KR100467263B1

KR100467263B1 - 원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100467263B1
Application number: KR10-2003-0017085A
Authority: KR
Inventors: 이승준
Original assignee: 이승준
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2005-01-24
Also published as: KR20040082519A

Abstract

본 발명은 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트가 연소됨으로서 내부에 단열공간층이 형성되고, 강도가 높고, 기존의 세라믹 히터보다 소형화할 수 있으며, 제품제조공정을 단순화할 수 있는 원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터의 제조방법은 하부주형(10)에 세라믹 슬립(41)을 주입하는 단계(S101)와, 상기 하부주형(10)의 경계면에 소정두께(t)의 고형의 침전물(42)을 형성시키는 단계(S102)와, 상기 침전물(42)의 발열선 수용홈 (43)에 발열선(31)을 포설하고, 전류 공급을 위한 리드선(32)을 고정하는 단계 (S103)와, 상기 세라믹 슬립(41)의 부유물을 발열선(31) 위로 침전시킴으로서 발열선(31)을 하부 고형 침전물(42)에 함침시키는 단계(S104)와, 상기 하부주형(10)의 고형 침전물(42) 위에 종이 또는 유기물 시트(51)를 제공하는 단계(S105)와, 상기 하부주형(10)에 상부 주형(20)을 조립하고, 상부주형(20)의 센터홀(23)을 통해 세라믹 슬립(41)을 주입하는 단계(S106)와, 탈형 단계(S107)와, 상기 반제품 세라믹 히터를 건조하는 단계(S108)와, 1차 소성하는 단계(S109)와, 2차 소성하여 제품 (30)을 완성하는 단계(S110)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법{Far-infrared ceramic heater and method for manufacturing thereof}

본 발명은 원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트가 연소됨으로서 내부에 단열공간층이 형성되고, 강도가 높고, 기존의 세라믹 히터보다 소형화할 수 있으며, 제품제조공정을 단순화할 수 있는 원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

대한민국 특허 제 300685호(2001년 6월 19일 등록)에 "세라믹 원적외선 발열 소자 제조방법"이 소개되어 있다.

상기 세라믹 원적외선 발열 소자 제조방법은 석고를 이용하여 전면부 금형을제조하는 공정과; 후면부 금형을 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; 상온에서 30분에서 1시간 정도 지난 후에 금형을 탈형시키고, 다시 3∼4일 정도 자연 건조시킨 후에, 열풍을 이용하여 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 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 세라믹 원적외선 발열 소자 제조방법은 원적외선 발열소자의 전면부와 후면부를 각각 성형하기 대문에 전면부와 후면부를 접합시키는 공정이 필요하며, 이와같이 방법에 의해 제조된 세라믹 원적외선 발열소자는 후면부의 두께가 얇아 후면부가 깨지기 쉽고 제품의 외형이 커지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트를 연소시킴으로서 원적외선 세라믹 히터의 내부에 단열공간층을 형성시킬 수 있는 원적외선 세라믹 히터의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 위의 제조방법에 의해 단열공간층이 형성되어 후방으로의 단열 효과가 뛰어나며 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트가 연소됨으로서 내부에 단열공간층이 형성되고, 강도가 높고, 기존의 세라믹 히터보다 소형화할 수 있는 원적외선 세라믹 히터를 제공하는 것이다.

도 1은 원적외선 세라믹 히터용 주형을 도시한 분해 사시도

도 2는 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터를 도시한 반단면 사시도

도 3a 내지 3i는 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터의 제조과정을 도시한 공정도

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터의 제조방법은 하부주형에 세라믹 슬립을 주입하는 단계와, 주입된 세라믹 슬립을 소정시간동안 방치하여, 상기 하부주형의 경계면에 소정두께의 고형 침전물을 형성시키는 단계와, 상기 침전물의 발열선 수용홈에 발열선을 포설하고, 전류 공급을 위한 리드선을 고정하는 단계와, 상기 하부주형을 소정시간 동안 더 방치하여 상기 세라믹 슬립의 부유물을 발열선 위로 침전시킴으로서 발열선을 하부 고형 침전물에 함침시키는 단계와, 상기 하부주형의 고형 침전물 위에 종이 또는 유기물 시트를 제공하는 단계와, 상기 하부주형에 상부 주형을 조립하고, 상부주형의 센터홀을 통해 세라믹 슬립을 주입하여 상부 고형 침전물을 하부 고형 침전물과 일체로 형성시키는 단계와, 성형된 고체 상태의 반제품 세라믹 히터를 주형에서 분리하는 단계와, 상기 반제품 세라믹 히터를 건조하는 단계와, 건조된 반제품을 소성로에서 1차 소성하는 단계와, 1차 소성품의 표면에 유약을 바르고, 2차 소성하여 제품을 완성하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부주형의 고형 침전물 위에 종이 또는 유기물 시트를 제공하는 단계에 있어서, 상기 종이 또는 유기물 시트는 하부주형보다 작은 넓이를 가짐으로서, 하부주형의 침전물 둘레가 종이 또는 유기물 시트에서 노출되는 것을 특징으로 한다.

세라믹 슬립을 상부주형의 센터홀을 통해 주입하는 단계에서는 상부 고형 침전물이 하부주형과 상부 주형 사이에 완전히 충진되도록 소정의 시간간격으로 반복적으로 세라믹 슬립을 주입할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터는 위에서 설명한 제조방법의 1차 소성 공정에 종이 또는 유기물 시트가 연소됨으로서 내부에 단열공간층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터의 제조방법은 도 1에 도시된 하부 주형(10)과 상부 주형(20)을 이용하여 도 2에 도시된 본 발명의 원적외선 세라믹 히터(30)를 제조할 수 있다.

도 1의 하부 주형(10)과 상부 주형(20)은 대한민국 특허 제300685호의 "세라믹 원적외선 발열 소자 제조방법"에 소개된 것과 같이 정면부 금형 및 후면부 금형과 같이 석고로 이루어진다. 또한, 상기 하부 주형(10)은 발열체를 수용할 수 있는 발열체 수용홈(11)이 형성되고, 측벽(12)이 다른 부분보다 높게 형성되며, 상부 금형(20)은 제 1 및 제 2 금형(21, 22)으로 분할되며, 발열체 리드선을 수용하기 위한 센터홀(23)이 형성된다.

상기와 같은 하부 주형과 상부 주형을 이용한 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터 제조방법을 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와같이, 하부주형(10)에 세라믹 슬립(41 ; 세라믹 현탁액)을 주입한다(S101). 이와같이 주입된 세라믹 슬립(41)을 소정시간동안 방치하면, 세라믹 슬립(41)의 수분이 석고로 이루어진 하부주형(10)으로 흡수되면서, 도 3b에 도시된 바와같이, 상기 하부주형(10)의 경계면에 소정두께(d)의 고형 침전물(42)이 형성된다(S102). 따라서, 이 단계에서는 상기 고형 침전물(42) 위에 현탁액 상태의 세라믹 슬립(41)이 남아있다. 또한, 상기 소정시간은 세라믹 슬립의 밀도 및 주형의 크기 등에 의해 시간이 달라질 수 있다.

도 3c에 도시된 바와같이, 상기와 같은 침전물(42)의 발열선 수용홈(43)에 발열선(31)을 포설하고, 전류 공급을 위한 리드선(32)을 고정한다. 이때, 상기 발열선(31)과 리드선(32)을 전류가 통할 수 있도록 연결한다.

이후, 상기 하부주형(10)을 소정시간(즉, 세라믹 슬립의 수분이 석고로 모두 흡수되는 시간) 동안 더 방치한다(S104). 이것에 의해, 아직 부유물이 침전되지 않은 현탁액 상태의 세라믹 슬립(41)에서 수분이 모두 제거되어 상기 세라믹 슬립(41)의 부유물이 발열선(31) 위로 침전되므로서 발열선(31)이 하부 고형 침전물(42)에 함침된다(도 3d 참조).

이후, 도 3e에 도시된 바와같이, 상기 하부주형(10)의 고형 침전물(42) 위에 종이 또는 유기물 시트(51)를 제공한다(S105). 이때, 상기 종이 또는 유기물 시트 (51)는 하부주형(10)의 침전물 넓이 보다 작은 넓이를 갖는다. 또한, 상기 종이 또는 유기물 시트(51)는 리드선(32)이 통과할 수 있도록 상기 리드선(32)보다 약간 큰 직경의 구멍(53)이 중앙에 형성된다.

이후, 도 3f 및 도 3g에 도시된 바와같이, 상기 하부주형(10)에 상부 주형 (20)을 조립하고, 상부주형(20)의 센터홀(23)을 통해 세라믹 슬립(41)을 주입한다 (S106). 이와같이 세라믹 슬립(41)을 주입하여 시간이 경과하면, 상기 세라믹 슬립 (41)의 수분이 상부 주형(20)으로 흡수되면서 세라믹 슬립(41)의 부유물이 고형화되어 상부 고형 침전물(45)이 이미 하부주형(10)에서 고형화된 하부 고형 침전물 (42)과 일체로 형성된다.

이 때, 상기 상부 고형 침전물(45)가 종이 또는 유기물 시트(51)의 구멍(53)에 채워져 중간지지층(39)이 형성된다.

상기와 같이 세라믹 슬립(41)을 상부주형(20)의 센터홀(23)을 통해 주입하는 단계(S106)에서, 상부 고형 침전물(45)이 하부주형(10)과 상부 주형(20) 사이에 완전히 충진되도록 소정의 시간간격으로 반복적으로 세라믹 슬립(41)을 주입할 수 있으며, 세라믹 슬립(41)이 상부주형(20)의 센터홀(23)에 채워지므로서 헤드부(35)를 상부 고형 침전물(45)과 일체로 성형할 수 있다.

이후, 도 3h에 도시된 바와같이, 성형된 고체 상태의 반제품 세라믹 히터를 주형(10, 20)에서 분리하고(S107), 상기 반제품 세라믹 히터(30')를 건조한다 (S108).

상기 건조공정은 3~4일 정도 자연 건조하고, 이후 열풍을 이용하여 건조공정을 마무리할 수 있다.

이후, 건조된 반제품을 소성로에서 1차 소성시킨다(S109). 이때, 도 3h의 종이 또는 유기물 시트(51)가 연소됨으로서, 도 3i에 도시된 바와같이 1차 소성된 제품(30")의 내부에 단열공간층(37)이 형성되고, 상기 단열공간층(37)의 중간에 중간지지층(39)이 형성된다.

이후, 1차 소성품의 표면에 유약을 바르고, 2차 소성하여 제품(30)을 완성한다(S110). 상기 S110 단계는 세라믹 소성에서 일반적으로 잘 알려진 공정으로 도면에 도시하지 않았으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

위에서 설명한 것과 같은 방법에 의해 제조된 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터(30)는, 도 2에 도시된 바와같이, 발열선(31) 및 리드선(32)이 함침되고 1차 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트(51)가 연소됨으로서 내부에 단열공간층 (37)이 형성되고, 상기 단열공간층(37)의 중간에 중간지지층(39)이 형성되어 견고하다.

위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 원적외선 세라믹 히터 및 이의 제조방법은 소성 공정에서 종이 또는 유기물 시트가 연소됨으로서 내부에 단열공간층이 형성되고, 강도가 높으며, 기존의 세라믹 히터보다 소형화할 수 있으며, 제품제조공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하부주형(10)에 세라믹 슬립(41)을 주입하는 단계(S101)와,

주입된 세라믹 슬립(41)을 소정시간동안 방치하여, 상기 하부주형(10)의 경계면에 소정두께(t)의 고형의 침전물(42)을 형성시키는 단계(S102)와,

상기 침전물(42)의 발열선 수용홈(43)에 발열선(31)을 포설하고, 전류 공급을 위한 리드선(32)을 고정하는 단계(S103)와,

상기 하부주형(10)을 소정시간 동안 더 방치하여 상기 세라믹 슬립(41)의 부유물을 발열선(31) 위로 침전시킴으로서 발열선(31)을 하부 고형 침전물(42)에 함침시키는 단계(S104)와,

상기 하부주형(10)의 고형 침전물(42) 위에 종이 또는 유기물 시트(51)를 제공하는 단계(S105)와,

상기 하부주형(10)에 상부 주형(20)을 조립하고, 상부주형(20)의 센터홀(23)을 통해 세라믹 슬립(41)을 주입하여 상부 고형 침전물(45)을 하부 고형 침전물 (42)과 일체로 형성시키는 단계(S106)와,

성형된 고체 상태의 반제품 세라믹 히터를 주형(10, 20)에서 분리하는 단계 (S107)와,

상기 반제품 세라믹 히터를 건조하는 단계(S108)와,

건조된 반제품을 소성로에서 1차 소성하는 단계(S109)와,

1차 소성품의 표면에 유약을 바르고, 2차 소성하여 제품(30)을 완성하는 단계(S110)로 구성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹 히터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 종이 또는 유기물 시트(51)는 하부주형(10)의 침전물 넓이 보다 작은 넓이를 가지며, 중앙에 구멍(53)이 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹 히터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

세라믹 슬립(41)을 상부주형(20)의 센터홀(23)을 통해 주입하는 단계(S106)에서는 상부 고형 침전물(45)이 하부주형(10)과 상부 주형(20) 사이에 완전히 충진되도록 소정의 시간간격으로 반복적으로 세라믹 슬립(41)을 주입할 수 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹 히터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

건조된 반제품을 소성로에서 1차 소성하는 단계(S109)에서, 종이 또는 유기물 시트(51)가 연소됨으로서, 1차 소성된 제품의 내부에 단열공간층(37)이 형성되고, 상기 단열공간층(37)의 중간에 중간지지층(39)이 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹 히터의 제조방법.
발열선(31) 및 리드선(32)이 함침되고, 1차 소성 공정에서 종이 또는 유기물시트(51)가 연소됨으로서 내부에 단열공간층(37)이 형성되고, 상기 단열공간층(37)의 중간에 중간지지층(39)이 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹 히터.