KR100300685B1 - A Productive Methode of Ceramic Heater for Radiation of Infra-red Ray - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조 열원으로 이용되는 원적외선을 방사하는 세라믹 히터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 발열체(16)가 수용되는 부분에 발열체 수용홈(32)을 형성하고, 그 측단부에 측벽을 형성하기 위하여 다른 부분보다 높게 벽을 형성하여 전면부 금형을 석고를 이용하여 제조하는 공정과; 상기 전면부(10)의 측벽에 맞닿는 측벽을 형성하기 위하여 그 가장 자리 부분이 다른 부분보다 높게 형성하고, 그 중앙 부분에는 발열체 리드선(19_을 수용하기 위한 리드선 수용홈(22)을 형성하여 후면부 금형(20)을 석고를 이용하여 제조하는 공정과; 상기 전면부 및 후면부 금형(30, 20)과 세라믹 슬립을 이용하여 각각 전면부(10) 및 후면부(12)를 형성하는 공정과; 상기 공정에서 형성된 전면부(10)의 내측에 발열체(16)를 부착하는 공정과; 상기 후면부(12)의 리드선이 수용되는 홈에 리드선(19)을 삽입하여 발열체(16)에 연결하고, 리드선이 수용되는 홈을 세라믹 반죽을 채워서 리드선 헤드(14)를 형성하는 공정과; 상기 전면부(10)와 후면부(12)를 서로 맞대어 붙인 후에 세라믹 슬립을 이용하여 서로 부착시키는 공정과; 건조 및 1차 소성 후에 유약을 시유하고, 다시 2차로 소성시켜서 이루어진다.The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic heater that emits far-infrared rays used as a dry heat source, to form a heating element accommodating groove 32 in a portion where the heating element 16 is accommodated, and to form a side wall at the side end thereof. Forming a wall higher than other parts to produce the front mold using gypsum; In order to form a side wall contacting the side wall of the front portion 10, the edge portion thereof is formed higher than the other portion, and in the center portion is formed a lead wire receiving groove 22 for accommodating the heating element lead wire 19_ Manufacturing a mold 20 using gypsum, forming a front part 10 and a rear part 12 using the front and back molds 30 and 20 and a ceramic slip, respectively; Attaching the heating element 16 to the inner side of the front part 10 formed in the lower surface of the front part 10, inserting the lead wire 19 into the groove in which the lead wire of the rear part 12 is received, and connecting the heating element 16 to the heating element 16; Forming a lead wire head 14 by filling the ceramic dough with the grooves formed thereon, and bonding the front part 10 and the rear part 12 to each other, and then attaching each other using ceramic slips; drying and primary firing After the glaze, 2 car made by firing.
Description
본 발명은 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건조 열원으로 이용되는 원적외선을 방사하는 세라믹 히터를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic far infrared heating element, and more particularly, to a method of manufacturing a ceramic heater that emits far infrared rays used as a dry heat source.
일반적으로, 원적외선 발열 소자는 원적외선을 방사하여 피건조물을 건조시켜 주는 것으로, 피건조물이 갖고 있는 고유의 원적외선 흡수 특성에 따라 해당 파장을 갖는 원적외선을 방사시켜서 피건조물을 건조시켜 준다.In general, a far-infrared heating element emits far-infrared rays to dry a dry object, and emits far-infrared rays having a corresponding wavelength according to the inherent far-infrared absorption characteristic of the dry matter to dry a dry object.
보통 건조용으로 이용되는 원적외선의 파장은 2∼20㎛ 정도인 원적외선을 이용하며, 이러한 파장을 갖는 원적외선을 방사시키기 위해서 이용되는 세라믹은 마그네시아(MgO) 및 그 화합물, 산화지르콘(ZrO2), 알루미나 및 그 화합물, 이산화규소(SiO2), 점토, 백토 등을 적당한 비율로 혼합하여 사용한다.Usually, the wavelength of far infrared rays used for drying uses far infrared rays of about 2 to 20 µm. Ceramics used to emit far infrared rays having such wavelengths include magnesia (MgO) and its compounds, zircon oxide (ZrO 2 ), and alumina. And the compound, silicon dioxide (SiO 2 ), clay, clay and the like are mixed and used in an appropriate ratio.
상기와 같은 원적외선 세라믹 발열 소자는 그 구조가 판상의 세라믹체 내에 발열체가 내장되어 있는 구조로 되어 있다.The far-infrared ceramic heating element as described above has a structure in which a heating element is incorporated in a plate-shaped ceramic body.
이와 같은 구조로 되어 있는 기존의 원적외선 세라믹 발열 소자는 적외선의 방사 방향이 전면으로만 방사되지 않고 후면으로도 방사되어 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.The existing far-infrared ceramic heating element having such a structure has a problem in that energy is wasted because the radiation direction of infrared rays is radiated not only to the front side but also to the rear side.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원적외선 세라믹 발열 소자의 구조를 개선하여 원적외선 방사 효율을 향상시킨 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, and to provide a method for manufacturing a ceramic far-infrared heating element that improves the far-infrared radiation efficiency by improving the structure of the far-infrared ceramic heating element.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법에 있어서, 원적외선이 방사되는 전면부를 형성하기 위한 전면부 금형을 제조하는 공정으로, 발열체가 수용되는 부분에 발열체 수용홈을 형성하고, 그 측단부에 측벽을 형성하기 위하여 다른 부분보다 높게 벽을 형성하여 전면부 금형을 석고를이용하여 제조하는 공정과; 상기 전면부 금형에 의하여 형성된 전면부와의 사이에 중공부를 형성하고 그 후면에 형성되는 후면부를 형성하기 위한 후면부 금형을 제조하는 공정으로, 상기 전면부의 측벽에 맞닿는 측벽을 형성하기 위하여 그 가장 자리 부분이 다른 부분보다 높게 형성하고, 그 중앙 부분에는 발열체 리드선을 수용하기 위한 리드선 수용홈을 형성하여 후면부 금형을 석고를 이용하여 제조하는 공정과; 상기 전면부 및 후면부 금형과 세라믹 슬립을 이용하여 각각 전면부 및 후면부를 형성하는 공정과; 상기 공정에서 형성된 전면부의 내측에 발열체를 부착하고, 그 위에 세라믹 슬립을 부어서 발열체를 덮는 공정과; 상기 후면부의 리드선이 수용되는 홈에 리드선을 삽입하여 발열체에 연결하고, 리드선이 수용되는 홈을 세라믹 반죽을 채워서 리드선 헤드를 형성하는 공정과; 상기 전면부와 후면부를 서로 맞대어 붙인 후에 세라믹 슬립을 이용하여 서로 부착시키는 공정과; 70∼90℃의 온도에서 24∼48시간 동안 건조시키는 건조 공정과; 소성로에서 1000∼1400℃의 온도에서 8∼12시간 동안 1차 소성시키는 공정과; 표면에 유약을 시유하고, 1000∼1400℃의 온도에서 8∼12시간 동안에 2차 소성시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the method for manufacturing a ceramic far-infrared heating element, in the process of manufacturing a front side mold for forming the front portion from which far infrared rays are radiated, forming a heating element accommodating groove in a portion where the heating element is accommodated; Forming a wall higher than other parts to form a side wall at the side end thereof, and manufacturing the front mold using gypsum; A process of manufacturing a back side mold for forming a hollow portion between the front side portion formed by the front side mold and a rear side portion formed on the rear side thereof, the edge portion of which forms a side wall which is in contact with the side wall of the front side portion. Forming the lead wire receiving groove for accommodating the heating element lead wire in the center portion thereof, and manufacturing the rear mold using gypsum; Forming front and back portions by using the front and rear molds and ceramic slips, respectively; Attaching a heating element to the inside of the front portion formed in the step, and pouring a ceramic slip thereon to cover the heating element; Inserting a lead wire into a groove for accommodating the lead wire of the rear part to connect the heating element, and filling the ceramic dough with the groove accommodating the lead wire to form a lead wire head; Attaching the front part and the back part to each other and then attaching each other using a ceramic slip; A drying step of drying at a temperature of 70 to 90 ° C. for 24 to 48 hours; Primary firing in a kiln at a temperature of 1000 to 1400 ° C. for 8 to 12 hours; Provided is a method of manufacturing a ceramic far-infrared heating element, comprising glazing on a surface and secondary baking at a temperature of 1000 to 1400 ° C. for 8 to 12 hours.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 세라믹 원적외선 발열 소자의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a ceramic far infrared heating element manufactured according to the present invention.
도 2는 본 발명에 이용되는 상부 금형의 구조를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the upper mold used in the present invention.
도 3은 본 발명에 이용되는 하부 금형의 구조를 나타낸 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the structure of the lower mold used in the present invention.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 세라믹 원적외선 발열 소자의 구조를 나타낸 부분 절개 사시도.Figure 4 is a partial cutaway perspective view showing the structure of a ceramic far infrared heating element manufactured according to the present invention.
도 5는 본 발명에 이용되는 상부 금형의 구조를 나타낸 사시도.Figure 5 is a perspective view showing the structure of the upper mold used in the present invention.
도 6은 본 발명에 이용되는 하부 금형의 구조를 나타낸 사시도.Figure 6 is a perspective view showing the structure of the lower mold used in the present invention.
본 발명에 따른 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법의 구성 및 작용을 본 발명의 일 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.The configuration and operation of the ceramic far-infrared heating element manufacturing method according to the present invention will be described in detail through one embodiment of the present invention.
첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따라 제조된 세라믹 원적외선 발열 소자의 구조를 나타낸 단면도, 도 2는 본 발명에 이용되는 상부 금형의 구조를 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명에 이용되는 하부 금형의 구조를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따라 제조된 세라믹 원적외선 발열 소자의 구조를 나타낸 부분 절개 사시도, 도 5는 본 발명에 이용되는 상부 금형의 구조를 나타낸 사시도, 도 6은 본 발명에 이용되는 하부 금형의 구조를 나타낸 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a structure of a ceramic far-infrared heating element manufactured according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of an upper mold used in the present invention, and FIG. 3 is a view of a lower mold used in the present invention. Sectional view showing the structure, Figure 4 is a partial cutaway perspective view showing the structure of the ceramic far infrared heating element manufactured according to the present invention, Figure 5 is a perspective view showing the structure of the upper mold used in the present invention, Figure 6 is used in the present invention It is a perspective view which shows the structure of a lower metal mold | die.
본 발명에 따른 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법은 다음과 같이 이루어진다.The method of manufacturing a ceramic far infrared heating element according to the present invention is made as follows.
먼저, 원적외선 세라믹 발열 소자를 형성하기 위한 전면부 금형(30)과 후면부 금형(20)을 다음과 같이 제조한다.First, the front side mold 30 and the rear side mold 20 for forming the far infrared ceramic heating element are manufactured as follows.
전면부(10)를 형성하기 위한 전면부 금형(30)은 석고를 이용하여 발열체(16)가 수용되는 부분에 발열체 수용홈(32)을 형성하고, 그 측단부에 측벽을 형성하기 위하여 다른 부분보다 높게 벽을 형성한다.The front part mold 30 for forming the front part 10 forms a heating element accommodating groove 32 in a portion in which the heating element 16 is accommodated using gypsum, and another portion for forming a side wall at the side end thereof. To form a higher wall.
여기서, 상기 전면부 금형(30)이 상부 및 하부 2벌의 금형으로 이루어지지 않고 하부 한 벌로 이루어지는 이유는 금형 소재를 석고를 이용하기 때문이다.Here, the front mold 30 is not made of two upper and lower molds, but the lower mold is because the mold material is made of gypsum.
석고를 이용한 금형에 슬립 상태의 세라믹을 부으면, 석고 금형의 표면에 접촉되는 세라믹 슬립에 포함된 수분이 석고에 흡수되어 그 두께를 형성하면서 형태를 이룬다.When the slip ceramic is poured into the mold using gypsum, moisture contained in the ceramic slip in contact with the surface of the gypsum mold is absorbed by the gypsum and forms a thickness thereof.
그리고, 후면부(12)를 형성하기 위한 후면부 금형(20)은 좌우 2벌의 금형으로 이루어지며, 상기 전면부(10)의 측벽에 맞닿는 측벽을 형성하기 위하여 그 가장 자리 부분이 다른 부분보다 높게 형성하고, 그 중앙 부분에는 발열체 리드선(19)을 수용하기 위한 리드선 수용홈(22)을 형성한다.In addition, the rear side mold 20 for forming the rear side part 12 is formed of two left and right molds, the edge portion of which is formed higher than other parts to form a side wall abutting the side wall of the front side part 10. A lead wire accommodating groove 22 for accommodating the heating element lead wire 19 is formed in the center portion thereof.
상기와 같이 형성된 전면부 및 후면부 금형(30, 20)에 슬립 상태의 세라믹을 부어서 전면부(10) 및 후면부(12)를 형성한다.The front portion 10 and the rear portion 12 are formed by pouring a ceramic in a slip state to the front and rear molds 30 and 20 formed as described above.
상기 공정에서 전면부 금형(30)에 의하여 형성된 전면부(10)에 발열체(16)를 부착하는데, 전면부 금형(30)에 형성되어 있는 발열체 수용홈(32)에 의하여 전면부(10)의 내측 형상도 발열체 수용홈이 형성되므로, 그 발열체 수용홈에 발열체(16)를 수용시키고, 그 위에 세라믹 슬립을 부어서 발열체(16)를 덮는다.In the above process, the heating element 16 is attached to the front part 10 formed by the front part mold 30, and the front part 10 is formed by the heating element receiving groove 32 formed in the front part mold 30. Since the heat generating body accommodating groove is formed in the inner shape, the heat generating body 16 is accommodated in the heat generating body accommodating groove, and a ceramic slip is poured thereon to cover the heat generating body 16.
상기 후면부(12)의 후면부 금형(20)에 리드선(19) 요출용 철심 또는 세라믹 파이프를 고정한 다음, 1차로 세라믹 슬립을 채워서 원하는 두께의 소지가 성형되면, 내부의 슬립을 부어내고, 헤드 부분(14)에 얇게 성형된 부분에 세라믹 반죽을 채워서 헤드 부분(14)을 견고하게 해 주고, 후면부(12)의 내축에 크랙 방지용 시트(18)를 부착한 다음에 리드선 요출용 철심을 뽑거나, 세라믹 파이프인 경우 그대로 둔다.After fixing the lead wire 19 convex iron core or ceramic pipe to the rear mold 12 of the rear portion 12, and then fill the ceramic slip first, when the base material of the desired thickness is molded, the inner slip is poured out, and the head portion ( 14) fill the thin-shaped portion of the ceramic dough to secure the head portion 14, attach the crack preventing sheet 18 to the inner shaft of the rear portion 12, and then pull out the lead wire outflow core, or Leave it as it is for pipes.
여기서, 전면부 및 후면부 금형(30, 20)에서 성형된 반제품을 접착하는 방법으로, 2가지가 있는데, 그 중 하나는 전면부 금형(30)과 후면부 금형(20)에서 성형된 전면부(10) 후면부(12) 반제품이 고정되어 있는 상태에서 전면부(10) 위에 소량의 세라믹 슬립을 넣고 전면부 금형(30) 후면부 금형(20)을 조립하여 벤딩함 다음, 수직으로 세워 360°회전시켜 내부에 있던 세라믹 슬립이 가장 자리를 타고 흐르며 두께가 형성되어 전면부(10)와 후면부(12)가 연결되는 방법이다.Here, there are two methods for bonding the semi-finished products formed in the front and rear molds 30 and 20, one of which is the front portion 10 formed in the front mold 30 and the rear mold 20. ) Put a small amount of ceramic slip on the front part 10 in the state where the semi-finished product of the rear part 12 is fixed, and assemble and bend the rear part mold 20 of the front part mold 30, and then turn it vertically to rotate 360 ° to the inside. The ceramic slip that flowed on the edge is formed in a thickness is a way that the front portion 10 and the rear portion 12 is connected.
또 한가지 방법은 전면부 금형(30), 후면부 금형(20)을 조립하기 전에 전면부 금형(30)에 발열체(16)가 고정되어 형성된 소지 위에 조금 많은 양의 세라믹 슬립을 부은 후에 전면부 금형(30)과 후면부 금형(20)을 조립하고, 좌우로 흔들어 전후면부(10, 12) 연결 부위에 세라믹 슬립이 닿게 하여 서로를 결합시키고, 나머지 세라믹 슬립은 후면부 금형(20)의 가장 자리 부분에 형성된 배출구(도 2의 24 참조)를 통해 금형을 기울여서 배출시킨다.In another method, before assembling the front mold 30 and the rear mold 20, a small amount of ceramic slip is poured on the substrate formed by fixing the heating element 16 to the front mold 30, and then the front mold ( 30) and the rear mold 20 are assembled and shaken from side to side to allow the ceramic slips to reach the front and rear portions 10 and 12 to be joined to each other, and the remaining ceramic slips are formed at the edges of the rear mold 20. Tilt the mold through the outlet (see 24 in Figure 2) to discharge.
상기와 같이 전후면부(10, 12)를 연결하는 작업이 끝난 후, 상온에서 30분에서 1시간 정도 지나면, 전면부 금형(30)과 후면부 금형(20)을 탈형시키고, 반제품은 3∼4일 정도 자연 건조시킨 후에, 열풍을 이용하여 건조켜서 건조 공정을 마무리한다.After the operation of connecting the front and rear parts 10 and 12 as described above, after 30 minutes to 1 hour at room temperature, the front mold 30 and the rear mold 20 are demolded, and the semi-finished product is 3 to 4 days. After naturally drying to a degree, drying is performed using hot air to finish the drying process.
그리고, 소성로에서 1000∼1400℃의 온도에서 8∼12시간 동안 1차 소성시키고, 그 표면에 유약을 시유하고, 다시 1000∼1400℃의 온도에서 8∼12시간 동안에 2차 소성시키는 공정으로 이루어진다.In the firing furnace, a primary firing is carried out at a temperature of 1000 to 1400 ° C. for 8 to 12 hours, a glaze is applied to the surface thereof, and second firing is carried out at a temperature of 1000 to 1400 ° C. for 8 to 12 hours.
한편, 상기 공정 중 후면부(12)를 형성하는 공정 중에서 후면부 금형(20)을 이용하여 후면부를 형성한 후에 리드선(19)이 삽입되는 중앙 부분에 유기 물질로 된 시트(18)를 부착하는 공정이 추가되는데, 그 이유는 다음과 같다.Meanwhile, in the process of forming the rear part 12, the process of attaching the sheet 18 made of an organic material to the center portion where the lead wire 19 is inserted after forming the rear part using the rear part mold 20 is performed. It is added for the following reasons.
후면부(12)의 중앙은 후면부 금형(20)이 2벌로 이루어지는데다가, 그 중앙부에 리드선(19)을 수용하기 위한 리드선 수용홈(22)이 형성되고, 후에 세라믹 반죽을 채워서 리드선 헤드(14)를 형성하는 공정 등이 추가되기 때문에 탈형 및 건조 소성 공정 중에 크랙이 발생하는 경우가 많은데, 이 크랙 발생을 방지하기 위하여, 후면부(12) 내측 중앙 부분에 시트(18)를 부착하는 것이다.In the center of the rear part 12, the rear part die 20 consists of two pieces, and the lead wire accommodating groove 22 for accommodating the lead wire 19 is formed in the center part of the back part 12, and then the ceramic wire is filled with the lead wire head 14 Cracks often occur during the demolding and dry firing processes because the forming step and the like are added. In order to prevent the cracks, the sheet 18 is attached to the inner central portion of the rear part 12.
이 시트(18)는 유기 물질로 이루어지며, 유기물로 된 직물을 이용하거나, 종이를 이용할 수 있다.The sheet 18 is made of an organic material, and may be made of an organic fabric or paper.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 세라믹 원적외선 발열 소자 제조 방법에 의하여 제조된 원적외선 세라믹 발열 소자는 그 내부에 중공부가 형성되어 있어서, 원적외선이 전면부 방향으로 방사되어 발열 소자의 열 이용 효율이 향상되는 효과를 제공한다.The far-infrared ceramic heating element manufactured by the method for manufacturing a ceramic far-infrared heating element according to the present invention made as described above has a hollow portion formed therein, so that far-infrared rays are radiated toward the front portion to improve heat utilization efficiency of the heating element. Provide effect.
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