 요망되는데, 일단 대상물에 설치된 후에는, 그 설치 상태를 바꾸지 않도록, 당해 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지할 것이 요망된다. 이 사용 상황에 따라 상반되는 테이프 히터를 실현하기 위하여, 발명자들은 예의 검토를 행하여, 본 발명의 테이프 히터에 상도(想到)하였다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 테이프 히터에 대해 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명에 따른 테이프 히터의 일부 절결(컷아웃) 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 테이프 히터(10)는, 발열체(20)와, 상기 발열체(20)를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)에 의해 구성되는 외장재(30)를 포함하여 구성되어 있다.

도 4는, 도 1에서 나타내어지는 테이프 히터가, 대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서는 보온 등의 대상물은 배관(직관(直管))이며, 테이프 히터(10)는, 대상물(200)의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물(200)과 이웃하여 배치되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 4에 있어서는, 테이프 히터(10)는, 보온 등의 대상물인 배관(직관)의 둘레에 휘감겨 있다.

본 발명에 따른 테이프 히터(10)를 구성하는 발열체(20)는, 예를 들어 전기 히터선에 의해 실현된다. 또한, 상기의 전기 히터선은, 특별히 제한되지 않지만, 니크롬선 또는 SUS선인 것으로 해도 된다. 또한, 전기 히터선의 소비 전력은, 본 발명의 테이프 히터(10)의 용도에 따라 적절히 설정되는데, 통상, 10∼500와트로 되는 것으로 해도 된다.

또한, 이러한 전기 히터선은 안전성 및 내구성 면에서 그 외주부가 내열성 그리고 전기 절연성 재료 등의 보호 재료로 피복되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 당해 보호 재료로는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 실리카 슬리브 또는 크로스, 알루미나 슬리브 또는 크로스, 유리 슬리브 또는 크로스 등을 들 수 있고, 그 중에서도 실리카 슬리브를 안전하게 사용할 수 있다. 여기서, 발열체(20)에는, 면상으로 형성된 면상 히터 등도 포함되며, 저항 가열을 이용하여 발열하는 것이면 된다.

도 1에 나타내는 테이프 히터(10)에 있어서는, 발열체(20)인 1개의 전기 히터선이 외장재(30)의 내부에 수용되어 있다. 전기 히터선은, 외장재(30)의 일단으로부터 당해 외장재(30)의 내부에 들어가, 외장재(30)의 타단에서 U턴하여, 다시 외장재(30)의 일단으로부터 당해 외장재(30)의 외부로 취출된다. 도 1에 나타내는 테이프 히터(10)에 있어서는, 전기 히터선이 외장재(30) 내부에 있어서 1회의 U턴을 하고 있을 뿐이지만, 외장재(30)의 양단에서 U턴을 반복하는 구조로 하는 것으로 해도 된다.

또한, 외장재(30)의 내부에 있어서, 상기 설명과 같이 U턴을 행함으로써 나란히 설치되는 전기 히터선은, 서로 접촉하지 않도록 구비되어 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 테이프 히터(10)에 사용되는 외장재(30)에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 테이프 히터(10)의 최대 특징은, 그 외장재(30)로서, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)를 채용한 점에 있다.

본 발명에 따른 테이프 히터(10)는, 대상물을 100∼200℃ 정도의 온도에서 가열 혹은 보온하는 것을 상정하고 있다. 이 때문에, 테이프 히터(10)에 구비되는 발열체(20)는, 200℃ 이상, 대략 300℃ 정도까지 발열하게 된다. 따라서, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 융점은, 300℃ 이상인 것으로 한다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 융점은, 310℃ 이상인 것으로 해도 된다. 한편, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 융점의 상한은, 특별히 규정은 없지만, 예를 들어, 400℃ 이하인 것으로 해도 된다.

도 2a는, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)의 단면의 일부를 확대한 도면으로, 당해 테이프 히터(10)가 대상물에 설치되고 당해 테이프 히터(10)가 사용되어 가열되기 전의 상태를 나타낸다.

또한, 도 2b는, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)의 단면의 일부를 확대한 도면으로, 당해 테이프 히터(10)가 대상물에 설치되고 당해 테이프 히터(10)가 사용되어 가열된 후의 상태를 나타낸다.

또한, 도 2a, 2b에 있어서 나타내어지는 다공질 시트(30A)의 단면은, 예를 들어, 보온 등의 대상이 되는 대상물과 설치하는 측의 단면인 것으로 해도 된다.

도 2a, 2b에서 나타내어지는 바와 같이, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)에는, 시트의 면방향(도면 중의 Z방향)으로 형성된 복수의 구멍(300)이 존재하고 있다.

그리고, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)는, 당해 테이프 히터(10)가 대상물에 설치되고 당해 테이프 히터(10)가 사용되어 가열되기 전후에 공공률이 다른 것이다. 즉, 외장재(30)를 구성하는 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)는, 발열체(20)의 가열에 의해 당해 다공질 시트(30A)의 공공률이 저하된다.

이와 같이, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트(30A)에는 복수의 공공이 존재하고 있고, 열이 외부로부터 가해짐으로써, 다공질 시트(30A)의 공공률은 저하되고, 또한, 다공질 시트(30A)의 공공은 당해 구멍을 메우도록 변화된다. 그 결과, 당해 테이프 히터는 당해 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지하게 된다. 이것은, 당해 테이프 히터는, 대상물로부터 분리되기 어렵다는 것을 의미하고 있다.

또한, 이러한 다공질 시트(30A)는, 설치시에는 높은 공공률을 갖는 다공질 시트(30A)의 상태이기 때문에, 당해 다공질 시트(30A)의 유연성은 높아, 대상물의 외형상에 맞춘 변형이 용이한 것이 된다. 그리고, 소정의 형상으로 대상물의 외형상에 맞추어 설치된 후, 발열체(20)로부터의 열에 노출됨으로써, 다공질 시트(30A) 자신은 수축되어 공공률을 저하시킨다.

공공률을 저하시킨 다공질 시트(30A)는, 발열체(20)로부터의 열에 노출되기 전과 비교하여 유연성을 저하시키게 되고, 당해 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지하게 된다. 그 결과, 설치 후(발열체(20)로부터의 열에 노출된 후)의 다공질 시트(30A)는, 대상물의 형상에 맞추어 자신을 변형시킨 채의 상태를 용이하게 유지하게 된다.

보다 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 설치 후(발열체(20)로부터의 열로 노출된 후)의 다공질 시트(30A)는, 대상물인 배관(직관)에 휘감긴 상태에서, 발열체(20)로부터 발하여지는 열에 의해, 공공률을 저하시킴으로써, 그 유연성을 변화시켜, 대상물인 배관(직관)에 휘감긴 상태를 용이하게 유지하게 된다.

혹은, 테이프 히터(10)는, 대상물인 배관(직관)에 휘감은 상태에서 발열체(20)로부터 발하여지는 열에 의해, 공공률을 저하시킴으로써, 물성을 강직한 것으로 변화시켜, 대상물인 배관(직관)의 외형상에 맞춘 형상으로 강직화(剛直化)하고 있기 때문에, 대상물인 배관(직관)으로부터 분리되기 어려운 것으로 해도 된다.

이와 같이, 대상물인 배관(직관)의 형상에 적응된 상태로 설치된 테이프 히터(10)는, 당해 대상물을 확실하게 보온 등을 하게 된다.

예를 들어, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 공공률은, 50％ 이상인 것으로 해도 된다. 공공률이 50％ 이상임으로써, 다공질 시트(30A)의 유연성은 양호한 것이 된다. 또한, 다공질 시트(30A)의 공공률은, 60％ 이상인 것은 바람직하고, 70％ 이상인 것은 특히 바람직하다. 또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 공공률의 상한은, 시트의 형상을 유지하는 한에 있어서는 특별히 규정은 없지만, 예를 들어 80％ 이하인 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 가열 후의 공공률은, 상기 설명을 행한 가열 전의 공공률과 비교하여 작은 것으로 해도 된다. 예를 들어, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 가열 후의 공공률은, 가열 전의 공공률과 비교하여 작은 것이고, 또한, 40∼70％인 것으로 해도 된다. 가열 후의 공공률이, 가열 전의 공공률과 비교하여 저하됨으로써, 가열 후의 당해 다공질 시트(30A)는 가열 전의 당해 다공질 시트(30A)와 비교하여, 유연성이 저하, 혹은 강직한 것이 되고, 당해 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지하게 된다.

또한, 다공질 시트(30A)의 공공률을 변화(저하)시키기 위하여 필요한 가열 온도는, 다공질 시트(30A)를 형성하는 수지 재료의 종류나, 구멍의 형성 방법에 따라 변화되기 때문에 일률적으로 특정한 온도를 규정할 수는 없지만, 예를 들어, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)를, 200℃ 이상으로 가열한 후의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률은, 가열하기 전의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률과 비교하여 작은 것인 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)를, 200℃ 이상으로 가열한 후의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률은, 가열하기 전의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률과 비교하여 작은 것이고, 또한 40∼70％인 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)를, 100℃ 이상으로 가열한 후의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률은, 가열하기 전의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률과 비교하여 작은 것으로 해도 된다. 또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)를, 100℃ 이상으로 가열한 후의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률은, 가열하기 전의 당해 다공질 시트(30A)의 공공률과 비교하여 작은 것이고, 또한 40∼70％인 것으로 해도 된다.

여기서, 공공률은, 하기의 방법에 의해 측정된다. 공공률의 측정에 사용되는 시험 샘플로는, (i)가로 세로 1500mm의 시트상의 시험편, 혹은 (ii)φ47mm의 사이즈로 타발한 시험편 중 어느 하나를 준비한다.

그리고, 준비된 시험편의 질량은 천칭을 사용하여 측정한다. 아울러, 상기 (i)시험 샘플에 대해서는, 버니어캘리퍼스, 강제 줄자, 또는 마이크로미터를 사용하여, 시트의 세로, 가로, 두께를 측정하고, 상기 (ii)시험 샘플에 대해서는, 버니어캘리퍼스, 강제 줄자, 또는 마이크로미터를 사용하여, φ47mm의 사이즈로 타발한 시험편의 직경, 및 두께를 측정한다.

한편, 상기 (i)시험 샘플의 시트의 두께와, 상기 (ii)시험 샘플의 두께는 25지점을 측정하여 그 평균값으로 하고, 상기 (i)시험 샘플의 시트의 세로, 가로 길이와, 상기 (ii)시험 샘플의 직경은 3지점을 측정하여 그 평균값으로 한다.

그리고, 상기 (i)시험 샘플의 공공률은, 하기 식(I)과, 측정에 의해 얻어진 각 값을 사용하여 산출한 값으로 한다. 또한, 상기 (ii)시험 샘플의 공공률은, 하기 식(II)와, 측정에 의해 얻어진 각 값을 사용하여 산출한 값으로 한다.

[수학식 1]

한편, 상기 식(I)의, H는 기공률(％), M은 질량(g), W₁은 일변(세로)의 길이(mm), W₂는 일변(가로)의 길이(mm), 및 t는 두께(mm)를 나타낸다. 식 중의 D는, 시험 샘플을 형성하는 재료(즉, 제2 성형체(30A)를 형성하는 재료)의 밀도(g/㎤)이고, 예를 들어 PTFE에 의해 형성되는 경우, 2.17(g/㎤)이다.

[수학식 2]

한편, 상기 식(II)의, H는 기공률(％), M은 질량(g), d는 (mm), 및 t는 두께(mm)를 나타낸다. 식 중의 D는, 시험 샘플을 형성하는 재료(즉, 제2 성형체(30A)를 형성하는 재료)의 밀도(g/㎤)이고, 예를 들어 PTFE에 의해 형성되는 경우, 2.17(g/㎤)이다.

또한, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 복수의 방향으로 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 2축 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다.

연신에 의해 복수의 구멍이 형성된 다공질 시트(30A)는, 가열에 의해 수축될 때, 당해 연신을 행한 방향으로 수축되게 된다. 따라서, 복수의 방향으로 연신이 이루어진 다공질 시트(30A)는(예를 들어 2축 연신된 다공질 시트(30A)는), 1축(단방향) 연신된 다공질 시트(30A)와 비교하여 균일하게 수축되게 된다. 이와 같이 수축된 다공질 시트(30A)는, 대상물에 대하여 보다 밀접하게 인접하여 구비되게 되어, 본 발명의 효과를 더욱 높이게 된다.

또한, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 가열과 함께 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이에 의해, 다공질 시트(30A)에 형성된 복수의 구멍은, 가열에 의해 수축되기 어려워진다. 즉, 다공질 시트(30A)를 소정의 온도에서 가열하면서 연신함으로써, 당해 다공질 시트(30A)의 수축량의 정도를 조정하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 상온(0∼30℃)에서 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 또한, 다공질 시트(30A)는, 수지제의 시트를 300∼400℃에서 가열함과 함께 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는 것으로 해도 된다.

수지제의 시트를 연신함으로써 복수의 구멍이 형성된 다공질 시트(30A)는, 당해 연신에 의해 내부에 스트레스(응력)가 가해진 상태라고 생각된다. 이와 같이 내부에 응력이 작용하고 있는 상태에 있어서, 외부로부터 열이 가해지면, 소위 응력 완화에 의해 연신으로 형성된 구멍을 메우려고 하고, 그 결과, 다공질 시트(30A)의 공경(孔徑)을 수축시키고 있다고 생각된다.

앞서 서술한 바와 같이, 다공질 시트(30A)의 수축량의 정도를 조정하는 것은 연신시에 가열을 행함으로써 조절 가능하고, 또 수축의 방향은 연신 방향을 조절함으로써 가능하기 때문에, 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지하는 최적의 다공질 시트를 형성하기 위한 공경을 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 공경은, 기체 투과성, 및 액체 비투과성을 실현하기 위하여, 예를 들어 200㎛ 이하인 것으로 해도 된다. 또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 공경은, 100㎛ 이하인 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 공경의 하한값에 대해서는 특별히 규정은 없지만, 예를 들어 1㎛ 이상인 것으로 해도 되고, 5㎛ 이상인 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 가열 후의 공경은, 가열 전의 공경보다 작은 것이다. 다공질 시트(30A)의 가열 후의 공경은, 가열 전의 공경보다 작아지는 메커니즘에 대해서는, 예를 들어 상기 설명한 바와 같이 응력 완화를 이용하여 공경을 수축시키는 것으로 해도 되는데, 예를 들어, 다공질 시트(30A)를 형성하는 재료 자체가 팽창하여 구멍을 메움으로써, 그 결과, 공경을 수축시키는 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 테이프 히터(10)의 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 두께는, 예를 들어 0.5∼3mm인 것으로 해도 된다. 다공질 시트(30A)의 두께가 0.5∼3mm임으로써, 대상물에 장착할 때의 시공이 용이한 것이 된다. 또한. 다공질 시트(30A)의 두께는, 예를 들어 0.5∼2mm인 것으로 해도 되고, 0.5∼1.5mm인 것으로 해도 된다.

또한, 다공질 시트(30A)는, 예를 들어, 불소 수지제인 것으로 해도 된다. 다공질 시트(30A)가 불소 수지에 의해 형성됨으로써, 우수한 내열성이 부여되고, 또 내약품성, 내용제성 등의 성능도 부여되게 된다. 또한, 다공질 시트(30A)는, 예를 들어, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFT(테트라플루오로에틸렌-퍼플루오알콕시에틸렌 공중합체), FEP(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체) 등의 불소 함유 폴리머가 바람직하고, PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), ETFE(테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체), ECTFE(클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드) 등도 사용할 수 있다. 또한, 다공질 시트(30A)는 PTFE제인 것으로 해도 된다.

또한, 다공질 시트(30A)가 폴리테트라플루오로에틸렌제인 경우, 당해 폴리테트라플루오로에틸렌은, 미소성(未燒成)의 폴리테트라플루오로에틸렌인 것으로 해도 된다. 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌이란, 바꿔 말하면, 시차 주사 열량(DSC) 측정에 있어서, 당해 폴리테트라플루오로에틸렌을 융해한 경우, 검출되는 당해 폴리테트라플루오로에틸렌의 열에너지 흡수에서 기인하는 피크는 복수의 피크를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌인 것으로 해도 된다.

이하, 폴리테트라플루오로에틸렌이, 열에너지를 흡수하는 복수의 피크를 갖는지의 여부에 대해, 시차 주사 열량(DSC) 측정 방법과 함께, 보다 구체적으로 설명한다.

시차 주사 열량(DSC) 측정은, 시차 주사 열량계 장치(DSC-60A: 시마즈 제작소사 제조)를 사용하여, 승온 속도 10℃/min으로 400℃까지 가열하여, 측정 대상이 되는 시료를 융해시킴으로써 행한다. 그리고, 그 때에 발생하는 융해 온도 및 융해 피크수를 계측한다.

폴리테트라플루오로에틸렌은 결정성 고분자이며, 예를 들어, 유화 중합으로 제조된 폴리테트라플루오로에틸렌의 파인 파우더(원재료)는 고결정화도(예를 들어 고결정화도 80％ 이상)의 고결정 상태를 갖고, 그 융점은 337℃를 넘는 것이다.

이 폴리테트라플루오로에틸렌의 파인 파우더(원재료)를 완전히 융해(소성)시키면 결정화도는 저하되고(예를 들어 결정화도 약 30∼70％), 융점(DSC 측정에 있어서의 열에너지를 흡수하는 피크)이, 327±10℃의 범위로 시프트되어, 당해 온도 범위에 단일의 피크로서 검출된다.

그 반면, 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌의 시차 주사 열량(DSC) 측정 결과에 있어서는, 융점(DSC 측정에 있어서의, 열에너지를 흡수하는 피크)이 327℃±10℃의 범위와, 337℃를 넘는 범위의 2지점에 검출된다.

즉, 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌에 의해 형성된 다공질 시트(30A)는, 그 구조 중에 용융되지 않은 부분을 갖는 것이며, 그리고, 결정화도가 다른 것이기 때문에, 시차 주사 열량(DSC) 측정 결과에 있어서 열에너지를 흡수하는 피크가 복수 측정되게 된다.

한편, 용융(소성) 전의 결정화도는, 용융 후의 결정화도와 비교하여 큰 것이다. 이것은, 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌에 의해 성형된 다공질 시트(30A)는, 결정화도가 다른 상태의 폴리머가 당해 다공질 시트(30A) 내에 혼재하는 것을 의미하고 있다.

이와 같이, 부분적으로 결정화도가 다른 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌에 의해 형성된 다공질 시트(30A)가 열에 노출된 경우, 구조 중의 결정화도를 균질화하려고 하기 때문에, 보다 다공질 시트(30A) 내에서 구조 변화가 촉진되어 구멍을 수축하는 정도가 높아지게 된다. 그 결과, 미소성의 폴리테트라플루오로에틸렌에 의해 형성된 다공질 시트(30A)가 열에 노출된 경우, 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태에서 유지하게 되어 바람직하다.

또한, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)는, 당해 시트를 접어 넣음으로써 내부에 발열체(20)를 포함하는 것으로 해도 되고, 혹은, 2장의 다공질 시트(30A)를 준비하고, 그 사이에 발열체(20)를 끼워 넣어 포함하는 것으로 해도 된다.

또한, 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 단부끼리는, 봉합, 열융착, 접착 등에 의해 접합되는 것으로 해도 된다. 혹은, 스테이플러(호치키스)를 사용하여 단부끼리를 찍는 것으로 해도 된다. 한편, 이하 설명하는 각 실시형태에 있어서는, 외장재(30)를 구성하는 다공질 시트(30A)의 단부끼리는 봉합에 의해 접합되어 있다.

상기 설명을 행한 테이프 히터가 대상물에 구비된 가열 시스템은, 당해 테이프 히터가, 당해 대상물의 외형상에 맞추어 자신의 형상을 변형시켜, 용이하게 당해 대상물과 인접하여 설치를 할 수 있음과 함께, 설치된 후에는 당해 대상물의 외형상에 따라 자신의 형상을 변형시킨 형상을, 가능한 한 변화시키지 않는 것이다.

즉, 발열체와, 상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 갖는 테이프 히터와, 상기 테이프 히터에 의해 보온 또는 가열되는 대상물을 포함하고, 상기 테이프 히터는, 상기 대상물의 외형상에 따른 형상을 따라 구비된 후, 상기 테이프 히터가 갖는 상기 발열체로부터 발하여지는 열에 의해, 상기 외장재를 상기 대상물의 외형상에 따라 변형된 형상으로 유지하도록 형성하여 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 시스템이 제공된다.

이하, 본 발명에 따른 테이프 히터(10)의 여러 가지 실시양태에 대해 설명한다. 한편, 본 발명의 테이프 히터(10)는 하기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

[제1 실시형태]

도 3a는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3a에 나타내어지는 바와 같이, U턴을 행함으로써 나란히 설치되는 전기 히터선은, 서로 접촉하지 않도록 서로 이간(離間)되어 구비되어 있다. 예를 들어, 도 3a에서 나타내어지는 전기 히터선은, 외장재(30)인 수지제의 다공질 시트(30A)에 직접 고정되어 있는 것으로 해도 된다.

[제2 실시형태]

도 3b는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3b에 나타내어지는 바와 같이, U턴을 행함으로써 나란히 설치되는 전기 히터선은, 서로 접촉하지 않도록 서로 이간되어 구비되어 있다. 그 때문에, 제2 실시형태에 있어서의 테이프 히터(10)는, 전기 히터선을 지지하는 기재(40)를 더 포함하는 구성이다.

상기 기재(40)는 전기 히터선을 지지하는 기재(40)이기 때문에, 내열성, 가요성 외에 바람직하게는 단열성이 우수한 재료로 구성되는 것으로 해도 된다. 이러한 재료로는, 예를 들어, PTFE, PFT, FEP, PCTFE, ETFE, ECTFE, PVdF 등의 불소 수지, 아라미드 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤 등의 내열 유기질 소재 또는 유리, 세라믹, 실리카 등의 무기질 소재로 구성되는 섬유 직물 또는 부직포를 들 수 있고, 대상으로 하는 보온 또는 가열 온도에 따라 적절히 선택하여 사용된다. 또한, 상기 재료는 혼합되어 사용되어도 된다. 한편, 가요성이 있으면 상기의 각 소재의 연속체인 시트도 사용 가능하다.

상기의 기재(40)의 치수는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 두께는, 0.5∼3.0mm 정도가 되고, 폭은 10∼50mm 정도가 되고, 길이는 500∼1000mm 정도가 되는데, 필요에 따라, 보다 두껍게 또는 얇게, 또, 보다 넓게 또는 보다 좁게, 혹은 보다 길게 또는 짧아도 된다. 필요에 따라 이들 기재(40)를 2장 이상 겹쳐 사용할 수도 있다.

또한, 전기 히터선을 기재(40)에 지지하는 방법은, 특별히 제한되지 않지만, 유리 얀, 실리카 얀, 알루미나 얀, 나아가서는 그들을 불소 수지로 피복한 것 등의 가는 내열성 섬유 또는 실 혹은 철사 등에 의해 전기 히터선과 그것을 고정하는 기재 부분을 말아감침하는 방법, 코상 시트로 전기 히터선부를 누르도록 하여 기재상으로 접착하는 방법, 전기 히터선 자체를 재봉틀로 꿰매는 방법 등을 들 수 있다. 한편, 이 때, 열효율의 관점에서 가능한 한 전기 히터선을 단열성의 재료로 덮지 않도록 배려하는 것이 바람직하다.

[제3 실시형태]

도 3c는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3c에 나타내어지는 바와 같이, U턴을 행함으로써 나란히 설치되는 전기 히터선은, 서로 접촉하지 않도록, 서로의 사이에서 외장재(30)가 접합된 구조를 갖고 있다.

본 실시형태에 있어서의 전기 히터선 사이의 외장재(30)의 접합은, 봉합, 열융착, 접착 등에 의해 접합되는 것으로 해도 된다. 혹은, 스테이플러(호치키스)를 사용하여 본 실시형태에 있어서의 전기 히터선 사이의 외장재(30)를 찍는 것으로 해도 된다. 한편, 본 실시형태에 있어서는, 전기 히터선 사이의 외장재(30)의 접합은 봉합에 의해 접합되어 있다.

[제4 실시형태]

도 3d는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3d에 나타내어지는 바와 같이, U턴을 행함으로써 나란히 설치되는 전기 히터선은, 서로 접촉하지 않도록 서로 이간되어 구비되어 있다. 그리고, 예를 들어, 전기 히터선의 가열 등의 대상이 되는 대상물(200)이 구비되는 측에는, 금속제의 박막(50)이 구비되어 있다.

본 실시형태에 구비되는 금속제의 박막(50)은, 열 전도성이 우수한 것이다. 이 열 전도성이 우수한 금속제의 박막(50)을 구비함으로써, 히터에 의한 발열이 테이프 히터(10)의 가열 측면에 있어서 보다 균일하게 분포되어, 가열 등의 대상이 되는 대상물을 균일하게 가열 등을 하게 된다. 또한, 이것은 외장재(30)인 다공질 시트(30A)에 대해서도 균일한 열을 부여하게 되고, 그 결과, 테이프 히터(10)의 가열측의 면 전체가 균일하게, 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태가 된다는 효과도 발휘한다.

또한, 금속제의 박막(50)은, 예를 들어, 알루미늄에 의해 형성되는 것으로 해도 된다. 또한 이러한 금속제의 박막(50)은, 찢어짐 방지를 위하여, 필요에 따라 내열성 필름 등과 적층 구조로 하여 보강할 수도 있으나, 이 경우, 상기의 내열성 필름은 가능한 한 얇은 것이 바람직하다.

또한, 금속제의 박막(50)의 두께는, 예를 들어, 20㎛∼5mm인 것으로 해도 된다. 금속제의 박막(50)의 두께가 20㎛∼5mm임으로써, 히터에 의한 발열이 테이프 히터(10)의 가열 측면에 있어서 보다 균일하게 분포되는 효과를 더욱 높이게 된다. 또한, 본 발명의 테이프 히터(10)를 구성하는 금속제의 박막(50)의 두께는, 예를 들어 30㎛∼100㎛인 것으로 해도 되고, 40㎛∼70㎛인 것으로 해도 된다.

[제5 실시형태]

도 3e는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3e에 나타내어지는 테이프 히터(10)는, 제4 실시형태의 테이프 히터(10)에 구비된 금속제의 박막(50)을, 전기 히터선의 가열 등의 대상이 되는 대상물이 구비되는 측과는 반대측에도 더 구비한 것이다. 즉, 제5 실시형태에 있어서는, 금속제의 박막(50)은, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과 상기 다공질 시트(30A) 사이와, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과는 반대측과 상기 다공질 시트(30A) 사이에 구비된다.

또한, 제5 실시형태에 따른 테이프 히터(10)는, 다공질 시트(30A)의, 발열체(20)를 감싸 수용하는 측의 전체면에는, 당해 다공질 시트(30A)와 당해 발열체(20) 사이에 구비되는 금속제의 박막(50)을 더 포함하는 것인 것으로 해도 된다.

이와 같이, 다공질 시트(30A)의 내측의 전체면에 금속제의 박막(50)이 구비됨으로써, 테이프 히터(10)의 사용(발열체(20)의 발열)에 의해, 외장재(30) 전체에 걸쳐 균일하게, 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태가 된다는 효과도 발휘하게 된다. 또한, 다공질 시트(30A)의 내측의 전체면에 금속제의 박막(50)이 구비됨으로써, 가령 테이프 히터(10)의 내부에서 분진, 아웃 가스 등의 오염 물질이 발생하였다고 해도, 당해 아웃 가스가 당해 테이프 히터(10)의 외부로 방출되는 것을 억제하는 효과를 발휘하게 된다.

[제6 실시형태]

도 3f는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3f에 나타내어지는 테이프 히터(10)는, 제5 실시형태의 테이프 히터(10)가, 제3 실시형태의 테이프 히터(10)에 구비된 기재(40)를 더 포함하는 것이다.

제6 실시형태에 따른 테이프 히터(10)는, 대상물에 설치될 때에는, 당해 대상물의 형상에 맞추어 자신을 변형시키기 때문에 유연한 것이며, 일단 대상물에 설치된 후에는, 그 설치 상태를 바꾸지 않도록, 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태가 되는 것을 실현한다. 또한, 다공질 시트(30A)의 내측의 전체면에 금속제의 박막(50)이 구비됨으로써, 테이프 히터(10)의 사용(발열체(20)의 발열)에 의해, 외장재(30) 전체가 가열 대상이 되는 대상물의 형상에 적응된 상태가 되어, 본 발명의 효과를 더욱 높이게 된다.

또한, 금속제의 박막(50)이, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과 상기 다공질 시트(30A) 사이와, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과는 반대측과 상기 다공질 시트(30A) 사이에 구비됨으로써, 혹은, 금속제의 박막(50)이, 다공질 시트(30A)의 내측의 전체면에 금속제의 박막(50)이 구비됨으로써, 가령 테이프 히터(10)의 내부에서 분진, 아웃 가스 등의 오염 물질이 발생하였다고 해도, 당해 아웃 가스가 당해 테이프 히터(10)의 외부로 방출되는 것을 억제하는 효과를 발휘하게 된다.

[제7 실시형태]

도 3g는 도 1에 있어서의 III-III선에 있어서의 단면의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 3g에 나타내어지는 테이프 히터(10)는, 제6 실시형태의 테이프 히터(10)의 기재(40)가, 금속제의 박막(50)의 내측의 전체면에 구비되어 있는 것이다.

이와 같이, 금속제의 박막(50)이, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과 상기 다공질 시트(30A) 사이와, 상기 발열체(20)에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과는 반대측과 상기 다공질 시트(30A) 사이에 구비됨으로써, 혹은, 금속제의 박막(50)이, 다공질 시트(30A)의 내측의 전체면에 금속제의 박막(50)이 구비됨으로써, 발열체(20)인 전기 히터선의 고정을 확실한 것으로 하고, 테이프 히터(10)의 사용(발열체(20)의 발열)에 의해, 외장재(30) 전체가 대상물의 형상에 적응된 상태가 된다는 효과나, 테이프 히터(10)의 내부에서 분진, 아웃 가스 등의 오염 물질이 발생하였다고 해도, 당해 아웃 가스가 당해 테이프 히터(10)의 외부로 방출되는 것을 억제하는 효과를 더욱 높이게 된다.

10 테이프 히터
20 발열체
30 외장재
30A 다공질 시트
40 기재
50 박막
200 대상물
300 구멍

Claims

대상물의 외형상에 따른 형상으로 자신의 형상을 변형시켜, 당해 대상물을 보온 또는 가열하는 테이프 히터로서,
발열체와,
상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 포함하는
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
제1항에 있어서,
상기 다공질 시트는, 수지제의 시트를 연신함으로써 복수의 구멍이 형성되어 있는,
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다공질 시트는, PTFE제인,
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열체와 상기 다공질 시트 사이에, 금속제의 박막을 더 포함하는,
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
제4항에 있어서,
상기 금속제의 박막은, 상기 발열체에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과 상기 다공질 시트 사이와, 상기 발열체에 있어서의 상기 대상물이 구비되는 측과는 반대측과 상기 다공질 시트 사이에 구비되는,
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
보온 또는 가열되는 대상물의 외형상에 따른 형상을 따라 구비된 경우, 상기 발열체로부터 발하여지는 열에 의해, 상기 외장재가 상기 대상물의 외형상에 따라 변형된 형상으로 유지되는,
것을 특징으로 하는 테이프 히터.
발열체와, 상기 발열체를 감싸 수용하는, 융점이 300℃ 이상인 수지제의 다공질 시트에 의해 구성되는 외장재를 갖는 테이프 히터와,
상기 테이프 히터에 의해 보온 또는 가열되는 대상물을 포함하고,
상기 테이프 히터는, 상기 대상물의 외형상에 따른 형상을 따라 구비된 후, 상기 테이프 히터가 갖는 상기 발열체로부터 발하여지는 열에 의해, 상기 외장재를 상기 대상물의 외형상에 따라 변형된 형상으로 유지하도록 형성하여 구비되어 있는,
것을 특징으로 하는 가열 시스템.