KR100422095B1

KR100422095B1 - 가요성 불연면제어 면발열체

Info

Publication number: KR100422095B1
Application number: KR10-2001-7016024A
Authority: KR
Inventors: 니베아키토시; 기무라히로시
Original assignee: 테크노기켄 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2004-03-11
Also published as: JP2002260824A; KR20020085778A; WO2002019772A1

Abstract

가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층(2)과, 가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층(2)의 한쪽면에 피착된 무해저융점연질수지층(4)과, 무해저융점연질수지층(4)의 위에 피착된 불연성전기양도체(12)와, 불연성전기양도체(12)의 표면 및 상기 무해저융점연질수지층(4) 중의 해당 불연성전기양도체(12)를 피착하고 있지 않은 쪽의 층의 표면에 피착된 무해내열수지층(5, 5)을 구비하고, 탄소계 전기저항체층(2)에 통전시켰을 때의 탄소계 전기저항체층(2) 및 불연성전기양도체(12)의 통상의 정상발열온도에서는 무해저융점연질수지층(4, 4)은 용해하지 않고, 탄소계 전기저항체층(2)에 통상의 정상발열온도보다 높은 탄소계 전기저항체층(2)의 초기설정저항이 변화를 일으키는 이상발열온도가 발생했을 때에는 이상발열온도가 발생한 위치에 있어서, 탄소계 전기저항체층(2)과 불연성전기양도체(12)의 서로 대향하는 면 사이에 무해저융점연질수지층(4, 4)의 용해에 의한 전기쇼트회로가 형성되도록 구성되어 있는 무해성 발화방지기능을 구비한 가요성 불연면제어 면발열체(1)를 제공한다.

Description

가요성 불연면제어 면발열체{FLEXIBLE SURFACE HEATING ELEMENT FOR CONTROLLING NONFLAMMABLE SURFACE}

종래부터 염화비닐제 외피를 갖는 가요성 카본발열체는 알려져 있다. 이런 종류의 발열체는 예를 들면 침구의 보온이나 지붕의 눈녹임 등에 사용되고 있다. 또 그 외에 니크롬선을 S자형으로 배선한 침구나 니크롬선을 내장한 마루난방패널 등도 다방면으로 사용되고 있다. 또 금속박(金屬箔)을 프린트하여 발열원으로 한 발열체도 사용되고 있다.

여기에서 금속 구성의 발열체는 높은 에너지 소비가 있는 것 및 안전성과 내구성이 보증되어 있지 않은 것 등의 문제가 있다. 또 탄소입자를 포함하는 실리콘수지로 필름판을 형성한 발열체는 알려져 있으나, 이런 종류의 발열체는 탄소입자의 분포 및 온도제어장치를 통한 발생온도분포가 균일하지 않은 결점이 있기 때문에 면발열체의 면내온도를 균일하게 유지하는 것은 곤란하다.

또한 합성수지계의 씨실에 탄소입자와 고무계 수지를 혼합하여 카본액을 도포해서 건조시킨 발열씨실과 합성수지씨실의 날실을 짜서 만들어 염화비닐외피로 피복한 면상발열체도 알려져 있다.

그러나 합성섬유실을 이용한 발열실은 실의 주위에 피막상으로 카본액이 부착 하고 있기 때문에 이와 같은 탄소입자와 수지의 혼합액을 도포한 발열실을 이용한 면상발열체는 접어 구부리거나, 힘이나 가중(加重)을 받았을 때에는 손상하는 경우도 있다.

이상 설명한 종래의 면발열체 및 면상발열체는 어느 것이나 면발열체상의 국부적인 이상온도상승을 방지하는 기능을 갖는 것은 아니고, 이상온도상승에 의한 열화(劣化)와 함께 가열용 전원에 대한 쇼트회로가 발생하는(이하 단지 「쇼트한다」라고 한다) 일이 있어 이용자에게 화상을 입히고, 또 경우에 따라 화재를 발생하는 위험도 있다.

이와 같은 사고의 발생을 방지하는 하나의 해결수단으로서 본원 발명자는 미합중국 특허 제 5,679,277호에 의해 내화면제어 발열체를 제안했다.

이 제안 (1)에 의한 내화발열체의 특장(特長)은 카본면저항체가 국부이더라도 이상온도로 열화하여 쇼트했을 때에 저항체 표리면의 염화비닐시트가 탄화하고, 이 염화비닐시트의 한쪽면에 설치하고 있는 금속망세선(金屬網細線)이 누설전류를 감지하여 전원을 차단하는 내화발열체로 한 것에 있다.

또 그 후 제안 (2)로서 일본국 특허(특허공개공보 1997-28326호)에도 카본면저항체의 표리면에 염화비닐시트를 접착한 면발열체의 한쪽면에 보조 염화비닐필름을 설치하고, 추가로 카본면양도체가 접촉하는 구성에 의해 염화비닐필름에 카본액을 도포한 염화비닐필름을 일체로 한 제어발열체를 제안했다. 그러나 그 후의 연구테스트에 의해 이상의 제안 (1), (2)에 의한 면제어발열체에 다음과 같은 결함이 있는 것을 판명했다.

즉 제안 (1), (2)에 의한 면저항체는 면천의 양측 가장자리부에 전극대가 천과 함께 짜서 만들어진 천에 우레탄계 또는 고무계의 응결제와 탄소입자를 용제로 혼합한 카본액이 함침되어 건조한 저항체이다.

이에 따라 다음의 결함이 있다.

① 이런 종류의 저항체가 초기설정저항이 변화하는 온도는 80℃∼110℃ 이내이고, 120℃ 이상으로 되면 열화하여 즉시 쇼트하게 된다.

② 염화비닐외피에 있다. 염화비닐의 융점은 160℃이고, 염화비닐시트가 탄화하여 양도체가 누설전류를 감지하기까지의 시간내에 카본저항체는 광범위하게 쇼트하여 침구 등에 사용한 경우, 면의 변색 또는 눌음이 발생하는 일이 있다.

미합중국 특허 제 5,679,277호에는 염화비닐 단열시트가 저항체와 콘트롤체의 사이에 위치하고, 섭씨 약 200℃∼300℃의 용해온도를 갖는 일반적인 염화비닐제라고 기재하고 있는데, 융해점에 문제가 있다.

③ 염화비닐시트 속에는 유해한 가소제가 있고, 50℃의 온도에서 가소제가 발산하여 전기적절연성이 열화하며, 장시간 접어 구부린 상태에서 발열되면 균열이 발생할 우려가 있다.

④ 염화비닐외피의 발열체는 불연쓰레기이고, 연소시키면 유해한 다이옥신을 발생시키게 된다.

본 발명은 가요성인 면발열체 또는 면상발열체에 관한 것으로, 특히 발열체의 온도를 안전한 온도 이하로 제어하는 기능을 구비한 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 구체화에 의한 가요성 면제어 면발열체의 구조를 나타내는 사면도,

도 2는 본 발명의 구체화에 의한 가요성 면제어 면발열체의 제 1 형태예를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 구체화에 의한 가요성 면제어 면발열체의 제 2 형태예를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 이용하는 전극대단자구조를 나타내는 측면도(A)와 평면도 (B).

도 5는 본 발명에 이용하는 누설전류감지단자의 구조를 나타내는 사면도(A)와 평면도(B).

도 6은 본 발명에 의한 발열체와 전원의 접속구조를 나타내는 일부종단면도.

도 7은 본 발명에 의한 내화 불연면제어 발열체의 전원전류의 제어에 이용하는 전기콘트롤패널의 구성예를 나타내는 접속회로도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 가요성 불연면제어 면발열체

1': 가요성 불연양면제어 면발열체

2: 탄소계 전기저항체층 2', (2a): 탄소계 발열체층

3, 3': 양도체(양전도잉크) 4: 무해저융점연질수지층

5: 무해내열수지층

6: 전원제어기 7: 전원코드선

8: 가열용전류공급단자(전극선) 9: 전극대

10: 가열전원단자(전극단자) 11: 누설전류감지단자

12: 불연지양도체 3, 12: 불연성전기양도체

3', 12': 한쪽면 양도체층 13: 교류전원

13a, 13b: 교류전원단자 14: 전원스위치

15, 16: 정류기 17: 콘덴서

18: 코드삽입축 20: 온도조절회로

21: 정류회로 22: 온도비교기

23: 콘트롤스위치 24: 전류차단기구

25: 시정수부착 정류회로 26 : 계전기코일

27a, 27b: 래칭계전기 29: 기준전압발생회로

30: 전압조정기 A: 감열선

a: 절연평판 b: 양도평판

c: 절연막 d: 돌기삽입구멍

e: 호치키스형 압착단자삽입구멍 f: 호치키스단자

g: 절연성돌기부

따라서 본 발명은 이와 같은 면발열체의 결점이 없는 무해성발화방지기능을 구비한 가요성 불연면제어 면발열체를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

완전한 제어를 하기 위해서는 탄소계의 저항체에는 「도포얼룩」이 발생하기 쉬운 결점을 고려하여 탄소계저항체의 이상온도의 한계점을 초기설정저항이 변화를 일으키는 이상온도, 즉 80℃∼110℃ 이내의 온도로 정하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 테이블 또는 피아노 등의 무거운 가구의 밑에 두어도 저항 변화하지 않는 발열체이고, 주택용발열체 또는 침구의 보온에 안심하고 적응할 수 있는 가요성 불연면제어 면발열체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시형태를 설명하기 위해 본 발명의 원리를 포함하는 개요에 대해서 설명한다.

본 발명에 의한 면발열체는 면사(綿絲) 100％의 능직(綾織)천의 양측 가장자리부에 전극대를 짜서 만든 천에 탄소입자와 고무 또는 폴리우레탄수지를 디옥솔란 (dioxolane) 용제로 혼합한 저항액을 함침 건조한 면저항체를 준비하고, 그 면저항체의 한쪽면 또는 표리면에 80℃∼110℃ 이내에서 용해하는 무해연질저융점수지(에틸렌-메타크릴산 공중합체 「상품명 하이미란」)등을 진공상태에서 라미네이트한 발열층과 그 하면에 무해내열수지층을 피착하여 발열체층을 설치한다. 이 발열체는 8미크론(μ)∼15μ의 원적외선 전자파열을 방사한다.

또한 내화성과 누설전류감지양도체(콘트롤체)로서 펄프에 무기질의 수산화알루미늄 또는 규산마그네슘의 불연제를 혼입한 불연지(不燃紙)의 한쪽면에 탄소입자와 PET수지를 용제로 혼합한 양전도잉크를 인쇄한 불연지양도체로 한다. 불연지양도체의 양도체면의 일부에 누설전류감지단자가 양도체와 접촉하는 구성으로 하고, 양도체의 열화 보호로서 무해연질저융점수지를 라미네이트하여 설치한다. 불연지양도체의 불연지의 상면에는 무해하고 유연한 내열성방수착색수지가 라미네이트되어 설치되어 내화불연지양도체가 구성된다.

가요성을 갖게 하는 구성으로서 상기 발열체층과 콘트롤체층의 접착은 누설전류감지단자가 접촉 가능한 구성으로 하여 발열체층과 콘트롤체층의 양측 가장자리부만을 접착 또는 열압착하여 일체로 한 가요성인 불연면제어 면발열체로 한다.

본 발명의 다른 구체화에 의해 발열체의 전극대에 부착하는 전극단자의 구성은 리드선삽입구멍과 함께 2장의 평판이 구비되어 1장의 평판은 양도판으로 하고, 한쪽면의 평판은 돌기부도 포함하여 절연판으로 하며, 절연돌기부는 불연지양도체를 꿰뚫고 나가 양도판면에 설치하여 있는 돌기삽입구멍을 통과시켜 돌기선단을 접어 구부려 고정시켜서 설치하는 전극단자 구조로 한다.

본 발명의 다른 구체화에 의해 콘트롤체에 부착되는 누설전류감지단자의 구성은 리드선삽입구멍축으로부터 2장의 평판이 구비되고, 2장의 평판 함께 호치키스식 압착단자삽입구멍이 각 2곳 설치되며, 1장의 평판면은 불연지양도체면에 양도 접촉시키고, 다른 1장의 평판은 상면착색수지면에 접촉시켜 호치키스단자로 평판 상하구멍을 통과 압착하는 구성의 누설전류단자구조로 한다. 또 리드선과 함께 제동단자로 압착한다.

본 발명의 다른 구체화에 의해 가열용전류를 차단하기 위한 구성은 상기 탄소계저항체의 초기설정저항이 변화를 발생하는 이상기온, 즉 80℃∼110℃ 이내의 온도에서 상기 무해연질저융점수지가 국부적이더라도 용해함으로써 저항체와 불연지양도체가 상호 접촉하면 저항체의 누설전류는 순시에 불연지양도체 전체면으로 흐른다.

이 누설전류는 불연지양도체면의 일단에 양도 접촉한 누설전류감지단자와 리드선이 고감도로 감지하고, 콘트롤내부의 계전(繼電)코일의 단자를 통해서 활력신호를 받으며, 래칭계전기가 개방하여 발열체로의 전류의 공급을 차단시킨다. 이상의 구성은 전극단자의 땜납부착불량 또는 리드선의 단선 등의 가공상의 발화사고도 포함하여 완전 안전장치로 한 가요성 불연면제어 면발열체를 제공한다.

본 발명에 의한 가요성 불연면제어 면발열체는 가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층과, 해당 가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층의 한쪽면에 각각 피착된 1개의 무해저융점연질수지층과, 그 상면에 방수 보호하는 무해저융점연질수지층과 함께 피착된 불연성전기양도체와, 해당 불연성전기양도체를 피착하고 있지 않은 쪽의 탄소계저항체의 이면에 피착된 무해내열수지층을 구비하여 가요성인 무해 불연면제어 면발열체가 구성된다.이 무해 불연면제어 면발열체의 전기적 안전 구성은 무해탄소계발열체에 통전시켰을 때의 해당 전기발열체층 및 해당 불연성전기양도체층의 통상의 정상발열온도에서는 상기 무해저융점연질수지층은 용해하지 않고, 해당 전기저항층에 상기 통상의 정상발열온도보다 높은 이상발열온도가 발생했을 때에는 해당 이상발열온도가 발생한 위치에 있어서 해당 전기발열체층 및 해당 불연성전기양도체층의 적어도 한쪽과 상기 전기발열체층의 서로 대향하는 면 사이에 2개의 해당 무해저융점연질수지층의 용해에 의한 전기쇼트회로가 형성되도록 구성되어 있다.

상기 전기발열체층과 상기 불연성전기양도체층은 양측 가장자리부만이 접착 또는 압착되어 있도록 구성하는 것으로 가요성을 갖는다.

상기 이상발열온도는 상기 탄소계저항체의 유일한 결점인 「도포얼룩」을 고려하여 초기설정저항변화를 발생하는 온도, 즉 80℃∼110℃의 범위이도록 구성하는 것이 불가결이다.

상기 불연성전기양도체층은 펄프에 수산화알루미늄 또는 규산마그네슘을 혼입하여 형성한 불연지의 한쪽면상에 탄소입자ㆍ내열수지ㆍ용제를 혼합하여 형성한 양전도성잉크가 부가ㆍ건조된 불연지양도체의 양도면을 무해저융점연질수지층으로 피착하고, 방수 열화 보호하는 동시에 불연지양도체의 상면에 무해내열착색수지를 피착시킨 구성으로 할 수 있다.

또한 상기 전기발열체층에 발열용전류를 부여하기 위한 가열용전류공급단자와, 해당 전기발열체층과 상기 불연성전기양도체면에 각각 접속되도록 배치되어 상기 전기쇼트회로를 검지하기 위해 설치된 검지단자와, 해당 검지단자에 상기 전기쇼트회로가 검지됐을 때에 상기 가열용전류공급단자로의 상기 발열용전류를 차단하는 제어전원회로를 구비한 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예를 첨부의 도면에 따라서 설명한다. 도 1은 가요성 불연면제어 면발열체(1)의 제 1 형태예를 나타내는 일부 노출 사시도이고, 탄소계 전기저항체층(2)의 한쪽면에는 에틸렌-메타크릴산 공중합체 수지와 같이 융점이 낮은 무해저융점연질수지층(4)이 피착되어 있다. 또 발열저항체(2)의 하면은 무해내열수지층 (5, 5)이 피착되어 발열저항체층(2')이 구성되어 있다. 불연지양도체와 같이 양도체(3, 12)는 무해저융점연질수지층(4)이 피착되어 방수 보호하여 발열저항체층(2')의 상면에 설치된다. 발열저항체(2)의 양측 가장자리부에는 전극대(9, 9)와 가열전원단자(10, 10)가 설치되고, 가열전원단자(10, 10)는 전원제어기(6)의 제 1 단자인 가열용전류공급용단자에 접속되어 있다. 양도체(3)는 불연지(12)의 한쪽면에 인쇄되어 있고, 양도체(3)에 접촉 압착한 누설전류감지단자(11)와 가열전원단자(10)는 전원제어기(6)의 제 2 단자인 감지단자에 접속되어 있다. 무해저융점연질수지층 (4, 4)이 용해하고, 양도체(3, 12)에 누설전류가 흘러 전원을 차단시키기 위한 구성과 동작에 대해서는 후술한다.

본 발명에 의한 가요성 불연면제어 면발열체(1)의 구성은 가요성을 갖는 무해성소재의 올레핀계수지를 사용하여 발열저항체층(2)이 초기저항변화를 발생하는 이상온도로 되면 무해저융점연질수지층(4, 4)이 용해하고, 상면의 양도체(3)와 불연지양도체(12)와, 발열저항체(2)가 접촉하여 흐르는 누설전류는 양도체(3, 12)의 전체면으로 흘러 가장자리부에 구비한 누설전류감지단자(11)와 가열전원단자(10)에 접속된 전원코드선(7)에 유입한다. 불연지(12)는 무기불연제의 수산화알루미늄 또는 규산마그네슘을 혼입시키고 있고, 담배불이더라도 연소하지 않는 내화재로 되어 있다.

가요성과 열교환 효율성을 갖는 발열저항체(2)는 면 100％의 실을 능직으로 하고, 금속세선을 복수 합쳐서 꼬은 전극선(8)을 12개 짜서 만든 전극대(9)로 하며, 이 전극대(9)를 양측부에 구비시킨 천에 폴리우레탄계의 응결제와 흑연가루의 탄소함유액을 함침, 건조시켜서 발열저항체(2)가 구성된다. 이와 같은 발열저항체 (2)는 상기의 「도포얼룩」을 전제로 하여 국부적이더라도 80℃∼110℃ 이내의 이상온도에서 초기설정저항이 변화한다. 또 면상발열체의 합성실의 발열씨실도 상기와 마찬가지로 「도포얼룩」이 있고 변화한다.

본 발명에 이용하는 콘트롤체의 구성은 불연지(12)의 한쪽면에 탄소입자와 내열수지를 용제로 혼합한 양전도성잉크를 인쇄하여 양도체(3)가 설치되어 있다. 또한 불연지(3, 12)는 방수수지로 보호하기 위한 양도면(3)에 무해저융점수지층(4)과 불연지(12)의 표면은 무해내열수지가 피착된다.

도 2는 본 발명에 의한 가요성 면제어 면발열체(1)의 제 1 구성예를 나타내는 단면도이고, 가요성을 갖기 위해 탄소계 전기저항체층(2)의 표면에 설치한 융점이 낮은 무해저융점연질수지층(4)의 하면에 무해내열수지층(5, 5)으로 구성한 면발열체층(2')과, 무해저융점연질수지층(4)의 상면의 양도체(3)와 불연지(12)와, 또한 그 상면을 무해내열수지층(5)으로 설치한 내화불연면제어체층(12')을 양측 가장자리부만 접착 또는 열압착하여 가요성을 갖는 내화불연면제어 면발열체(1)가 구성되어 있다.

도 3은 본 발명의 가요성 면제어 면발열체(1)의 제 2 구성예를 나타내는 단면도이다. 가요성을 갖기 위해 발열처항체(2)의 표리면에 설치한 융점이 낮은 무해저융점연질수지층(4, 4)을 피착시켜 발열저항체(2')와, 그 하면에 상기 불연지양도체 (3', 12')와 무해내열수지층(5, 5)으로 구성한 불연양도체층(12'b)과, 상기 무해저융점연질수지층(4)의 상면에 무해저융점연질수지층(4)을 피착시킨 양도체(3)와 불연지(12)와, 또한 그 상면을 무해내열수지층(5, 5)으로 설치한 불연양도체(12a)는 양측 가장자리부만 접착 또는 열압착하여 가요성을 가져온 내화 불연면제어 면발열체 (1')가 구성되어 있다.

즉 가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층(2)과 해당 가요성을 갖는 탄소계 전기저항체층(2)의 양면에 각각 피착된 2개의 무해저융점연질수지층(4, 4)으로 가요성인 무해발열체층(2a)을 구비하고, 해당 무해발열체층(2a)의 표리면에는 2개의 무해저융점연질수지층(4, 4)이 각각 피착된 2장의 불연성전기양도체(12, 12')와, 해당 불연성전기양도체의 표리면에 피착된 무해내열수지층(5, 5)을 구비한 불연성전기양도체층(12a, 12b)을 구비시키고, 상기 무해발열체층(2a)의 양측 가장자리부와 상기 불연성전기양도체층(12a, 12b)의 양측 가장자리부만을 접착 또는 압착시켜 가요성인 불연양면제어 면발열체(1')를 구성시키며, 완전 불연 회로구성으로서 상기 무해발열체층(2')에 통전시켰을 때의 상기 탄소계 전기저항체층(2) 및 해당 불연성전기양도체층(12, 12')은 통상의 정상발열온도에서는 상기 무해저융점수지층(4, 4)은 용해하지 않고, 해당 무해발열체층(2')에 상기 통상의 정상발열온도보다 높은 상기 탄소계 전기저항체층(2)의 초기설정저항이 변화를 일으키는 이상발열온도가 발생했을 때에는 해당 이상발열온도가 발생한 위치에 있어서 상기 탄소계 전기저항체층(2) 및 해당 불연성전기양도체(12, 12')의 적어도 한쪽과 상기 탄소계 전기저항체층(2)의 서로 대향하는 면 사이에 상기 무해저융점연질수지층(4, 4)의 용해에 의한 전기쇼트회로가 형성되도록 구성되어 완전 무해성 발화방지기능을 가져왔다.

도 4는 전극대(9, 9)의 단부에 고정하는 단자(10, 10)의 구성을 나타내는 측면도(A)와 열은 상태를 나타내는 평면도(B)이다. 단자구조는 직사각형의 평판을 전원코드(7)를 땜납 부착하는 코드선삽입구멍축(18)에서 접어 구부려 2개의 평판부(a와 b)가 구비되어 있고, 평판(a)에는 돌기부를 설치하고 있으며, 평판(a)의 전체면을 절연도료(c)로 피복해서 절연판으로 하여 평판부(a와 b)를 발열저항체층(2)의 단부에서 도 3과 같이 절연돌기부(g)가 양도체(3)를 관통시킨다. 반쪽면의 평판(b)은 양도판으로 하여 삽입구멍(d)을 구비하고, 탄소계 전기저항체층(2)의 하면전극대 (9)에 접촉시킨다. 양측단자의 고정은 절연단자돌기(a)의 선단이 삽입구멍(b)의 평판구멍(d)을 통과하여 돌기선단을 구부려 접어서 고정된다.

도 5는 직사각형의 코드선삽입구멍축으로 되는 중앙부에서 접어 구부려 2장 겹침의 평판으로 한 누설전류감지단자(11)의 구조이다. 양쪽의 평판부에는 삽입구멍(e, e)이 설치되어 있고, 한쪽의 평판은 양도체(3)의 양도면에 양도 접촉시킨다. 다른쪽의 평판은 불연지 상면의 무해내열수지층(5, 5)에 접촉시켜 삽입구멍(e, e) 사이에 호치키스형 단자(f)로 압착 고정하여 설치한다.

도 6은 본 발명의 도 1의 형태에 의한 실시예에 있어서, 도 4의 전극단자 (10) 및 도 5의 누설전류감지단자(11)의 부착상태예를 나타내는 단면도이다. 단자 (11)의 압착 후 불연지(12)의 상면의 무해내열수지층(5, 5)과 탄소계 전기저항체층 (2)과 무해저융점연질수지층(4)의 양측 가장자리부를 열압착하여 내화불연면제어 면발열체(1)가 구성된다.

도 7은 본 발명에 이용하는 전원제어기의 회로구성예이고, 교류전원(13)의 제 1 단자(13a)는 ON/OFF접점(14)에 의해 기준전압발생기(29)의 교류입력의 한쪽 및 래칭계전기(27)에 접속된다. 래칭계전기(27a)의 출력은 탄소계 전기저항체층(2)의 단자(10) 및 누설전류감지단자(11)에 접속된다. 교류전원(13)의 제 2 단자(13b)는 기준전압회로 (29)의 교류입력의 다른쪽 및 온도조절회로(20)에 접속된다.

기준전압발생회로(29)에는 정류기(15) 및 전압조정기(30)가 포함되어 있다. 기준전압발생회로(29)의 전압조정출력(29a)은 교류입력으로부터 직류출력의 송출까지에 약간의 시정수를 가지게 한 시정수부착 정류회로(25)의 입력에 이용된다. 불연지양도체(12)의 누설전류감지단자(11)의 출력은 시정수부착 정류회로(25)의 제 2 입력에 접속된다.

발열저항체(2)와 불연지양도체(3) 사이의 무해저융점연질수지층(4)은 80℃ 이하의 통상온도이면 누설전류의 발생을 방지하는 정도의 고저항값을 갖고 있다. 시정수부착 정류회로(25)에는 그 입력의 하나로 기준전압발생회로(29)로부터의 조정된 기준전압(29a)을 받는 정류기(16) 및 또한 그 밖의 입력으로 불연지양도체(12)로부터의 단자(11)의 출력이 포함된다. 정류기(16)의 정류출력은 병렬로 계전코일(26) 및 필요한 시정수에 대응하는 용량의 콘덴서(17)에 접속된다.

온도조절회로(20)는 콘트롤스위치(23)를 포함하고, 입력의 하나로 전원(13)의 출력(13b)을 받아들인다. 콘트롤스위치(23)의 출력은 래칭계전기(27b)에 접속되어 있다. 래칭계전기(27b)의 다른쪽 단자는 탄소계 전기저항체(2)의 제 2 단자에 접속된다. 정류회로(21)는 도 2에 나타내어진 바와 같이 무해내열수지층(5, 5)의 하면에 그 표면부의 온도를 감지하기 위해 배치된 감열선(A)으로부터의 입력을 받는다. 정류회로(21)의 출력은 예를 들면 50℃의 설정온도에 대응하는 기준전압과 비교하기 위해 온도비교기(22)의 입력에 접속된다. 온도비교기(22)의 출력은 콘트롤스위치 (23)로의 콘트롤출력으로서 이용된다.

래칭계전기(27a, 27b)의 홀딩용 접점은 계전기코일의 부동작에 의해 통상「열림」으로 되어 있다. 평상의 동작상태에서는 래칭계전기(27a 및 27b)의 접점은 「접」으로 되어 있다. ON/OFF스위치(14)가 「접」으로 되어 있는 경우에는 탄소계 전기저항체층(2)과 열감지선(A)으로의 전력은 콘트롤스위치(23)의 ON, OFF에 의해 이하와 같이 제어되어 있다.

정류회로(21)는 온도의존전압을 온도비교기(22)에 공급하기 위해 감열선(A)에 의해 감지된 온도에 의해 발생한 전압이나 전류에 있어서의 온도의존변화에 감응한다.

온도비교기(22)는 불연지양도체(12)에 의해 감지된 온도가 최초의 설정값보다 낮은 경우에는 콘트롤스위치(23)에 작동신호를 보낸다.

이것은 콘트롤스위치(23)를 「접」으로 하고, 그 스위치(23)와 통해서 평상은 「접」인 래칭계전기(27a, 27b)를 통해서 탄소계 전기저항체층(2)에 전력을 공급한다. 이에 따라 탄소계 전기저항체층(2)은 가열된다. 감지된 온도가 제 2 설정값을 초과한 경우에는 온도비교기(22)는 콘트롤스위치(23)로부터 작동신호를 제거하고, 임시적으로 열의 주파를 정지한다. 만약 감지된 온도가 재차 최초의 설정값보다 낮은 경우에는 열은 회복된다.

불연지양도체(12)와 함께 탄소계 전기저항체층(2) 및 전류차단기구(24)의 전체의 안전온도를 유지하기 위한 온도조절회로(20)가 불량으로 된 경우에는 발열체 (1)는 영구히 사용 불능으로 된다. 주목되는 결함의 하나에는 ON의 상태에 있어서의 콘트롤스위치(23)의 결함이 포함된다. 이것은 탄소계 전기저항체층(2)에 있어서의 열을 조정할 수 없게 하는 원인으로 된다. 탄소계 전기저항체층(2)의 어느 부분이더라도 무해저융점연질수지층(4)의 용해온도를 초과하는 경우에는 탄소계 전기저항체층(2)에 있어서의 도체와 불연지양도체(12)의 사이에서 전기적 쇼트회로가 발생한다. 불연지양도체(12)에서 받는 발생누설전류나 전압은 정류기(16)의 출력 및 시정수부착 정류회로(25)에 있어서의 정류기(16)의 입력으로 된다.

불연지양도체(12)로부터 전류가 누설하면 정류기(16)는 계전코일(26)에 작동신호를 공급한다. 그래서 계전코일(26)의 접점은 래칭계전기(27a 및 27b)가 통상 「접」으로 되어 있는 접촉을 개방하고, 홀딩접점을 「접」으로 한다. 콘덴서 (17)는 최초의 작동신호가 제거되었다고 하더라도 짧은시간만큼 계전코일(26)의 동작전압을 유지한다. 이에 따라 래칭계전기(27a 및 27b)의 개방은 확실히 실시되어 발열의 정지를 확실히 하는 탄소계 전기저항체층(2)의 양단으로의 전력을 차단한다.

무해저융점연질수지층(4)의 용해점은 전류차단기구(24)가 탄소계 전기저항체층(2)으로부터 전력을 제거시키는 온도를 결정한다. 재료의 적절한 선택은 탄소계 전기저항체층(2)이 초기설정저항으로 복원하지 않는 이상온도, 즉 80℃∼110℃ 이내의 용해온도를 대상으로 한다. 탄소계 전기저항체층(2)은 가요성을 갖는 탄소입자와 수지를 용제로 혼합한 저항액을 면천에 함침하여 건조한 저항체이다.

탄소계 전기저항체층(2)은 80℃∼110℃ 이내의 이상온도에서 국부이더라도 초기설정저항은 변화한다. 그 이상의 이상온도로 되면 열화하는 동시에 탄화하여 전기적으로 쇼트한다.

본 발명은 무해성수지의 구성이고, 탄소계 전기저항체층(2)의 한쪽면의 무해저융점연질수지층(4)이 80℃∼110℃ 이내의 온도에서 용해하고, 탄소계 전기저항체층(2)과 불연지양도체(12)와 접촉하여 흐르는 누설전류는 정류기(16)와 비교기(22), 계전코일(26)의 단자를 통해 작동신호를 받으며, 래칭계전기(27a 및 27b)가 개방하고, 탄소계 전기저항체층(2)으로의 전력을 차단하는 완전 불연인 가요성면제어 면발열체를 제공한다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 관련되는 가요성 면제어 면발열체는 주택관련의 마루난방 및 침구ㆍ패드ㆍ목욕탕 및 화장실ㆍ지붕의 눈녹임 등의 용도와, 의료용구ㆍ병원용침대ㆍ노인개호(介護)용구ㆍ유아용침대 등의 보온 및 전위요법에 적응된다. 또한 그 밖에 선박관계의 보온ㆍ어개류 김 등의 건조장치ㆍ석유파이프원통강의 보온ㆍ탱크의 보온 등 어느 쪽이나 전기적 발화사고가 없는 가요성불연면제어 면발열체의 온도장치의 이용분야에 적응한다.

Claims

가요성을 갖는 구성으로서 발열씨실을 짜서 만든 저항체 또는 면사의 능직천의 양측 가장자리부에 전극대를 짜서 만든 천에 탄소입자와 고무 또는 폴리우레탄수지를 디옥솔란 용제로 혼합한 저항액을 함침 건조한 탄소계 전기저항체에 있어서,

무해성발화방지기능을 구비한 구성으로서 탄소계 전기저항체층(2)과, 해당 탄소계 전기저항체층(2)의 한쪽면에 피착시킨 무해저융점연질수지층(4)과, 그 위의 무해저융점연질수지층(4)의 위에 피착시킨 펄프에 수산화알루미늄 또는 규산마그네슘을 혼합하여 형성한 불연지의 한쪽면 위에 탄소입자와 내열수지를 용제로 혼합한 양전도성잉크(3)를 부가ㆍ건조시킨 구성의 불연성 전기양도체(12)와, 해당 불연성 전기양도체(12)의 표면 및 상기 무해저융점연질수지층(4) 중의 해당 불연성 전기양도체(12)를 피착하고 있지 않은 쪽의 층의 표면에 피착시킨 무해내열수지층(5, 5)을 구비하고, 상기 탄소계 전기저항체층(2) 및 해당 불연성 전기양도체(12)는 통상의 정상발열온도에서는 상기 무해저융점연질수지층(4, 4)은 용해하지 않으며, 해당 탄소계 전기저항체층(2)에 상기 통상의 정상발열온도보다 높은 상기 탄소계 전기저항체층(2)의 초기설정저항이 변화를 일으키는 이상발열온도가 발생했을 때에는 해당 이상발열온도가 발생한 위치에 있어서, 해당 탄소계 전기저항체층(2)과 해당 불연성 전기저항체(12)의 서로 대향하는 면사이에 해당 무해저융점연질수지층(4, 4)의 용해에 의한 전기쇼트회로가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.
가요성을 갖는 구성으로서 발열씨실을 짜서 만든 저항체 또는 면사의 능직천의 양측 가장자리부에 전극대를 짜서 만든 천에 탄소입자와 고무 또는 폴리우레탄수지를 디옥솔란 용제로 혼합한 저항액을 함침 건조한 탄소계 전기저항체에 있어서,

무해성발화방지기능을 구비한 구성으로서 탄소계 전기저항체층(2)의 양면에 각각 피착시킨 2개의 무해저융점연질수지층(4, 4)과, 해당 2개의 무해저융점연질수지층(4, 4)의 양표면에 펄프에 수산화알루미늄 또는 규산마그네슘을 혼합하여 형성한 불연지의 한쪽면 위에 탄소입자와 내열수지를 용제로 혼합한 양전도성잉크(3)를 부가ㆍ건조시킨 구성이고, 피착시킨 2장의 불연성 전기양도체(12, 12')와, 해당 불연성 전기양도체(12, 12')의 양표면에 피착시킨 무해내열수지층(5, 5)을 구비하며, 상기 탄소계 전기저항체층(2)에 통전시켰을 때의 해당 탄소계 전기저항체층(2) 또는 해당 불연성 전기양도체(12, 12')는 통상의 정상발열온도에서는 상기 무해저융점연질수지층(4, 4)은 용해하지 않고, 해당 탄소계 전기저항체층(2)에 상기 통상의 정상발열온도보다 높은 상기 탄소계 전기저항체층(2)의 초기설정저항이 변화를 일으키는 이상발열온도가 발생했을 때에는 해당 이상발열온도가 발생한 위치에 있어서, 해당 2장의 불연성 전기양도체(12, 12')의 적어도 한쪽과 상기 탄소계 전기저항체층(2)의 서로 대향하는 면사이에 해당 무해저융점연질수지층(4, 4) 또는 4)의 어느 쪽인가의 용해에 의한 전기쇼트회로가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연양면제어 면발열체.
제 1 항에 있어서,

상기 탄소계 전기저항체층(2)과 상기 불연성 전기양도체층(12 또는 12, 12')은 양측 가장자리부만을 접착 또는 압착시켜서 가요성을 가져오는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.
제 1 항에 있어서,

상기 이상발열온도는 80℃∼110℃의 범위인 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.
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제 1 항에 있어서,

상기 탄소계 전기저항체층(2)의 양측 전극대에 구비하는 가열전원단자구조는 1장의 직사각형판을 중앙부에서 접어 구부려 한쪽의 평판(b)은 양도판으로 하고, 다른쪽의 평판(a)은 돌기부도 포함하여 절연막(c)을 피착시킨 절연판으로 하며, 해당 절연성돌기부(g)는 상기 불연성 전기양도체(12)를 꿰뚫고 나가 다른쪽의 양도평판 (b)에 설치하여 있는 돌기삽입구멍(d)을 통과시켜 돌기선단을 접어 구부려 고정시켜서 가열전원단자(10)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.
제 1 항에 있어서,

상기 불연성 전기양도체(12)의 일단부에는 직사각형의 평판을 코드삽입축 (18)으로 되는 중앙부에서 접어 구부리고, 2중겹침의 평판부 함께 호치키스형 압착단자삽입구멍(e)이 설치되며, 한쪽의 평판부는 상기 불연성 전기양도체(12)의 “3”에 양도 접촉시키고, 다른쪽의 평판부는 상기 무해내열수지층(5, 5)에 접촉하도록 상기 호치키스형 압착단자삽입구멍(e)에 호치키스단자(f)를 설치하여 누설전류감지단자(11)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.
제 1 항에 있어서,

상기 탄소계 전기저항체층(2)에 발열용 전류를 부여하기 위한 가열용 전류공급단자(8, 8)와, 해당 탄소계 전기저항체층(2)과 상기 불연성 전기양도체(12)에 각각 접속되도록 배치되어 상기 전기쇼트회로를 검지하기 위해 설치된 검지단자(10, 11)와, 해당 검지단자(10, 11)에 상기 전기쇼트회로가 검지됐을 때에 상기 가열용 전류공급단자(8, 8)로의 상기 발열용 전류를 차단하는 제어를 하는 제어전원회로를 구비한 것을 특징으로 하는 무해성인 가요성 불연면제어 면발열체.