KR20180030974A - 이동 가능하여 대형 천막의 열융착 및 냉각을 동시에 수행하는 장치 - Google Patents

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KR20180030974A
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황석용
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주식회사광화정공
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Abstract

이동 가능하며 대형 천막의 열융착 및 냉각을 동시에 수행하는 열융착장치가 개시된다. 이 장치는 본체, 히터를 구비하며 복수의 천막 사이에 놓인 촉매제에 열을 가하는 열전도성 금속재질로 구성되는 열융착기판이 일단에 구비되는 열융착부, 열융착부와 소정의 간격을 두고 나란히 구비되며 수냉식 냉각판이 일단에 구비되는 냉각부, 공기압축기에 연결되고 열융착부 및 냉각부의 상부에 각각 연결되어 상하로 왕복 운동하는 에어실린더, 본체의 하부에 구비되며 적어도 하나의 바퀴를 포함하여 복수의 천막이 겹치는 방향으로 이동하는 이동부를 포함한다. 냉각부는 물탱크에서 공급된 물을 순환시키는 물순환펌프, 냉각 과정에서 따뜻해진 물을 냉각시키는 열교환부를 더 포함하며, 물순환펌프는 열교환부에서 냉각된 물을 다시 냉각부로 공급한다. 열융착기판 및 냉각판의 방향과 이동부의 이동 방향이 동일하고, 냉각부 및 열융착부는 동시에 상하로 왕복 운동한다. 본 발명에 따르면, 천막의 크기가 크거나 길이가 길어도 용이하게 열융착을 할 수 있으며 복수의 천막을 하나의 구조체로 결합시켜 다양한 크기의 천막 구조체를 만들 수 있다.

Description

이동 가능하여 대형 천막의 열융착 및 냉각을 동시에 수행하는 장치{omitted}
본 발명은 천막을 융착하는 기술에 관한 것이다. 보다 자세하게는 이동 가능하여 대형 천막도 손쉽게 열융착할 수 있는 장치에 관한 것이다.
종래에는 천막의 연결을 위하여 합성 수지를 녹여서 접합하였다. 특허공개공보 10-2012-0020267호는　합성수지 단일 소재 필름 열융착장치와 이를 이용한 열융착방법 및 그 방법으로 제조된 봉투를 개시하며, HDPE 등 열가소성 수지 필름을 열융착하기에 적합한 장치와 이를 이용한 열융착방법 및 이 방법으로 가공한 봉투를 제공한다.
비닐 하우스나 창고 건물을 덮는 용도로 사용되는 천막으로 테프론(polytetrafluorethylene : PTFE)과 같이 매우 두껍고 무거운 원단이 사용되는데, 강합 접착력이 요구되는며 고주파나 인두로는 녹지 않아 기존의 기술로는 접합이 수월하지 않았다. 또한, 천막 자체가 무겁기 때문에 작업에 있어서 불편함이 많았다. 또한 열융착을 이용함에 있어서 뜨거워진 부분 때문에 작업의 속도가 지연되는 경우가 잦았다.
특허공개공보 10-2012-0020267호(2010.08.30.)
본 발명의 기술적 과제는 열융착장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 이동이 간편하며 열융착과 냉각을 동시에 할 수 있는 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 열융착장치는 본체, 히터를 구비하며 복수의 천막 사이에 놓인 촉매제에 열을 가하는 열전도성 금속재질로 구성되는 열융착기판이 일단에 구비되는 열융착부, 열융착부와 소정의 간격을 두고 나란히 구비되며 수냉식 냉각판이 일단에 구비되는 냉각부, 공기압축기에 연결되고 열융착부 및 냉각부의 상부에 각각 연결되어 상하로 왕복 운동하는 에어실린더, 본체의 하부에 구비되며 적어도 하나의 바퀴를 포함하여 복수의 천막이 겹치는 방향으로 이동하는 이동부를 포함한다. 냉각부는 물탱크에서 공급된 물을 순환시키는 물순환펌프, 냉각 과정에서 따뜻해진 물을 냉각시키는 열교환부를 더 포함하며, 물순환펌프는 열교환부에서 냉각된 물을 다시 냉각부로 공급한다. 이동부는, 나란히 구비된 열융착기판 및 냉각판과 평행한 방향으로 본체를 이동시키고, 냉각부 및 열융착부는 동시에 상하로 왕복 운동한다.
본 발명에 따르면, 천막의 크기가 크거나 길이가 길어도 용이하게 열융착을 할 수 있으며 복 수의 천막을 하나의 구조체로 결합시켜 다양한 크기의 천막 구조체를 만들 수 있다. 또한, 잉여 천막을 재활용 할 수 있기에 자재비가 절감되고 폐기물 처리 비용도 절감된다.
본 발명에 따르면, 히터가 내장된 열판이 에어실린더에 의하여 상하 왕복 운동함으로써 가열 시간이 단축되며 열융착된 천막이 급속 냉각됨으로써 작업 시간이 단축되어, 생산 효율을 높여 제품의 생산성이 증대된다.
본 발명에 따르면, 제어 패널이 열융착 시간과 온도를 설정하여 천막의 종류, 두께 및 형상에 맞추어 열융착 강도를 조정할 수 있으며, 이동부로 열융착장치 자체를 이동시켜 작업 공간에 구애 받지 않고 작업할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 대형 천막의 열융착장치를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 단열부가 열융착기판과 냉각판 사이에 구비된 열융착장치를 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열융착장치의 동작을 나타내는 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에서 도 4는 본 발명에 따른 대형 천막의 열융착장치를 설명한다. 도 1은 사시도, 도 2는 확대도, 도 3은 측면도, 도 4는 정면도이다.
도 1에서 도 4를 참조하면, 열융착장치(100)는 복 수의 천막(10,11)의 소정의 부분 겹쳐놓고, 겹쳐지는 부분 사이에 촉매제(도면 미표시)를 테이프 형태로 부착하거나 액체 형태로 도포한 후 열과 압력을 동시에 가하여 열융착한다. 도 6은 본 발명에 따른 열융착장치(100)가 천막을 열융착하는 과정을 위에서 바라본 도이다. 도 6을 참조하면, 열융착장치(100)는 한번의 동작으로 촉매제(15)를 융착시켜 복 수의 천막(10,11)을 열융착하는 동시에 바로 직전에 융착된 부분을 냉각시키며, 천막의 일단에서 타단으로 이동하여 천막 자체는 제자리에 두고 열융착한다.
열융착장치(100)는 몸체(110), 냉각부(120), 열융착부(130), 에어실린더(140,145), 열교환부(150), 물순환펌프(160), 제어패널(170) 또는 이동부(180)를 포함한다.
열융착부(130)는 히터를 포함하며 고온의 열을 가할 수 있으며, 천막을 손상시키지 않으면서 촉매제를 활성화 시키는 정도의 열을 가한다.
열융착부(130)는 공기압축기(도면 미표시)에 연결된 에어실린더(145)를 통해 압력이 조절되며 상하로 움직이며, 열융착기판(132)이 하판(115)에 맞닿은 후에도 소정의 압력을 가하도록 동작한다.
복 수의 천막 사이에 촉매제로 테이프(예, FEP 필름, 폴리에틸렌 필름)를 부착되면, 열융착부(130)는 이 촉매제를 열융착한다. 촉매제는 복 수의 천막과 각각 열융착된다. 본 발명에서 연결하고자 하는 천막은 보통 테프론 등의 재질로 만들어져 무게가 무겁고 잘 녹지 않는 천막이며, 천막과 천막이 직접 열융착되지 않는 성질이 있다. 따라서, 본 발명에 따라서 촉매제를 매개로 하여 천막과 천막이 열융착될 수 있도록 한다. FEP 필름이나 폴리에틸렌 필름과 같은 촉매제는 고주파로는 안녹고 열을 가하여야만 녹는 성질이 있으며, 제어 패널(170)은 촉매제의 종류에 따라 서로 다른 온도와 압력을 가하여 촉매제를 열융착한다.
일 예로, 열융착장치(100)는 촉매제 공급부(도면 미표시)를 더 포함할 수 있다. 촉매제 공급부는 열융착장치(100)의 열융착부(130) 아래에 천막이 놓이기 전에 미리 촉매제를 액체 또는 테이프 형태로 공급하며, 최소 2 장의 천막이 겹쳐지는 부분마다에 천막과 천막 사이에 촉매제를 공급한다.
에어 실린더(140,145)는 열융착부(130) 및 냉각부(120)의 상부에 연결되며, 상하 왕복 운동한다. 제어 패널(170)은 에어 실린더(140,145)의 왕복 운동의 속도와 시간을 제어한다. 열융착부(130)와 냉각부(120)는 각각 서로 다른 온도가 공급되며 매우 고온이거나 매우 저온이기 때문에 모터를 이용하는 것보다 에어 실린더를 이용하는 것이 훨씬 효과적이다.
열융착기판(132)은 열융착부(130)의 하단에 구비되며 열가압부(예, 히터)로부터 유입되는 열로 가열되며 가열되기 용이한 열전도성 금속재질(예, 스테인리스, 알루미늄 또는 그라파이트 복합재 등)로 구성된다.
열융착기판(132)은 응력분산부(135)를 더 포함할 수 있으며, 응력분산부(135)는　열융착기판(132)이 하판(115)에 접촉하는 부분 중 가장자리 테두리에 움푹패인 홈으로 형성된다. 응력분산부(135)는 열융착 시　열융착기판에 의해 가압될 때 반발력에 발생되는 응력을 분산시킨다. 응력분산부(135)는 천막에는 압력을 그대로 전달하되 열융착부(130) 자체는 압력으로 인하여 손상되지 않도록 하는 역할을 한다.
가이드부(도면 미표시)가 응력분산부(135)에서 위쪽으로 연장되어 에어 실린더를 향하도록 형성될 수 있다. 이 가이드부는 에어 실린더(145)가 수축하는 과정에서 방출되는 공기가 열융착기판(132) 주변에 머물지 않고 열융착부에 도달하지 않도록 밖으로 빠져나가도록 가이드한다.
냉각부(120)는 열융착부(130)와 나란히 또는 일렬로 구비되며, 열융착부(130)의 온도에 지나친 영향을 끼치지 않도록 소정의 간격을 두고 구비된다. 열융착부(130)와 냉각부(120)가 동시에 동작하여 열융착과 냉각이 동시에 수행된다.
냉각부(120)는 열융착부(130)가 바로 직전에 열융착한 부분에 대해서 냉각을 수행하여, 작업자가 열융착된 부분을 손쉽게 다룰수 있도록 한다. 왜냐하면 열융착된 천막(10,11)이 너무 뜨거워지면 사용자가 다칠 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 위험으로 인하여 작업이 매우 지연될 수 있기 때문이다. 냉각부(120)는 수냉식 냉각기로 구비됨이 더 바람직하다.
냉각부(120)는 하단에 냉각판(122)를 포함하며, 냉각판은 열융착 과정에서 가열된 천막을 급속 냉각시킨다.
냉각부(120)는 물순환펌프(160)를 통해 냉각수를 공급받는다.
물순환펌프(160)는 냉각부(120)의 냉각 과정에서 따뜻해진 물을 열교환부(150)으로 이동하도록 하고, 열교환부(150)에서 냉각된 물을 다시 냉각부(120)로 공급하도록 한다. 열교환부(150)는 냉매를 이용하거나 냉각팬을 동작시켜서 냉각수를 냉각한다. 냉각부(120)와 열교환부(150)가 본체(110)의 반대편에 구비되며, 냉각부(120)에서 따뜻해진 물이 열교환부(150)로 이동하는 통로(예, 관)에서도 물이 자연 냉각될 수 있다.
제어 패널(170)은 냉각부(120)의 물의 온도가 소정의 값 이상으로 소정의 시간 유지되면 물순환펌프(160)가 본체 내부에 구비된 물탱크(도면 미표시)에서 물을 공급받도록 제어한다. 이를 통해 냉각 속도를 조절하고 냉각 효율을 높인다.
제어 패널(170)은 열융착부(130)의 열융착기판(132)과 냉각부(120)의 냉각판(122)이 동시에 동작하도록 제어한다.
제어 패널(170)에서 온도를 설정하고 상하 에어실린더(140,145)를 제어함에 따라 열융착부(130)의 열융착기판이 천막(10,11)을 열로 융착한다.
제어 패널(170)은 천막(10,11)의 재질 및 종류, 두께에 따라 시간 및 온도를 다양하게 조절할 수 있으며 융착 부재의 제품 완성도를 높일 수 있다.
제어 패널(170)은 자동 천막 융착기의 열융착 및 냉각시 온도와 시간을 제어할 수 있다.
*이동부(180)는 본체(110)의 하부에 구비되며 적어도 하나의 이동수단(예, 바퀴)을 포함한다. 대형 천막을 바닥에 깔아 둔 채, 이동부(180)는 열융착기판 및 냉각판과 평행한 방향으로 열융착장치(100)를 이동시킨다. 이동부는, 나란히 구비된 열융착기판 및 냉각판과 평행한 방향으로 본체를 이동시키고, 냉각부 및 열융착부는 동시에 상하로 왕복 운동한다. 따라서, 천막 자체는 이동시킬 필요 없이 열융착장치(100) 만 움직여서 대형 천막을 열융착할 수 있으며, 천막의 무게나 크기에 구애받지 않고 작업할 수 있어 매우 편리하고, 천막의 크기가 클 수록 더 큰 효과를 느낄 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 일 예로, 열융착기판(132)과 냉각판(122) 사이에 단열부(190)가 구비될 수 있다. 도 5는 본 발명에 따라 단열부(190)가 열융착기판과 냉각판 사이에 구비된 예를 밑에서 바라본 도이다.
단열부(190)는　열융착기판(132) 및 냉각판(122) 사이에 구비되며, 열융착기판(132), 냉각판(122)이 하나의 부품처럼 동작하도록 돕는 역할을 하면서　열융착기판(132)가 방출하는 열이 냉각판(122)에 전달되는 것을 중간에서 차단하는 역할을 한다.
열융착기판(132)에서 방출되는 열의 온도는 180도 이상일 수 있는데, 단열부(190)를 이용하여 이 열을 차단하는 이유는 냉각판(122)이 열에 의하여 영향을 받으면 그 역할이 제한되기 때문이다.
단열부(190)는 열전도율이 낮은 재질(예를 들어, 흑운모, 석면, 탄산마그네슘 분말, 유리솜 등)이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 다공질로 형성될 수 있다.
단열부(190)는 일측면이 냉각판(122)에 접하고 타측면이 열융착기판(132)에 접할 수 있다.
단열부(190)는 하나 이상의 공기통과홀을 더 포함할 수 있고, 공기통과홀을 통해 통과되는 외부 공기에 의하여 단열부(190)가 보다 신속하게　냉각될 수 있다.
본 발명에 따르면, 천막의 크기가 크거나 길이가 길어도 용이하게 열융착을 할 수 있으며 복 수의 천막을 하나의 구조체로 결합시켜 다양한 크기의 천막 구조체를 만들 수 있다. 또한, 잉여 천막을 재활용 할 수 있기에 자재비가 절감되고 폐기물 처리 비용도 절감된다.
본 발명에 따르면, 히터가 내장된 하나의 열판이 아닌 두 개의 열판으로 에어실린더에 의한 상하 왕복 운동을 통한 가열 시간을 단축하고, 열 융착을 통해 압착된 천막을 좌측에 위치한 수냉식 냉각기로 급속 냉각 시킴으로서 작업 시간을 줄이고, 생산 효율을 높여 제품의 생산성이 증대될 수 있도록 하는 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 제어 패널이 열융착 시간과 온도를 설정하여 천막의 종류, 두께 및 형상에 맞추어 열융착 강도를 조정할 수 있으며, 이동부로 열융착장치 자체를 이동시켜 작업 공간에 구애 받지 않고 작업할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (4)

  1. 열융착장치(100)에 있어서,
    본체(110);
    히터를 구비하며, 복수의 천막 사이에 놓인 촉매제에 열을 가하는 열전도성 금속재질로 구성되는 열융착기판(132)이 하단에 구비되는 열융착부(130);
    상기 열융착부(130)와 소정의 간격을 두고 나란히 구비되며, 수냉식 냉각판(122)이 하단에 구비되는 냉각부(120);
    공기압축기에 연결되고 상기 열융착부(130) 및 냉각부(120)의 상부에 각각 연결되어 상하로 왕복 운동하는 에어실린더(140, 145);및
    상기 본체(110)의 하부에 구비되며 적어도 하나의 이동수단을 포함하며, 상기 복수의 천막이 겹치는 방향으로 이동하는 이동부(180);를 포함하며,
    상기 냉각부(120)는 물탱크에서 공급된 물을 순환시키는 물순환펌프(160), 냉각 과정에서 따뜻해진 물을 냉각시키는 열교환부(150)를 더 포함하며,
    상기 물순환펌프(160)는 상기 열교환부(150)에서 냉각된 물을 다시 상기 냉각부(120)로 공급하며,
    상기 이동부(180)는, 나란히 구비된 상기 열융착기판(132) 및 냉각판(122)과 평행한 방향으로 상기 본체(110)를 이동시키고,
    상기 냉각부(120) 및 열융착부(130)는 동시에 상하로 왕복 운동함을 특징으로 하고,
    상기 열융착기판(132)은 상기 열융착기판(132)이 하판(115)에 접촉하는 부분 중 가장자리 테두리에 움푹패인 홈으로 형성되는 응력분산부(135)를 더 포함하며,
    상기 응력분산부(135)는 상기 냉각부(120)의 상부에 연결된 에어 실린더(145)를 향하여 연장되어 형성되며 상기 냉각부(120)의 상부에 연결된 상기 에어 실린더(145)에서 방출되는 공기를 가이드하는 가이드부를 더 포함하고,
    상기 복수의 천막은 테프론 재질이며,
    상기 촉매제는 FEP 필름 또는 폴리에틸렌 필름으로 구비되는 테이프이며,
    상기 촉매제의 종류에 따라 상기 열융착부에 가해지는 온도와 압력을 조절하고 상기 에어 실린더(140, 145)의 왕복 운동의 속도와 시간을 제어하는 제어 패널이 더 구비됨을 특징으로 하는 열융착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열융착부(130) 아래에 놓이는 천막들 사이에 상기 촉매제를 공급하는 촉매제 공급부가 상기 열융착부(130) 앞단에 구비됨을 특징으로 하는 열융착장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    냉각부(120)의 물의 온도가 소정의 값 이상으로 소정의 시간 유지되면 상기 물순환펌프(160)가 본체 내부에 구비된 상기 물탱크에서 물을 공급받도록 제어하는 제어 패널; 또는
    상기 복수의 천막(10,11)의 재질 및 종류, 두께에 따라 시간 및 온도를 다양하게 조절하는 제어 패널을 더 포함함을 특징으로 하는 열융착장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 열융착기판(132)에 연결되고 타단이 상기 냉각판(122)에 연결되며 열전도율이 낮은 단열부(190)를 더 포함하며,
    상기 단열부(190)는 외부 공기를 통과시키는 하나 이상의 공기통과홀을 포함함을 특징으로 하는 열융착장치.
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KR102031939B1 (ko) 2019-07-02 2019-10-14 박종권 대형 천막용 열융착기

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