KR100687572B1 - Wire type heating element - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 평면도 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention
도 2는 상기 실시예에 사용된 카본섬유의 사시도 Figure 2 is a perspective view of the carbon fiber used in the embodiment
도 3은 상기 실시예를 측단면도 Figure 3 is a side cross-sectional view of the embodiment
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10. 카본섬유 20. 전극선 10.
30. 발열체 40. 보호층 30.
50. 꼬임 50. Kink
본 발명은 선상발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조공정이 단축되어 코스트가 저하되며, 발열성능도 우수하며, 화재발생우려도 저하되는 새로운 구조의 선상발열체에 관한 것이다.The present invention relates to a linear heating element, and more particularly, to a linear heating element having a new structure in which the manufacturing process is shortened and thus the cost is lowered, the heat generating performance is excellent, and even a fire occurs.
일반적으로 선상발열체는 합성섬유의 표면에 카본분말이 코팅된 카본섬유를 위사로 하고, 카본분말이 코팅되지 않은 합성섬유와 상기 카본섬유에 전류를 공급하기 위한 전극선을 경사로 하여 직조되며, 직조된 직물이 상하면에 수지를 코팅하여 제작된다. 이와 같이 제작된 선상발열체는 카본섬유와 전극선이 교차되어 접촉됨에 따라 카본섬유로 전류가 인가되어 카본섬유가 발열된다. In general, the linear heating element is a woven fabric woven with a carbon fiber coated with carbon powder on the surface of the synthetic fiber, a synthetic fiber not coated with carbon powder, and an inclined electrode wire for supplying electric current to the carbon fiber. It is produced by coating a resin on the upper and lower surfaces. The linear heating element produced as described above is subjected to a current applied to the carbon fiber as the carbon fiber and the electrode wire cross each other, so that the carbon fiber generates heat.
그런데 이와 같이 직조된 선상발열체는 카본섬유와 전극선이 단순히 상하로 교차되어 접촉되는 것이므로 사용 중에 카본섬유와 전극선이 유동되어 이들이 접촉되지 못하고 이격되는 접촉불량이 발생된다. 그리고 이와 같이 카본섬유와 전극선 간에 접촉불량이 생기면 스파크가 발생되어 화재로 이어지기도 한다. By the way, the linear heating element woven in this way is because the carbon fiber and the electrode wire simply crosses up and down to contact the carbon fiber and the electrode wire flows during use, so that they do not come in contact and are separated from each other. In this way, if a poor contact occurs between the carbon fiber and the electrode wire, a spark is generated, which may lead to a fire.
한편, 상기 카본섬유는 합성섬유의 표면에 카본분말을 코팅하여 제조되는데, 카본분말의 코팅시에는 환경적인 면을 고려하여 수성접착제를 사용한다. 즉, 수성접착제에 카본분말을 혼합하여 합성섬유 표면에 카본을 코팅한다. 그런데 합성섬유는 시간이 경과됨에 따라 제조시 첨가된 슬립제나 분산제, 산화방지제 등의 성분이 섬유 표면으로 이동되는 마이그레이션현상이 발생되어, 상기 성분들이 섬유 표면으로 유출되는데, 이들 성분들에 의해 카본분말 코팅시 수성접착제의 접착력이 저하되어 카본분말이 섬유에 잘 부착되지 않는 문제가 발생된다. 따라서 수성잡착제를 사용하여 카본분말을 코팅하는 경우에는 코팅작업 전에 합성섬유를 유기용제로 세척하여 마이그레이션현상에 의해 섬유 표면으로 유출된 성분을 제거한 다음, 카본분말을 코팅하여야 하였다. 그리고 이러한 세척공정으로 인해 면상발연체의 전체적인 제작공정이 복잡해지며, 이로 인해 제품의 원가코스트가 상승된다. On the other hand, the carbon fiber is produced by coating a carbon powder on the surface of the synthetic fiber, when coating the carbon powder using an aqueous adhesive in consideration of the environmental aspects. That is, the carbon powder is mixed with the aqueous adhesive to coat the carbon on the surface of the synthetic fiber. However, synthetic fibers have a migration phenomenon in which components such as a slip agent, a dispersant, and an antioxidant added during manufacture are moved to the fiber surface, and the components are spilled onto the fiber surface, and carbon powder is caused by these components. When coating, the adhesive force of the aqueous adhesive is lowered, which causes a problem that the carbon powder does not adhere well to the fiber. Therefore, in the case of coating the carbon powder using an aqueous adhesive agent, the synthetic fibers were washed with an organic solvent before the coating operation to remove the components spilled onto the fiber surface by migration, and then the carbon powder was coated. In addition, this washing process complicates the overall manufacturing process of the planar smoke, thereby increasing the cost cost of the product.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제조공정이 단축되어 코스트가 저하되며, 전극선과 카본섬유의 접촉불량이 발생되지 않도록 제작되므로 전극선과 카본섬유의 접촉불량으로 인한 화재 발생가능성이 없어서 안전성이 우수한 새로운 구조의 선상발열체를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to reduce the cost by reducing the manufacturing process, it is produced so that the contact failure between the electrode wire and the carbon fiber is not fired due to the poor contact between the electrode wire and the carbon fiber. It is possible to provide a linear heating element of a new structure with excellent safety because there is no possibility of occurrence.
본 발명에 따르면, 표면에 카본코팅층(12)이 형성된 카본섬유(10)를 경사 또는 위사로 하고 상기 카본섬유(10)에 전류를 공급하는 전극선(20)과 카본이 코팅되지 않은 섬유(2)를 위사 또는 경사로 하여 제직된 발열체(30)와, 상기 발열체(30)의 표면에 형성된 보호층(40)을 포함하여 이루어진 선상발열체에 있어서, 상기 카본코팅층(12)은 유성접착제에 의해 카본분말이 코팅되어 이루어진 것을 특징으로 하는 선상발열체가 제공된다. According to the present invention, the
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 전극선(20)은 다른 전극선(20)과 꼬여져서 꼬임(50)을 형성하며, 상기 카본섬유(10)는 상기 꼬임(50)에 삽입된 것을 특징으로 하는 선상발열체가 제공된다. According to another feature of the invention, the
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 보호층(40)에는 난연제와 방염제 중에서 적어도 하나 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 선상발열체가 제공된다. According to another feature of the invention, the
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, described in detail through the preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 카본섬유(10)를 위사로 하고 카본이 코팅되지 않은 섬유(2)와 전극선을 경사(2)로 하여 제직된 발열체(30)의 표면에 보호층(40)이 코팅되어 이루어진 선상발열체이다. The present invention is a linear heating element formed by coating a protective layer (40) on the surface of a woven heating element (30) woven with the carbon fiber (10) as the weft and the fiber (2) without the carbon coating and the electrode wire (2). to be.
상기 카본섬유(10)는 심재인 섬유(11) 표면에 카본코팅층(12)이 형성된 것인데, 상기 카본코팅층(12)은 카본분말이 유성접착제로 코팅된다. 이 유성접착제는 합성수지에 유기용제와 기타 첨가제를 혼합하여 코팅하기 적절한 점도를 가지도록 제작된 것이다. 이러한 유성접착제의 성분 등은 이미 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 바람직하게는 유성접착제는 우레탄, 아크릴, EVA수지가 단독으로 사용되거나 또는 이들이 혼합된 것에 톨루엔, MEK(methyl ethyl ketone), TCE(trichloroethylene) 등을 용제로 혼합하고, 분산제, 대전방지제, 접착보강제 등을 첨가하여 제조된 것이 사용된다. 한편, 상기 카본섬유(10)의 심재를 이루는 섬유는 면이나 마와 같은 천연섬유나 합성섬유 또는 유리섬유와 같은 광물섬유가 사용된다. The
상기 유성접착제는 수성접착제에 비해 젖음성이 우수하므로 일반적으로는 수성접착제에 비해 접착력이 우수하다. 따라서 유성접착제를 사용하여 카본분말을 코팅하면, 섬유표면에 카본분말이 견고하게 접착되므로 발열체의 제작과정에서 카본분말이 탈리되지 않는다. 이와 같이 카본분말이 탈리되지 않으므로 카본섬유(10)의 발열성이 우수하다. 또한, 전술한 바와 같이, 합성섬유는 제조시 첨가된 첨가제가 표면으로 이동되어 유출되는 마이그레이션현상이 발생되는데, 상기 유성접착제는 접착력이 우수하기 때문에 이와 같이 마이그레이션현상이 발생되는 합성섬유를 카본섬유(10)의 심재로 사용하는 경우에도 합성섬유의 표면에 효과적으로 부착된다. 따라서 수성접착제를 사용하는 경우와 같이 카본코팅공정 전에 심재로 사용될 합성섬유를 세척할 필요가 없다. .Since the oil-based adhesive is better in wettability than the water-based adhesive, it is generally superior in adhesive strength to the water-based adhesive. Therefore, when the carbon powder is coated using the oily adhesive, the carbon powder is firmly adhered to the fiber surface, so that the carbon powder is not detached during the production of the heating element. In this way, since the carbon powder is not detached, the heat generating property of the
그리고 상기 발열체(30)는 카본섬유(10)를 위사로 하고 카본이 코팅되지 않은 섬유(2)와 전극선(20)을 경사로 하여 제직된다. 상기 전극선(20)은 카본섬유(10)에 전류를 인가하기 위한 것으로서, 바람직하게는 가늘고 유연하며 신축성이 있는 편조선이 사용된다. 이 전극선(20)은 전원을 공급하는 외부 전원선과 연결된다. The
바람직하게는 상기 전극선(20)은 발열체(30)의 좌우 단부에 경사로 배치되어 제직되는데, 도시된 바와 같이, 경사를 이루는 전극선(20)은 이웃되는 전극선(20) 과 꼬여져서 꼬임(50)을 형성하고 이 꼬임(50)에 카본섬유(10)가 삽입된다. 이와 같이 전극선(10)의 꼬임(50)에 카본섬유(10)가 삽입되면, 카본섬유(10)가 전극선(20)에 잡혀지므로 카본섬유(10)가 전극선(20)에서 이격되지 않을 뿐만 아니라 카본섬유와 전극선(20)의 접촉면적이 넓어지므로 접촉불량이 발생될 우려가 없다. 도 1은 전극선(20)이 이웃되는 전극선(20)과 짝을 이루어 꼬여지는 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서는 전극선(20)은 순차적으로 다른 전극선(20)과 짝을 바꾸면서 꼬임(50)을 형성할 수도 있다. Preferably, the
이러한 발열체(30)의 상하면에는 보호층(40)이 형성되는데, 이 보호층(40)은 합성수지를 코팅하여 이루어진다. 이 보호층(40)은 발열체(30)의 카본섬유(10)와 전극선(20) 및 경사로 사용된 섬유(2)의 표면에만 코팅되고, 발열체(30)의 경사와 위사에 의해 형성되는 망눈에는 코팅되지 않는다. 따라서 이러한 본 발명은 보호층(30)을 코팅한 후에도 망눈이 유지되므로 망눈을 통해 통풍이 이루어지며, 발열체(30)의 시공시 발열체(30)의 망눈에 의해 피 시공면을 형성하는 콘크리트와 같은 건축자재가 발열체(30)를 관통하므로 발열체(30)가 피시공면에 견고하게 부착시공된다. A
바람직하게는 상기 보호층(40)에는 난연제와 방염제가 포함된다. 보호층(40)에 난연제와 방염제가 첨가되면, 발열체(30)에서 화재가 발생되어도 상기 보호층(40)에 의해 화재규모가 커지거나 유독가스가 상대적으로 많이 발생되는 것이 방지되므로 안전성이 우수하다. 보호층(40)에 혼합되는 난연제나 방염제의 함량이 증가될수록 보호층(40)의 난연성은 향상되나 난연제와 방염제의 함량이 증가됨에 따라 난연제와 방염제가 보호층(40)에서 탈리되거나 보호층(40)의 접착력이 저하될 우려와 절연성이 저하될 우려도 있으므로 난연제와 방염제의 혼합량은 적절히 조절된다. Preferably, the
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 카본섬유의 카본코팅층이 유성접착제에 의해 코팅되므로 수성접착제를 사용하는 경우와 달리 카본코팅공정 전에 카본이 코팅될 섬유, 특히 합성섬유를 세척하지 않아도 되므로 제작공정이 단축되어 원가코스트가 저렴하며, 또한, 유성접착제는 수성접착제에 비해 접착력이 우수하므로 종래 수성접착제로 카본이 코팅된 카본섬유에 비해 카본이 견고하게 부착되며, 이에 따라 카본섬유의 발열성도 우수하여 전체적인 발열성능이 우수한 선상발열체가 제공된다. As described above, according to the present invention, since the carbon coating layer of the carbon fiber is coated with an oil-based adhesive, unlike the case of using an aqueous adhesive, the fabrication process is not necessary because the fibers to be coated with carbon, particularly synthetic fibers, are not washed before the carbon coating process. Since the cost cost is shortened and the oily adhesive has better adhesive strength than the aqueous adhesive, the carbon is more firmly attached than the carbon fiber coated with the conventional aqueous adhesive. A linear heating element having excellent exothermic performance is provided.
뿐만 아니라, 전극선(20)이 꼬임(50)을 형성하고 이 꼬임(50)에 카본섬유(10)가 끼워지는 조직형태를 취하므로 제품 사용 중에 카본섬유(10)와 전극선(20)의 접촉형태가 견고하고 또한 접촉면적도 넓게 확보되므로 접촉불량이 발생되지 않으며, 이에 따라 화재발생 우려도 없으므로 안전성이 우수하다. 또한, 발열체(30)에 코팅되는 보호층(40)에 난연제와 방염제가 혼합된 경우에는 발열체(30)에 화재가 발생된 경우에 화재규모가 커지거나 유독가스가 발생되는 것이 억제되므로 안전성도 우수하다. In addition, since the
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