KR100364766B1 - 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치 - Google Patents

전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치에 관한 것으로, 그 목적은 플라스틱에 전도성과 열저장의 기능성을 부여토록 플라스틱에 전도성을 지닌 흑연을 혼합하여 전도성을 지니게 하여 발열케 함과 동시에 잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)을 넣어 열저장하게 한 후 사용 목적에 따라 성형한 전도성 열저장 플라스틱 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 PVC가 반죽된 수지를 기준으로 가소제(DOP)를 30 ∼ 60wt% 혼합하여 만든 30- 50wt% 플라스티졸과, 30 ∼ 40wt%흑연과, 10∼ 30wt%잠열미립자로 조성하여 혼합한 후 판형 성형한 전도성 열저장 플라스틱(2)과, 이 흑연발열플라스틱(2)의 상하부에 절연 및 단열을 위한 표면층(3) 및 바닥층(1)을 적층하여 접합하고, 상기 전도성 열저장 플라스틱(2) 양단에 동판을 심어 전기를 입력시켜 구성한 것을 요지로 한다.

Description

전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치{Heating and heat storage apparatus using plastic for heat conduction and storage}
본 발명은 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치에 관한 것으로, 플라스틱에 전도성을 지닌 흑연을 혼합하여 전도성을 지니게 하여 발열시키고, 여기에 잠열미립자(캡슐화 된 상변화물질, PCM)를 넣어 발열 및 열저장 기능성을 부여한 후, 사용 용도에 맞게 성형하여 건축물의 가열 바닥재 등으로 사용하는 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치에 관한 것이다.
현재 사용하고 있는 플라스틱 사이에 전열 코일을 삽입하는 방법은 국부적인 가열로 문제점이 많고, 전도성폴리머는 가격이 비싸서 부가가치가 낮은 제품에 사용하기는 어려운 실정이다.
또한 현재까지의 전도성 플라스틱은 값비싼 카본블랙(Carbon Black)을 사용하여 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존 플라스틱에 전도성 및 열저장성의 기능성을 부가한 재료를 개발하기 위하여, 플라스틱에 전도성과 열저장의 기능성을 부여토록 플라스틱에 전도성을 지닌 흑연을 혼합하여 전도성을 지니게 하여 발열케 함과 동시에 잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)을 넣어 열저장케 한 후 사용 목적에 따라 다양하게 성형한 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치를 제공하는데 있다.
도 1 은 본 발명 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치의 구조단면도이고,
도 2 는 잠열미립자의 입도분포도이며,
도 3 은 잠열미립자의 DSC 측정 결과 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 바닥층
(2) : 전도성 열저장 플라스틱
(3) : 표면층
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치의 구조단면도를 도시하고 있고, 도 2는 잠열미립자의 입도분포도이며, 도 3은 잠열미립자의 DSC 측정 결과 그래프를 나타내고 있는데, 본 발명의 구성은 PVC가 반죽된 수지를 기준으로 가소제(DOP)를 30 ∼ 60wt% 혼합하여 만든 30- 50wt% 플라스티졸과, 30 ∼ 40wt%흑연과, 10∼ 30wt%잠열미립자로 조성하여 혼합한 후 판형 성형한 전도성 열저장 플라스틱(2)과,
이 흑연발열플라스틱(2)의 상하부에 절연 및 단열을 위한 표면층(3) 및 바닥층(1)을 적층하여 접합하고, 상기 전도성 열저장 플라스틱(2) 양단에 동판을 심어 전기를 입력시켜 구성한다.
상기와 같이 본 발명은 플라스틱에 흑연을 혼합하여 전도성 발열 플라스틱으로 제조하는데, 이때에 플라스틱의 종류와 흑연의 종류와 함량에 따라 비저항 (Resistivity,Ω㎝)은 변화하며, 전기를 입력하였을 때 발열온도가 다르게 나타난다.
또한 플라스틱에 잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)를 혼합하여 열저장성을 높여 제조한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.실시예 1
본 발명의 전도성 열저장 반도체의 제조방법을 보면 먼저 PVC 반죽(Paste)수지에 가소제(DOP)를 30-60%(무게기준)혼합하여 플라스티졸(Plastisol)을 만든다.
상기 플라스티졸이 만들어지면 여기에 흑연30-40%(무게기준)과 잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)10-30%(무게기준)를 균일하게 혼합하여 판형 성형하면 발열 플라스틱이 된다.즉, 결과적으로 상기와 같은 혼합에 의하여 PVC가 반죽된 수지를 기준으로 가소제(DOP)를 30 ∼ 60wt% 혼합하여 만든 30- 50wt% 플라스티졸과, 30 ∼ 40wt%흑연과, 10∼ 30wt%잠열미립자로 조성하여 혼합한 후 판형 성형함으로써 전도성 열저장 플라스틱 조성물이 완성된다.
상기 완성된 전도성 열저장 플라스틱 양단에 동판을 심어 전기를 입력시키는 장치 구성을 하면 발열 플라스틱판은 발열하여 서서히 온도가 올라간다.
또한 상기 구성을 완성 후 절연과 단열을 위하여 양단에 동판이 장치된 전도성 플라스틱의 상하부에 표면층과 바닥층을 부쳐 전체 구성을 완성한다
<표1> 흑연혼합에 의한 온도변화
흑연혼합량(%) 발열표면온도(℃)
30 40
35 50
40 60
실시예 2
잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)의 특성
가. 입도분포
입자의 크기는 도 2에 나타난 바와 같이 평균 약 30μm의 크기를 나타내고 있으며, 입도분포는 적은 것은 수 미크론에서 약 100μm까지의 분포를 나타내고 있다.
입자의 크기에 대한 측정은 Malvern사의 입도 분석기를 이용하였다.
본 실험에 사용된 다른 융점을 갖고 있는 입자들의 평균 입도는 약 30∼50μm의 크기를 나타내고 있다.
또한 자체 제작된 입자의 크기는 약 100μm로 외부에서 구매된 입자에 비하여 비교적 크게 나타나고 있다.
그러나 수송시 입자의 파괴에 대한 가능성을 비추어 볼 때 입도가 작을수록 입자의 훼손율이 적어지는 것으로 알려져 있다.
나. 열적 특성
잠열미립자(캡슐화된 상변화 물질) 입자의 응고와 융해온도 및 상변환 입자의 잠열량을 파악하는 것은 잠열재를 이해하는데 매우 중요한 요소이다.
또한 입도 분포에 따라 융점을 측정하여 입도크기가 미치는 영향을 관찰하였다.
<표 2> 열 분석에 사용된 시료
잠열미립자
내 부 물 질 Paraffin wax
벽 물 질 Polyoxy methylene Urea
평균 직경(μm) 45, 90, 180, 350
<표 3> 입도에 따른 잠열미립자의 분류
크기 미립자 종류
180μm th122e
90 < 180μm th122f
45 < 90μm th122g
< 45μm th122h
도 3의 결과는 입도에 따른 잠열량, 응고 및 융점온도를 보여주고 있다.
즉 입도에 따라 다소간의 잠열량에 차이는 나타나고 있으나 잠열미립자(캡슐화된 상변화물질)의 내부물질인 파라핀 왁스는 잠열이 평균 202 J/g으로 확인되었다.
이번 실험결과에서는 입도에 따른 차이를 정확히 파악할 수 없었는데 이는 DSC 시료의 양이 수 mg으로 표본 샘플을 정확히 채취하기가 불가능하였기 때문으로 해석된다.
더욱이 시료가 물과 혼합된 슬러리 상태에서 입자의 수 및 표본 입도를 고르게 얻기가 어려웠기 때문에 매 샘플마다 다소의 차이가 발생하였다.
그러나 잠열량에 있어서는 ±2%내의 오차를 보였다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 기존의 플라스틱에 흑연과 잠열미립자를 혼합해서 전도성을 지니게 하고 발열 및 열저장성의 기능성을 부여하여 판상으로 건축물의 가열 바닥재 등을 비교적 간단한 공정으로 생산함으로써 저렴하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. PVC가 반죽된 수지를 기준으로 가소제(DOP)를 30 ∼ 60wt% 혼합하여 만든 30- 50wt% 플라스티졸과, 30 ∼ 40wt%흑연과, 10∼ 30wt%잠열미립자로 조성하여 혼합한 후 판형 성형한 전도성 열저장 플라스틱(2)과,
    이 흑연발열플라스틱(2)의 상하부에 절연 및 단열을 위한 표면층(3) 및 바닥층(1)을 적층하여 접합하고,
    상기 전도성 열저장 플라스틱(2) 양단에 동판을 심어 전기를 입력시켜 구성한 것을 특징으로 하는 전도성 열저장 플라스틱을 이용한 발열 및 열저장 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101402625B1 (ko) * 2007-05-15 2014-06-09 삼성전자 주식회사 액정표시장치
KR102625422B1 (ko) * 2022-03-11 2024-01-23 주식회사 제로원파트너스 에너지 효율이 향상된 ptc 난방 필름 및 이의 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63178191A (ja) * 1987-01-16 1988-07-22 Nok Corp 複合蓄熱体
JPH01217135A (ja) * 1988-02-23 1989-08-30 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱床暖房装置
JPH03195831A (ja) * 1989-12-25 1991-08-27 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱ボード
KR920019968A (ko) * 1991-04-04 1992-11-20 로제 방따볼리 반응액내에서 금속제품의 표면처리를 위한, 특히 열간 압연판의 산세척이나 아연도금을 위한 방법 및 장치
JPH04356626A (ja) * 1991-05-28 1992-12-10 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱式床暖房装置
KR930008116A (ko) * 1991-10-11 1993-05-21 수잔 제인 젠틀 윤활제
KR20000066695A (ko) * 1999-04-20 2000-11-15 김충세 보온축열 바닥재
KR100274123B1 (ko) * 1998-08-22 2000-12-15 손재익 잠열 축열 효과를 가진 바닥재 및 그 제조 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63178191A (ja) * 1987-01-16 1988-07-22 Nok Corp 複合蓄熱体
JPH01217135A (ja) * 1988-02-23 1989-08-30 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱床暖房装置
JPH03195831A (ja) * 1989-12-25 1991-08-27 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱ボード
KR920019968A (ko) * 1991-04-04 1992-11-20 로제 방따볼리 반응액내에서 금속제품의 표면처리를 위한, 특히 열간 압연판의 산세척이나 아연도금을 위한 방법 및 장치
JPH04356626A (ja) * 1991-05-28 1992-12-10 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱式床暖房装置
KR930008116A (ko) * 1991-10-11 1993-05-21 수잔 제인 젠틀 윤활제
KR100274123B1 (ko) * 1998-08-22 2000-12-15 손재익 잠열 축열 효과를 가진 바닥재 및 그 제조 방법
KR20000066695A (ko) * 1999-04-20 2000-11-15 김충세 보온축열 바닥재

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