KR100491225B1 - Surface type heater which emits infrared rays - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소섬유사가 씨줄(12)과 날줄(13)로 직조된 탄소섬유사 발열직물(11)과 이를 이용한 원적외선 방사 면상발열체에 관한 것으로, 특히 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)들을 합성수지를 사용하거나 국부융합법으로 고정시킴으로써 그물망 형태의 탄소섬유사 발열직물(11)의 직조와 그 형태 유지가 가능하며, 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13) 사이의 마찰에 의한 스파크 발생을 방지함으로써 전기적 안정성을 이룰 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber yarn heating fabric (11) woven with carbon fiber yarn seed 12 and a blade 13, and to a far-infrared radiation plane heating element using the same, in particular carbon fiber yarn seed 12 and blade (13) It is possible to weave and maintain the shape of the mesh fiber carbon fiber heating fabric 11 by fixing the intersections 14 of the synthetic resin or by a local fusion method, carbon fiber yarn 12 and blade (13) By preventing the spark generated by the friction between the to achieve the electrical stability.
Description
본 발명은 탄소섬유사가 씨줄과 날줄로 직조된 탄소섬유사 발열직물과 이를 이용한 원적외선 방사 면상발열체에 관한 것으로, 특히 탄소섬유사의 씨줄, 날줄이 교차되는 부분을 합성수지나 국부융합법으로 고정시킴으로써 그물망 형태의 탄소섬유사 발열직물의 직조 및 그 형태 유지가 가능하며, 탄소섬유사 씨줄과 날줄 사이의 마찰에 의한 스파크 발생을 방지함으로써 전기적 안정성을 이룰 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber heat generating fabric of carbon fiber yarn woven with a seed line and a razor wire and a far-infrared radiation plane heating element using the same. Weaving and maintaining the shape of the carbon fiber yarn heating fabric of the carbon fiber yarn is to achieve electrical stability by preventing spark generation by friction between the carbon fiber string and the blade.
일반적인 면상발열체는 전기 통전에 의해 발생하는 방사열을 이용하고 있어 온도조절이 용이하고 공기가 오염되지 않아 위생적이며 소음이 없기 때문에 히팅 매트나 히팅 패드, 침대 매트리스, 보온 이불이나 담요, 아파트나 일반주택 등의 주거용 난방장치 등에 폭넓게 이용되고 있다.General planar heating element uses radiant heat generated by electric current, so it is easy to control temperature and is not polluted with air, so it is hygienic and no noise, so heating mat, heating pad, bed mattress, insulation blanket or blanket, apartment or general house It is widely used for residential heating equipment.
또한, 사무실이나 상점 등 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 창고, 막사 등의 산업용 난방장치와 각종 산업용 가열장치, 비닐 하우스와 농산물 건조시스템과 같은 농업용 설비, 도로나 주차장의 눈을 녹이거나 결빙을 방지할 수 있는 각종 동결방지장치를 비롯하여 레저용, 방한용, 가전제품, 거울이나 유리의 김서림 방지장치, 건강보조용, 축산용 등에도 이용되고 있다.It also prevents the melting of snow or freezing of roads and parking lots, such as heating devices in commercial buildings such as offices and shops, industrial heating devices in workshops, warehouses, barracks, and other industrial heating devices, agricultural facilities such as vinyl houses and agricultural product drying systems. In addition to various freeze protection devices that can be used, it is also used for leisure, cold protection, home appliances, anti-fog of mirrors and glass, health supplement, livestock.
상기 면상발열체의 발열원으로는 니크롬, 동니켈 합금과 같은 금속 발열선이 주로 사용되고 있으나, 이와 같은 니크롬 등의 금속 발열선들은 전기가 한 선을 통해 흐르기 때문에 어느 한 부분이라도 끊어지면 전체 발열선에 전기가 통하지 않게 되므로 발열체로서의 기능을 상실하는 문제점이 있다. As a heating source of the planar heating element, metal heating wires such as nichrome and copper nickel alloys are mainly used. However, since the metal heating wires such as nichrome flow through one wire, if any part is broken, electricity does not pass through the entire heating wire. Therefore, there is a problem in losing the function as a heating element.
뿐만 아니라, 위에 열거한 금속 발열선을 이용한 면상발열체는 발열선 부위만 발열되어지는 부분 발열방식이므로, 온도분포가 불균일하게 형성되는 문제점이 있다. In addition, since the planar heating element using the metal heating wires listed above is a partial heating method in which only the heating wire portion is heated, there is a problem that the temperature distribution is unevenly formed.
또한 니크롬 등의 금속들은 원적외선의 방사율이 낮아 대상물체의 가열이 대류에 의해 이루어지기 때문에 복사에 의한 가열에 비해 에너지 효율이 낮으며, 원적외선의 효과를 이용할 수 없다는 문제점이 있다. In addition, metals such as nichrome have a low emissivity of far-infrared rays, so that heating of an object is performed by convection, so that energy efficiency is lower than that of radiation, and the effect of far-infrared rays is not available.
이러한 금속 발열선을 이용하는 종래 면상발열체에서의 문제점을 해결하기 위해, 니크롬 등의 금속발열선을 이용하는 대신에 탄소섬유사로 직조한 탄소섬유사 발열직물을 이용하는 방법이 제안되었다. In order to solve the problem in the conventional planar heating element using the metal heating wire, instead of using a metal heating wire such as nichrome, a method using a carbon fiber yarn woven fabric woven with carbon fiber yarn has been proposed.
탄소섬유사는 원적외선 방사율이 매우 우수하기 때문에 탄소섬유사 발열직물을 이용한 면상발열체에서는 복사에 의한 가열이 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 부가적으로 원적외선의 여러가지 유용한 효과를 이용할 수 있다는 장점이 있다.Since carbon fiber yarn has excellent far-infrared emissivity, the planar heating element using carbon fiber yarn heating fabric can be heated by radiation to improve energy efficiency, and additionally, various useful effects of far infrared ray can be used. .
도 2는 종래기술에 따른 탄소섬유사 발열직물의 사시도로서, 탄소섬유사의 씨줄(22)과 날줄(23)이 다수개씩 서로 규칙적으로 교차되어 직조된 것임을 알 수 있다.Figure 2 is a perspective view of the carbon fiber yarn heating fabric according to the prior art, it can be seen that the string 22 and the blade 23 of the carbon fiber yarn is regularly woven cross each other.
즉, 탄소섬유사는 면사와는 표면이 매우 미끄러우므로 씨줄과 날줄이 교차하는 부분에서 밀림이 발생하기쉽다. 따라서, 기존의 탄소섬유사 발열직물(21)에서는 도 2에 도시된 것과 같이 탄소섬유사 씨줄(22)과 날줄(23)사이에 공간이 없는 형태로 직조해야 했다. In other words, carbon fiber yarns are very slippery from cotton yarns, so they are prone to crushing at the intersections of strings and blades. Therefore, in the existing carbon fiber yarn heating fabric 21, as shown in FIG. 2, we had to weave in a form without a space between the carbon fiber yarn line 22 and the blade line 23.
탄소섬유사 발열직물을 이용한 원적외선 방사 면상발열체를 다양한 난방장치나 가열 시스템에 적용하기 위해서는 용도에 따라 서로 다른 발열특성을 갖는 탄소섬유사 발열직물이 요구되어지는데, 탄소섬유사 발열직물의 단위면적당 발열특성은 단위면적당 탄소섬유사의 양과 탄소섬유사 자체의 저항에 의존한다. In order to apply the far-infrared radiant plane heating element using carbon fiber yarn heating fabric to various heating devices or heating systems, carbon fiber yarn heating fabric having different heat generation characteristics is required according to the use. The properties depend on the amount of carbon fiber yarn per unit area and the resistance of the carbon fiber yarn itself.
그러나, 도 2와 같은 기존의 탄소섬유사 발열직물(21)에서는 탄소섬유사 씨줄(22)과 날줄(23) 사이에 공간이 없는 형태로 직조되어 있기 때문에 단위면적당 탄소섬유사의 양 변화가 불가능하여 다양한 발열특성을 갖는 제품의 제조가 어려웠다. 또한 전기통전시 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13) 사이의 마찰에 의한 스파크 발생으로 전기적 안정성을 이루기 어려운 문제점이 있었다.However, in the existing carbon fiber yarn heating fabric 21 as shown in FIG. 2, since the space is not formed between the carbon fiber yarn line 22 and the blade line 23, it is impossible to change the amount of carbon fiber yarn per unit area. It was difficult to manufacture a product having various exothermic properties. In addition, there was a problem that it is difficult to achieve electrical stability due to the spark generated by the friction between the carbon fiber yarn 12 (12) and the blade (13) at the time of electricity.
본 발명의 목적은 탄소섬유사를 씨줄과 날줄로 구분하여 탄소섬유사 발열직물을 직조할 시에 씨줄과 날줄간의 교차부분들을 합성수지를 사용하거나 국부융합 방법에 의해 고정시킴으로써, 탄소섬유사 발열직물을 그물망 형태로 직조하여 반영구적으로 그 형태를 유지할 수 있도록 하고, 이에 따라 탄소섬유사 씨줄, 날줄간의 마찰로 인한 스파크의 발생을 방지할 수 있게함으로써, 발열성능을 양호하게 유지할 수 있도록 함과 동시에 과거에 고질적 미해결과제로 남아있던 전기적 안전성의 문제까지도 함께 해소할 수 있도록 하는데 있다.An object of the present invention is to separate the carbon fiber yarn by the seed line and the blade, and when weaving the carbon fiber yarn heating fabric, by using the synthetic resin or by local fusion method to intersect the cross section between the line and the yarn, carbon fiber yarn heating fabric By weaving in the form of a net, it is possible to maintain its shape semi-permanently, thereby preventing the occurrence of sparks due to friction between carbon fiber yarns and blades, thereby maintaining good heat generation performance and at the same time. It also aims to solve the electrical safety problem, which remained as an unsolved problem.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다. When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention as follows.
도 1은 본 발명에 따른 탄소섬유사 발열직물의 제 1실시예를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 2실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제 3실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제 4실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 탄소섬유사 발열직물을 이용한 원적외선 방사 면상발열체의 사시도이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of a carbon fiber yarn heating fabric according to the present invention, Figure 3 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a second embodiment of the present invention, Figure 4 is a present invention 5 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a carbon fiber yarn heating material according to the present invention. This is a perspective view of a far-infrared radiating planar heating element using a fabric.
먼저 도 1에 의해 본 발명의 특징을 살펴보면, 탄소섬유사를 씨줄(12)과 날줄(13)로 사용하여 직조한 탄소섬유사 발열직물에 있어서, 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13) 사이의 밀림을 방지하여 그물망 형태로 직조가 가능하며 전기 통전시 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13) 사이에서의 마찰에 의한 스파크 발생을 방지하여 전기적 안정성을 이룰 수 있도록 하기 위하여 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부분(14)들을 합성수지를 사용하거나 국부융합법을 사용하여 고정시킨 그물망 형태의 탄소섬유사 발열직물(11)에 있다. First, referring to the characteristics of the present invention by FIG. 1, in the carbon fiber yarn heating fabric woven by using carbon fiber yarn as the seed line 12 and the blade line 13, the carbon fiber yarn line 12 and the blade line 13 It is possible to weave in the form of a net by preventing the gap between the carbon fiber yarns to achieve electrical stability by preventing the occurrence of sparks due to friction between the carbon fiber yarn 12 (12) and the blade (13) during electricity The intersecting portions 14 of the seed line 12 and the blade line 13 are in a mesh fiber carbon fiber exothermic fabric 11 fixed using synthetic resin or by local fusion.
한편, 종래 기술에서는 도 2에 도시된 바와 같이 씨줄, 날줄간의 교차 직조시에 여러개씩 한묶음으로 직조하고 있었으나, 본 발명에서는 씨줄(12)과 날줄(13)이 한개씩 일정간격을 두고 분리 교차됨으로써 전체적으로는 그물망 형태로 이루어진다. On the other hand, in the prior art, as shown in Figure 2, but when weaving a string several times at the cross weaving between the string, in the present invention, the string 12 and the blade 13 is separated by a predetermined interval by one cross as a whole Is made in the form of a net.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 의한 탄소섬유사 발열직물(11)에서는 폴리아크릴니트로릴(PAN)계의 탄소섬유사를 씨줄(12)과 날줄(13)로 사용하여 그물망 형태의 탄소섬유사 직물을 제직하고 상기 직물의 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)를 실리콘, 폴리우레탄, 폴리벤젠이미다졸과 같은 합성수지 고온접착제를 사용하여 고정시킴으로써 탄소섬유사 사이에 공간 간격이 있는 그물망 형태의 탄소섬유사 발열직물(11)의 직조가 가능하게 된다. That is, in the carbon fiber yarn heating fabric 11 according to the first embodiment of the present invention, carbon fiber of polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber yarn is used as the seed line 12 and the blade line 13. Space between the carbon fiber yarns by weaving the yarn fabric and fixing the cross section 14 of the string 12 and the blade 13 of the fabric using a synthetic resin high temperature adhesive such as silicone, polyurethane, and polybenzeneimidazole. The weaving of the carbon fiber yarn heating fabric 11 in the form of a spaced net is possible.
본 발명의 탄소섬유사 발열직물(11)에서는 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)를 고정시킴으로써 탄소섬유사 사이에 공간 간격이 있는 그물망 형태의 탄소섬유사 발열직물(11)의 직조가 가능하다. Carbon fiber yarn heating fabric 11 of the present invention by fixing the cross portion 14 of the carbon fiber yarn 12 and the blade 13, the carbon fiber yarn heating fabric of the mesh form having a space between the carbon fiber yarn Weaving of (11) is possible.
본 발명의 탄소섬유사 직물(11)에서는 탄소섬유사 사이의 공간 간격을 조절함으로써 단위면적당 탄소섬유사의 양 조절이 매우 용이하기 때문에 다양한 발열특성을 갖는 탄소섬유사 발열직물(11) 및 이를 이용한 원적외선 방사 면상발열체의 제조가 가능하게 된다.In the carbon fiber yarn fabric 11 of the present invention, it is very easy to control the amount of carbon fiber yarn per unit area by controlling the space spacing between the carbon fiber yarns carbon fiber yarn heating fabric 11 and various infrared rays using the same The radiation planar heating element can be manufactured.
도 1에 도시한 본 발명의 실시예에서는 폴리아크릴니트로릴(PAN)계의 탄소섬유사를 씨줄(12)과 날줄(13)로 사용하였으나, 여타 다른 재질의 탄소섬유사를 사용하여 그물망 형태의 탄소섬유사 직물(11)을 제직시에도 본 발명의 적용이 가능하다. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber yarns were used as the seed line 12 and the blade line 13, but the net form using the carbon fiber yarn of other materials The present invention can be applied even when weaving the carbon fiber yarn fabric 11.
도 1에 도시한 본 발명의 실시예에서는 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)를 실리콘, 폴리우레탄, 폴리벤젠이미다졸과 같은 합성수지 고온접착제를 사용하여 고정시켰으나, 폴리우레탄, 에폭시레진, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리스칠렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트 등의 합성수지를 녹인 것을 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)에 바르거나 묻힌 후 굳혀서 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)를 고정시키는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention shown in Figure 1 fixed the intersection portion 14 of the carbon fiber yarn line 12 and the blade 13 using a synthetic resin high temperature adhesive such as silicone, polyurethane, polybenzeneimidazole However, melted synthetic resin such as polyurethane, epoxy resin, polyethylene, polyester, polystyrene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, etc. is formed at the intersection portion 14 of the carbon fiber yarn line 12 and the blade line 13. It is also possible to fix the cross-section 14 of the carbon fiber yarn string 12 and the blade 13 by applying or buried and hardened.
뿐만 아니라, 산소-아세틸렌 토치나 레이저 등을 사용하여 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)를 국부융합시킴으로써 고정시키는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to fix the cross-section 14 of the carbon fiber yarn 12 and the blade 13 by local fusion using an oxygen-acetylene torch or a laser.
도 1에 도시한 본 발명의 실시예에서는 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)만을 고정시켰으나, 탄소섬유사 직물 전체를 액상 합성수지에 함침시키고 가열 건조시킴으로써 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부분(14)을 고정시키는 것도 가능하다. In the embodiment of the present invention shown in Figure 1, but only the intersection portion 14 of the carbon fiber yarn seed 12 and the blade 13 is fixed, the carbon fiber yarn fabric is impregnated with a liquid synthetic resin and dried by heat drying the carbon It is also possible to fix the intersecting portion 14 of the fiber yarn 12 and the blade 13.
이때 상기 액상 합성수지에 열전도성이 우수하거나 원적외선 방사율이 높은 AlN, SiC, 토르마린, 바이오세라믹, 맥반석, 게르마늄 등의 세라믹 분말을 혼합하고 탄소섬유사 직물 전체를 이에 함침시킴으로써 상기 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부(14)의 고정과 더불어 탄소섬유사 발열직물(11)의 열특성과 원적외선 특성을 향상시키는 것도 가능하다. In this case, the carbon fiber yarn seed line 12 by mixing ceramic powders such as AlN, SiC, tourmaline, bioceramic, elvan, germanium and the like with excellent thermal conductivity or high far-infrared emissivity in the liquid synthetic resin, and impregnating the entire carbon fiber fabric. It is also possible to improve the thermal and far-infrared characteristics of the carbon fiber heat generating fabric 11 in addition to the fixing of the cross section 14 of the blade 13 and the blade.
도 1에 도시한 본 발명의 실시예에서는 탄소섬유사의 씨줄(12)과 날줄(13)들이 직선으로 교차하는 그물망 형태의 탄소섬유사 직물(11)을 나타내었으나, 도 3에 도시한 바와 같이 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)들이 서로 대각선으로 교차하는 형태의 탄소섬유사 직물을 비롯하여 어떠한 형태의 그물망 구조를 갖는 탄소섬유사 직물에 대해서도 본 발명의 적용이 가능하다.In the embodiment of the present invention shown in Figure 1 shows a carbon fiber yarn fabric 11 in the form of a net intersecting the line 12 and the blade line 13 of the carbon fiber yarn in a straight line, as shown in Figure 3 It is possible to apply the present invention to a carbon fiber yarn fabric having a mesh structure of any form, including a carbon fiber yarn fabric in which fiber yarn 12 and blades 13 cross diagonally with each other.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 탄소섬유사 발열직물(11)의 종방향이나 횡방향으로 적어도 한 쌍 이상의 전극을 형성하고 있는 것이다. Another feature of the present invention is to form at least one pair of electrodes in the longitudinal or transverse direction of the carbon fiber yarn heating fabric (11).
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 탄소섬유사 발열직물에 전기를 가하기 위해 탄소섬유사 발열직물(41)의 일 방향 양단부에 전극(42)을 구비한 것을 특징으로 한다. 4 is an embodiment of the present invention, characterized in that the electrodes 42 are provided at both ends of one direction of the carbon fiber yarn heating fabric 41 to apply electricity to the carbon fiber yarn heating fabric.
도 4에 도시한 본 발명의 실시예에서와 같이 탄소섬유사 발열직물(41)의 전극(42)으로는 도전성 접착제가 도포된 동 테이프 등의 금속 접착테이프와 은전극 페이스트와 같은 도전 페이스트를 사용하는 것이 가능하다. As in the embodiment of the present invention shown in Fig. 4, as the electrode 42 of the carbon fiber yarn heating fabric 41, a metal adhesive tape such as copper tape coated with a conductive adhesive and a conductive paste such as silver electrode paste are used. It is possible to do
그러나, 도전성 접착제가 도포된 동 테이프를 전극(42)으로 구비한 탄소섬유사 발열직물(41)로 제작한 면상발열체는 그 사용온도가 동 테이프의 도전성 접착제에 의해 제약을 받을 수 있다. However, the planar heating element made of the carbon fiber yarn heating fabric 41 having the copper tape coated with the conductive adhesive as the electrode 42 can be restricted by the conductive adhesive of the copper tape.
즉, 면상발열체의 온도를 동 테이프의 도전성 접착제의 녹는 점 이상으로 올리면 동 테이프가 탄소섬유사 발열직물(41)에서 분리되어 더 이상 전극(42)의 역할을 수행하지 못할 것이므로 면상발열체가 발열되지 않을 수 있다. That is, if the temperature of the planar heating element is raised above the melting point of the conductive adhesive of the copper tape, the tape will be separated from the carbon fiber yarn heating fabric 41, and thus the planar heating element will not generate heat. You may not.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 탄소섬유사 발열직물(51)의 일 방향 양단부에 구비되는 전극은 탄소섬유사 직물을 덧대고 탄소섬유사로 누비거나 발열직물보다 탄소섬유사를 더욱 촘촘히 직조하여 제작한 탄소섬유사 직물 또는 탄소섬유사 자체에 의한 탄소섬유사 전극(52)으로 구성될 수 있다. 5 is another embodiment of the present invention, the electrodes provided at both ends of the carbon fiber yarn heating fabric 51 in one direction is padded with a carbon fiber yarn fabric and woven with carbon fiber yarn or carbon fiber yarn more closely than the heating fabric It can be composed of a carbon fiber yarn electrode 52 made of a woven carbon fiber yarn fabric or carbon fiber yarn itself.
탄소섬유사 직물의 전기저항은 탄소섬유사의 양이 많아질수록 감소한다. 따라서, 도 5에 도시한 본 발명의 실시예에서와 같이 탄소섬유사 전극(52) 부위는 다른 탄소섬유사 직물 부위에 비해 탄소섬유사가 다량으로 존재하기 때문에 저항이 낮아지게 되어 전극의 역할을 수행하게 된다. The electrical resistance of the carbon fiber yarn fabric decreases as the amount of carbon fiber yarn increases. Therefore, as shown in the embodiment of the present invention shown in Figure 5, the carbon fiber yarn electrode 52, the resistance is lowered because the carbon fiber yarn is present in a large amount compared to the other carbon fiber yarn fabric portion to serve as an electrode Done.
도 5에 도시한 것과 같은 탄소섬유사 전극(52)을 사용시에는 동 테이프 등의 금속테이프를 전극(42)으로 구비한 경우(도 4)에 비해 고온에서 사용할 수 있는 장점이 있다. When the carbon fiber yarn electrode 52 as shown in FIG. 5 is used, there is an advantage that it can be used at a high temperature as compared with the case where the metal tape such as copper tape is provided as the electrode 42 (FIG. 4).
또한 동 테이프와 같은 금속테이프에 비해 탄소섬유사 전극(52)이 훨씬 유연하며 탄성이 우수하기 때문에 접을 때 꺽이지 않고, 다시 펼쳐주면 원 상태로의 복원이 가능하다는 장점이 있다. In addition, since the carbon fiber yarn electrode 52 is much more flexible and excellent in elasticity than metal tapes such as copper tapes, the carbon fiber yarn electrode 52 can be restored to its original state without being folded when folded and unfolded again.
따라서 탄소섬유사 전극(52)을 구비한 탄소섬유사 발열직물(51)로 제조한 원적외선 면상발열체를 적용한 제품은 굽히거나 접는 것이 가능하며, 또한 방수와 구김방지가 가능하여 기계 세탁이 가능하다는 커다란 장점이 있다. Therefore, the product applied with the far-infrared planar heating element made of the carbon fiber yarn heating fabric 51 having the carbon fiber yarn electrode 52 can be bent or folded, and also it can be waterproof and wrinkle-resistant, and machine washing is possible. There is an advantage.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 6에서와 같이 탄소섬유사 발열직물(41)의 상부 또는/및 하부에는 적어도 한 층 이상의 고분자 절연부재(62)를 라미네이팅함으로써 원적외선 방사 면상발열체를 구성할 수도 있다.As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, by forming at least one or more layers of the polymer insulating member 62 on the upper or / and the lower portion of the carbon fiber heat generating fabric 41, a far-infrared radiating planar heating element may be formed. have.
도 6과 도 7에 도시한 본 발명의 실시예에서는 탄소섬유사 발열직물(41)의 윗면과 밑면에 각기 한 층의 고분자 절연부재(62)가 구비되어져 있으나, 용도에 따라서는 서로 다른 재질의 고분자 절연부재들을 두 개 이상 적층하여 라미네이팅할 수도 있다.In the embodiment of the present invention shown in Figure 6 and 7 is provided with a polymer insulating member 62 of one layer on the top and bottom of the carbon fiber yarn heating fabric 41, respectively, depending on the purpose of Two or more polymer insulating members may be laminated and laminated.
상기 면상발열체의 고분자 절연부재(62)로는 폴리우레탄, 에폭시, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리스칠렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 아크릴, ABS, 셀루로우즈, 불화탄소, 고무, 폴리염화비닐 (PVC), 폴리비닐플루오라이드, 에폭시 수지함침 유리직물 등을 사용할 수 있다. The polymer insulating member 62 of the planar heating element is polyurethane, epoxy, polyethylene, polyester, polystyrene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polyester, acrylic, ABS, cellulose, carbon fluoride, rubber, poly Vinyl chloride (PVC), polyvinyl fluoride, epoxy resin impregnated glass fabric, and the like can be used.
이때 상기 면상발열체의 윗면과 밑면에 적층하는 고분자 절연부재(62)로서 열전도성이 우수하거나 원적외선 방사율이 높은 AlN, SiC, 토르말린, 바이오세라믹, 맥반석, 게르마늄 등의 세라믹 분말을 합성수지와 혼합하여 제작한 고분자 절연부재의 사용도 가능하다. At this time, the polymer insulating member 62 laminated on the top and bottom surfaces of the planar heating element is made by mixing ceramic powders such as AlN, SiC, tourmaline, bioceramic, elvan, germanium with excellent thermal conductivity or high far-infrared emissivity. The use of a polymer insulating member is also possible.
도 6과 도 7에 도시한 본 발명의 실시예에서 탄소섬유사 발열직물(41)을 이용한 원적외선 방사 면상발열체는 아래와 같은 방법으로 제작하였다. In the embodiment of the present invention shown in Figure 6 and Figure 7 the far-infrared radiation plane heating element using the carbon fiber yarn heating fabric 41 was produced by the following method.
하부 고분자 절연부재(62)로서 0.1∼5.0 mm 두께의 에폭시 판을 사용하였으며, 그 위에 전극(42)으로 동 테이프나 탄소섬유사 전극(52)을 배치한 탄소섬유사 발열직물(41)을 놓고, 상기 탄소섬유사 직물(41) 위에 상부 고분자 절연부재(62)로서 0.1∼5.0 mm 두께의 에폭시 판을 위치시킨 후, 150∼300℃의 온도범위에서 열압프레스 작업을 하여 하부 고분자 절연부재(62)인 에폭시, 탄소섬유사 발열직물(41)과 이에 배치된 전극(42) 및 상부 고분자 절연부재(62)인 에폭시가 라미네이팅된 면상발열체를 제작하였다. An epoxy plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm was used as the lower polymer insulating member 62, and a carbon fiber heat generating fabric 41 in which copper tape or carbon fiber yarn electrode 52 was disposed as an electrode 42 was placed thereon. After placing the epoxy plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm as the upper polymer insulating member 62 on the carbon fiber yarn fabric 41, the lower polymer insulating member 62 by hot pressing operation in a temperature range of 150 ~ 300 ℃. ) And a planar heating element laminated with an epoxy, carbon fiber yarn heating fabric 41, an electrode 42 disposed thereon, and an epoxy, an upper polymer insulating member 62.
또한 하부 고분자 절연부재(62)로서 0.1∼5.0 mm 두께의 우레탄 판을 사용하여 그 위에 전극(42)으로 동 테이프나 탄소섬유사 전극(52)을 배치한 탄소섬유사 발열직물(41)을 위치시키고, 상기 탄소섬유사 발열직물(41) 위에 상부 고분자 절연부재(62)로서 0.1∼5.0 mm 두께의 우레탄 판을 위치시킨 후, 150∼300℃의 온도범위에서 열압롤러 작업을 하여 하부 고분자 절연부재(62)인 우레탄, 탄소섬유사 직물(41)과 이에 배치된 전극(42) 및 상부 고분자 절연부재(62)인 우레탄을 라미네이팅하여 면상발열체를 제작하였다.Also, a carbon fiber yarn heating fabric 41 in which copper tape or carbon fiber yarn electrode 52 is disposed on the electrode 42 using a urethane plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm as the lower polymer insulating member 62 is placed thereon. And placing a urethane plate having a thickness of 0.1 to 5.0 mm as the upper polymer insulating member 62 on the carbon fiber yarn heating fabric 41, and then performing a hot-rolling roller at a temperature range of 150 to 300 ° C. (62) urethane, carbon fiber yarn fabric 41 and the electrode 42 disposed thereon and the urethane as the upper polymer insulating member 62 was laminated to produce a planar heating element.
이와 같이 열압프레스 작업으로 제조한 에폭시/전극/탄소섬유사 발열직물/에폭시 구조의 면상발열체와 열압롤러 작업으로 제조한 우레탄/전극/탄소섬유사 발열직물/우레탄 구조의 면상발열체는 모두 전기를 통전시 5∼20 μm 파장 범위의 원적외선 방사율이 94% 이상인 매우 우수한 원적외선 방사특성을 나타내었다. As such, the planar heating element of epoxy / electrode / carbon fiber yarn exothermic fabric / epoxy structure manufactured by the hot press work and the planar heating element of urethane / electrode / carbon fiber yarn exothermic fabric / urethane structure manufactured by the thermopress roller work are both energized. The far-infrared emissivity in the wavelength range of 5-20 μm was over 94%.
본 발명에서는 도 6과 도 7에 도시한 것과 같이 양단에 전극(42)을 구비한 탄소섬유사 발열직물(41)의 상부와 하부에 고분자 절연부재(62)를 라미네이팅한 면상발열체의 실시예를 나타내었다. In the present invention, as shown in Fig. 6 and 7, an embodiment of the planar heating element laminated the polymer insulating member 62 on the upper and lower portion of the carbon fiber yarn heating fabric 41 having the electrode 42 at both ends Indicated.
그러나, 필요에 따라서는 상기 고분자 절연부재(62)의 라미네이팅 없이 도 4와 도 5에 도시한 것과 같이 양단에 전극(42, 52)을 구비한 탄소섬유사 발열직물(41, 51) 자체를 원적외선 방사 면상발열체로 사용하는 것도 물론 가능하다. However, if necessary, without the lamination of the polymer insulating member 62, as shown in Figs. 4 and 5, the carbon fiber heat generating fabrics 41 and 51 themselves having the electrodes 42 and 52 at both ends are far-infrared. It is also possible to use it as a radiating plane heating element.
이러한 본 발명은 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13)의 교차부분(14)을 고정시킴으로써 탄소섬유사 사이에 공간 간격이 있는 그물망 형태의 다양한 탄소섬유사 발열직물(11)의 직조와 그 형태 유지가 가능하게 되어, 다양한 발열특성을 갖는 원적외선 방사 면상발열체의 제조가 가능하며 또한 탄소섬유사 씨줄(12)과 날줄(13) 사이에서의 마찰에 의한 스파크 발생을 방지함으로써 전기적 안정성을 이룰 수 있다. The present invention is the weaving of various carbon fiber yarn heating fabric 11 in the form of a mesh with a space gap between the carbon fiber yarn by fixing the cross section 14 of the carbon fiber yarn seed line 12 and the blade 13 It is possible to maintain the shape, it is possible to manufacture a far-infrared radiation plane heating element having a variety of heat-generating properties and to achieve electrical stability by preventing the spark generated by friction between the carbon fiber yarn 12 and the blade 13 have.
도 1은 본 발명에 따른 탄소섬유사 발열직물의 제 1실시예를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a first embodiment of the carbon fiber yarn heating fabric according to the present invention,
도 2는 종래기술에 따른 탄소섬유사 발열직물의 사시도,Figure 2 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric according to the prior art,
도 3은 본 발명의 제 2실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도, Figure 3 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a second embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 제 3실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도, Figure 4 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a third embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 제 4실시예를 도시한 탄소섬유사 발열직물의 사시도,5 is a perspective view of a carbon fiber yarn heating fabric showing a fourth embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 탄소섬유사 발열직물을 이용한 원적외선 방사 면상발 열체의 사시도.Figure 6 is a perspective view of a far-infrared radiation surface heating element using a carbon fiber yarn heating fabric according to the present invention.
도 7은 도 6의 A-A선에서 절단한 상태를 조시한 단면도. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state cut along the line A-A of FIG. 6. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
11, 41, 51 : 탄소섬유사 발열직물 12 : 씨줄 11, 41, 51: carbon fiber yarn heating fabric 12: seed line
13 : 날줄 14 : 교차부13: string 14: intersection
42 : 전극 52 : 탄소섬유사 전극 42 electrode 52 carbon fiber yarn electrode
62 : 고분자 절연부재 62: polymer insulation member
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2003
- 2003-01-09 KR KR10-2003-0001323A patent/KR100491225B1/en not_active IP Right Cessation
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