KR100731967B1

KR100731967B1 - 발열체

Info

Publication number: KR100731967B1
Application number: KR1020027000881A
Authority: KR
Inventors: 도시키 쿠스야마; 테츠로 토조; 미네히로 카미야마; 마사키 이즈미야; 히로시 하야카와; 히데키 이노모토; 테루히사 콘도
Original assignee: 토요 탄소 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2007-06-25
Also published as: WO2001008450A1; KR20020064276A; EP1209950A4; EP1209950A1; US20050109765A1

Abstract

기계강도 및 가요성이 우수하면서도, 발열체로서 요구되는 전기특성도 충분히 갖는 팽창 흑연시트를 이용한 발열체, 그 중에서도 운송차량 좌석용 발열체로서 이용할 수 있는 발열체를 제공하는 것을 목적으로 하고, 그 목적은 팽창 흑연시트의 적어도 일표면에 전기 절연성 보강재를 형성함으로써 달성된다.

운송차량 좌석용, 발열체

Description

발열체{HEATING ELEMENT}

본 발명은 발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 운송차량용 히터로서 극히 우수한 팽창 흑연시트로 이루어진 발열체에 관한 것이다.

종래, 팽창 흑연시트를 발열체로서 사용할 수 있었던 것, 특히 면형상 히터로서 사용할 수 있었던 것은 알려져 있다. 그러나 이 팽창 흑연시트는, 강도나 가요성이 반드시 크지 않다고 하는 어려운 점이 있고, 발열체로서 사용하는 경우에 해결해야만 하는 한 가지의 문제점으로 되어 있다. 특히 이러한 강도나 가요성이 크게 요구되는 운송차량용 그 중에서도 운송차량좌석용 히터로서 팽창 흑연시트를 사용하는 경우는, 큰 문제가 되고 있다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 상기 종래의 문제점을 해소하려는 것이고, 보다 상세하게는 강도 및 가요성이 우수한 팽창 흑연시트로 된 발열체, 그 중에서도 운송차량좌석용 히터로서 사용 가능한 팽창 흑연시트로 된 발열체를 개발하는 것이다.

이 과제는, 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에 전기절연성 보강재를 형성한 것을 발열체로서 사용하는 것, 특히 그물망 형상의 전기절연성 보강재를, 특히 바람직하게는 합성수지의 필름으로 가공된, 혹은 천연섬유 또는 합성섬유로 직조된 그물망 형상의 전기절연성 보강재를 사용함으로써 해결된다.

본 발명의 발열체는 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에 전기 절연층을 형성하고 전기절연성을 부여하는 것 뿐만 아니라, 강도 및 가요성을 개선하려고 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 발열체는 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에 전기절연성 보강재가 형성된 것을 기본으로 한다.

이와 같이, 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에 전기절연성 보강재가 형성되어 있기 때문에 전기절연성을 갖고 발열체로서 그 자체로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발열체(이하 히터라고 하는 경우도 있다)로서 필요한 기계적 강도 및 가요성을 구비하는 것이 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 전기절연성을 갖는 보강재로서 특히 그물망 형상의 전기절연성 보강재를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 합성수지인 필름으로 가공된 그물망 형상의 보강재, 천연섬유나 합성섬유로 직조된 그물망 형상의 보강재를 사용하는 것이 강도 및 가요성 향상의 부분에서 극히 바람직하다.

한편, 팽창 흑연시트로서는 기계적 강도특성 및 전기특성을 겸비한 시트를 사용하는 것이 바람직하다.

이 강도 및 가요성이 뛰어난 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에, 전기절연성 보강재를 형성함으로써, 이들 양자의 상승작용에 의해, 극히 우수한 강도 및 가요성이 부여되고 큰 강도 및 가요성이 요구되는 운송차량, 예를 들면 전철, 자동차, 선박, 비행기 등의 좌석용 히터, 특히 자동차 좌석용 히터로서 최적이 된다.

본 발명의 발열체의 대표적인 기본형은 도 1에 나타낸 바와 같이, 팽창 흑연시트(1)의 한쪽 표면에 전기절연성 보강재(2)가 형성된 것이다. 팽창 흑연시트(1)의 두께는 통상 0.1㎜이상, 바람직하게는 0.15∼0.30㎜정도이고, 밀도는 1.20∼1.30ｇ/㎤정도이다. 이 위에 형성된 보강재(2)의 두께는 10∼50㎛, 바람직하게는 20∼30㎛정도이다.

본 발명의 발열체는 인장 강도가 100kgf/㎠이상, 바람직하게는 130∼200kgf/㎠ 및 파단시의 연신률이 5.0％이상, 바람직하게는 8∼12％(어느 것이나 인장 속도는 50㎜/min일 때)이다. 또 상기와 같은 팽창 흑연시트(1)의 한쪽 표면에만 전기절연성 보강재(2)가 형성된 경우, 표면(보강재가 형성되어 있지 않은 면)의 저항은 1.0∼200Ω, 바람직하게는 1.5∼50Ω, 표면(보강재가 형성된 면)의 저항은 1.0×10⁵Ω이상, 바람직하게는 1.0×10⁶Ω이상이다.

인장 강도 및 특성은, 이 히터를 운송차량용, 특히 운송차량좌석용 히터로서 사용할 때 극히 좋은 특성이며, 또 표면저항이나 이면저항에 대해서는 전압과 전류와 제한, 좌석 사이즈의 관계 때문에 상기 특정 범위의 것이 바람직하다. 더구나 본 발명의 히터는 상기 좌석용 히터뿐 아니라 그 밖의 예를 들면 바닥난방, 벽 난방, 핫 카펫 등에도 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서는 팽창 흑연시트로서 다음의 특성을 갖는 것이 가장 바람직하다.

인장 강도: 50kgf/㎠ 이상(인장 속도 50㎜/min일 때)

파단시의 연신률: 1.5∼5.0％(인장 속도 50㎜/min일 때)

전기저항률: 4000∼200,000μΩ㎝

이 시트는 예를 들면 다음과 같은 방법으로 제조된다.

(A) 평균으로 50배 이상 팽창한 팽창 흑연을 0.02∼2.0ｇ/㎤ 의 숭밀도(崇密度)가 되도록 압축하여, 이것을 분쇄한 팽창 흑연입자 70∼90중량％,

(B) 아라미드 섬유를 미소 섬유화하고, 그 비표면적을 3.0㎡/ｇ이상으로 한 아라미드 펄프 3∼15중량％, 바람직하게는 5∼10중량％,

(C) 결합제로서의 고무라텍스, 3∼10중량％, 바람직하게는 5∼9중량％, 및

(D) 무기질섬유 또는(및) 도전성 충전제, 0∼10중량％, 바람직하게는 3∼6중량％를 물에 현탁시켜서 초조(抄造)용 슬러리를 만들고, 이 슬러리를 습식 초조해서 시트화시켜 제조한다.

본 발명에서 사용하는 팽창 흑연으로서는 50배 이상으로 팽창하는 것을 사용한다. 따라서 50배 이상으로 팽창한 팽창 흑연입자만을 사용해도 좋고, 50배 이상의 팽창 흑연과 혼합해서 전체적으로 50배 이상이 되도록 해서 사용해도 좋다. 그러나 평균해서 50배 미만에서는 목적물 시트의 가요성이 저하한다.

이 팽창 흑연은 0.02∼2.0ｇ/㎤, 바람직하게는 0.02∼1.6ｇ/㎤, 보다 바람직하게는 0.05∼1.0ｇ/㎤의 숭밀도가 되도록 압축한다.

본 발명에 있어서, 압축한 팽창 흑연은 이어서 분쇄된다. 분쇄는 습식 및 건식 어느 것이나 채용할 수 있다. 습식법의 경우는 압축 팽창 흑연을 미리 물과 혼합한 상태에서 분쇄하고, 얻어진 분쇄물은 물과 분리하지 않고, 그대로 다음의 슬 러리 조제에 사용한다. 분쇄물의 크기는 통상 50메시의 마디를 통과하는 것, 바람직하게는 60∼100메시의 마디를 통과하는 것이다.

다음으로 아라미드 펄프에 대해서 설명하지만, 이 아라미드 펄프도 종래 공지된 것 예를 들면 특개평4-240295호 공보에 기재된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 결합제로서 고무라텍스를 사용한다. 이 고무라텍스는 특히 유연성이 풍부하기 때문에 시트를 얇게 해서 기계적 강도를 높이는 목적에는 적절한 결합제이다. 구체적으로는 SBR, NBR, 아크릴 고무 등의 라텍스를 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 무기질섬유 또는 도전성충전제를 사용한다.

무기질섬유로는, 도전성섬유와 비도전성섬유가 포함된다. 이러한 무기질섬유로는 각종 섬유를 사용할 수 있고, 예를 들면 석면섬유, 유리섬유, 세라믹섬유, 광재선, 석영섬유, 고(高)실리카섬유, 규산 알루미나섬유, 알루미나섬유, 지르코니아섬유, 질화붕소섬유, 티탄산 알카리섬유, 붕소섬유, 탄소섬유, 금속섬유, 세피오라이트 등을 예시할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 도전성 충전제는 단독으로도 사용할 수 있고, 또 무기질섬유와 병용해도 좋다. 이 충전제로서는, 예를 들면 카본 블랙을 시작으로, 무정형의 금속가루 입자 등을 예로 들 수 있다. 특히 카본 블랙이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 추가로 필요에 의해, 섬유류의 분산을 좋게 하기 위해서 분산제를 사용해도 좋다.

초조용 슬러리를 초조하는데 있어서는 통상의 습식초조법이 채택되고, 습식 초조법 자체의 조건이나 장치는 종래의 것이 대개 그대로 적당히 채택된다.

본 발명에 있어서는 전기절연성 보강재로서 특히 그물망 형상인 것이 강도 및 가요성 향상 부분에서 바람직하다. 이 때 그물망 형상으로서의 형상은 망상인 한, 그 망의 넓이나 망을 형성하는 선(線)형상체의 굵기 등은 한정되지 않는다. 구체적으로는 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 합성수지의 필름으로 가공된 그물망 형상의 시트나 면직물 등의 천연섬유나 합성섬유를 직조한 것, 예를 들면 한랭사가 있고 그 밖에 유리섬유 등도 사용할 수 있다.

또 본 발명에 있어서는 그물망 형상의 보강재로서 특히 폴리비닐 알코올제, 및 면직물제 그물망 형상의 보강재가 바람직하다. 이하에 대표적인 그물망 형상의 보강재에 대해서 설명한다.

폴리비닐 알코올(이하 PVA라고 한다)제의 그물망 형상 보강재는, 대표적인 예로서 PVA의 연신 필름의 슬릿제품을 종횡으로 조합한 것으로 시판되고 있고, 개구부가 적고 전기절연성이 풍부한 것이 있다. 또 면직물제의 그물망 형상 보강재로서는 면직물의 한랭사를 예시할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 있어서는 각종 그물망 형상의 보강재를 사용할 수 있지만, 그 대표적인 보강재의 특성을 나타내면 아래와 같다.

보강재의 종류	면적중량 (g/m²)	파단하중 (kgf/25㎜폭)	연신률 (%)
PVA제 망형상 보강재	17	3.1	14.9
면직물의 한랭사	25	4.0	18.1
비닐론의 한랭사	32	6.8	13.0

PVA제 그물망 형상의 보강재의 큰 특징의 하나로서, 이 그물망 형상의 보강 재는 전혀 접착제를 사용하는 일없이 팽창 흑연시트의 표면에 견고하게 일체화해서 형성하는 것이 가능한 것이다. 이 대표적인 형성방법은 아래와 같다.

팽창 흑연 및 그 박에 필요한 성분을 함유하는 원료 슬러리를 긴망을 이용해서 초조하고, 이것을 프레스 롤 사이를 통과시켜 팽창 흑연시트로 하고 계속 PVA제 그물망 형상의 보강재를 이 팽창 흑연시트 위에, 예를 들면 통형상의 드라이어를 이용해서 펠트로 압착시켜 건조한다. 드라이어의 입구에 PVA제 그물망 형상의 보강재를 삽입하면 팽창 흑연시트에서 발생하는 뜨거운 물로, PVA제 그물망 형상의 보강재의 표면이 녹아 액체가 되어 팽창 흑연시트에 접착해서 일체로 된다.

드라이어의 온도는 100∼120℃로, 수분의 건조와 함께 PVA제 그물망 형상의 보강재의 접착을 동시에 행할 수 있다. 이 방법을 도시하면 도 2와 같다.

또한 도 2에서 11은 긴망식 초조장치, 12는 프레스 롤, 13은 서양식 드라이어이고, 14는 팽창 흑연시트, 15는 PVA제 그물망 형상의 보강재, 16은 펠트이다. 긴망식 초조장치(11)에서 초조된 초조품은 프레스 롤(12)사이를 통과하여, 팽창 흑연시트(14)가 되고, 서양식 드라이어(13)로 이송된다. 이 때 PVA제 그물망 형상의 보강재(15)가 공급되고, 펠트(16)에 의해 팽창 흑연시트(14)와 함께 서양식 드라이어(13)의 주위로 이동해서 일체화된다.

또, 면직물제 혹은 비닐론제 그물망 형상의 보강재를 팽창 흑연시트의 표면에 형성하는 방법은 아래와 같다.

팽창 흑연을 함유하는 원료 슬러리를 긴망을 이용하여 초조하고, 이것을 프레스 롤 사이에 통과시켜 팽창 흑연시트로 하고, 다음에 통상의 접착제(예를 들면 PVA풀)를 도포한 면직물제 그물망 형상의 보강재 또는 비닐론제 그물망 형상의 보강재를, 이 팽창 흑연시트를 따르면서 압착해 건조한다. 이와 같이 면직물제 그물망 형상의 보강재 혹은 비닐론제 그물망 형상의 보강재를 사용할 때의 방법도 도2의 방법으로 행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 발열체의 제조방법으로서는 상기의 방법 이외에도 다음의 방법으로 행할 수 있다. 즉, 히터 형상으로 가공된 틀을 이용한 가열압축 프레스 성형방법이 있다. 상기 (A)∼(D)의 성분을 혼합한 원료를 틀에 넣고, 열을 가해 일체 성형한다. 이 틀에 히터의 슬릿 형상의 칼집을 넣어 두면, 후에 가공하는 일없이 슬릿 형상의 칼집을 넣은 히터를 얻을 수 있다. 또 틀의 밑면에 전기절연성 보강재를 미리 깔아 두면, 나중에 별도로 접착공정을 하는 일없이 일체화할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 제조방법은 특히 상기의 각 방법에 한정되지 않는다.

본 발명에서 전기절연성 보강재는 팽창 흑연시트의 어느 한쪽 표면에 형성되는 것이 통상이지만, 경우에 따라서는 앞과 뒤의 양면에 형성하여도 좋다.

본 발명에서는 이미 서술한 바와 같이, 특히 상기의 팽창 흑연시트를 이용해서, 또한 합성수지의 필름에서 가공한 보강재, 예를 들면 PVA제의 그물망 형상의 보강재를 경제적으로 시트의 표면에 형성하거나, 천연섬유나 합성섬유의 직포, 예를 들면 면직물제 직포를 접착시킴으로써, 양자의 상승작용에 따라, 운송차량좌석용 히터, 특히 큰 강도가 요구되는 자동차좌석용 히터로서 최적의 것이 된다.

본 발명의 발열체를 사용하는데 있어서는 그 단부에 전원 커넥터용 단자를 설치할 필요가 있다. 단자로서는 그 형성수단은 한정되어 있지 않지만, 예를 들면 다음과 같은 수단을 바람직한 수단으로 예시할 수 있다.

도전재료로서의 각종 금속, 예를 들면 스테인레스(대표적 예 SUS-303)의 박판을, 도 3과 같이 일부 그물눈을 세워서 후크 메탈로 하고, 이것을 도 4에 나타낸 바와 같이, 발열체시트에 프레스나 롤을 이용하여 압축해서 일체화한다. 또한 도 3에서 (3)은 스테인레스 박판, (4)는 그물눈을 세운 부분(후크 메탈 부분), (5)는 본 발명 발열체시트, (6)은 그물눈을 세우지 않은 스테인레스 박판의 부분을 나타낸다. 단, (1) 및 (2)는 도 1과 같은 것을 나타낸다.

본 발명의 발열체에는 그 일부에 또는 전체에 걸쳐 슬릿 형상의 칼집을 만들 수 있다. 이와 같이 본 발명의 발열체에서는 슬릿 형상의 칼집 가공에 따라 저항을 증가시킬 수 있고, 발열량을 조정할 수 있기 때문에 슬릿 형상의 칼집을 내는 것이 실용상 바람직하다.

슬릿 형상의 칼집을 만드는 방법으로서 그 대표적인 방법은, 팽창 흑연시트에 그물망 형상의 보강재를 붙인 후에 칼집 가공하는 방법과, 팽창 흑연시트에 칼집 가공한 후 전체에 그물망 형상의 보강재를 형성하는 방법이 있다.

또 본 발명에서는 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 쥐어 짠 형상(19)으로서 발열체를 사용할 때, 도 7의 (20)으로 나타낸 쥐어 짠 부분(움푹 패인 부분)에는, 전류가 집중해서 이 부분만이 다른 부분과 비교해 발열량이 많아지고 균일한 온도로 유지되기가 어렵다.

이와 같은 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 발열체에 균일하게 작은 구멍(21)을 형성함으로써, 이 쥐어 짠 부분(20)의 불균일한 발열량을 균일하게 하 는 것이 가능하다. 이 때의 작은 구멍(21)의 크기나 수량은 쥐어 짠 부분의 크기나 전류량에 따라 적당히 결정한다.

본 발명의 발열체는 각종의 전기적인 성질을 만족하고, 또한 발열체로서 요구되는 강도를 갖는 것이며 특히 위에 기술한 팽창 흑연시트와 합성수지의 필름으로부터 가공한 보강재나, 천연섬유 혹은 합성섬유의 직포로 보강한 발열체는 극히 우수한 강도를 갖고 있다.

도 1은 본 발명의 발열체의 대표적인 일예를 나타내는 단면도이다.

도 2는 팽창 흑연시트 상에 그물망 형상의 보강재를 일체적으로 형성하는 방법을 나타내는 설명도이다.

도 3은 전원 커넥터의 단자접속을 위해 사용되는 금속 박판의 그물눈을 세운 상태를 나타내는 설명도이다.

도 4는 본 발명 발열체시트에 전원 커넥터용 단자를 설치한 경우의 일예를 나타낸 설명도이다.

도 5는 발열체의 승온시험 측정 때에 사용한 슬릿 가공이 없는 발열체의 일예를 나타내는 도면이다.

도 6은 제 5도와 동일한 시험에서 사용한 슬릿 가공이 있는 발열체의 다른 일예를 나타낸 도면이다.

도 7은 발열체를 쥐어 짠 형상으로 사용한 경우의 개략 설명도이다.

도 8은 본 발명의 쥐어 짠 형상의 발열체를 나타내는 개략설명도이다.

산업상의 이용분야

본 발명은 발열체에 관해서, 보다 상세하게는, 팽창 흑연시트를 이용한 발열체에 관한 것이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 실시예

이하에 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

먼저, 팽창 흑연시트를 표 1에 나타낸 소정의 원료의 배합성분 및 조성으로 아래의 방법으로 제조했다.

즉, 평균으로서 200배로 팽창한 팽창 흑연을 약 0.8ｇ/㎤의 숭비중이 되도록 압축해서 이것을 분쇄한 팽창 흑연입자, 아라미드 섬유를 미소 섬유화하고 그 비표면적을 약 14㎡/ｇ으로 만든 아라미드 펄프, 결합제로서의 고무라텍스 및 시트의 전기저항을 조정하기 위한 탄소섬유를 균일하게 분산시키고, 소량의 정착제를 가해 물에 현탁시켜 초조용 슬러리를 만들고, 이 슬러리를 습식 초조했다.

원료	배합비율(중량)	비고
팽창흑연	80%	숭(嵩)밀도 0.8g/㎤
아라미드펄프	7%	비표면적14㎡/g
탄소섬유	4%	피치계 탄소섬유
고무라텍스	9%	아크릴 고무계 라텍스
정착제	소량	라텍스의 정착에 사용
계	100%

얻어진 팽창 흑연시트의 특성을 측정했다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.

	단 위	팽창 흑연시트
두께	㎚	0.24
밀도	ｇ/㎤	1.20
인장강도	kgf/㎠	80
파단시의 연신률	％	3.5
파열강도	kgf/㎠	1.16
표면저항	Ω	1.5
전기저항률	μΩ·㎝	8000∼10000

이렇게 제조된 팽창 흑연시트의 한쪽 표면에 PVA제 그물망 형상의 보강재(PVA 신장 필름의 슬릿제품을 종횡으로 조합한 시트로 두께 : 25㎛)를 드라이어 공정에서 뜨거운 물에 의해 압착시켜 일체화해서 발열체를 얻었다.

이 것의 물성을 측정했다. 이 결과를 표 3에 나타낸다.

	단 위	발열체시트
두께	㎜	0.26
면적중량	g/㎡	300
인장강도	kgf/㎠	135
파단시의 연신률	％	8.0
인열강도	kgf	6.0
파열강도	kgf/㎠	2.53
표면저항	Ω	1.6
이면저항	Ω	1.0×10⁶이상

단, 상기 표 2 및 표 3에 나타낸 물질의 성질의 측정방법은 아래와 같다.

인장강도 및 파단시의 신장 : 재료시험기를 이용해서, 인장속도 50㎜/min 에 의해 측정.

표면(또는 이면)저항의 측정방법 : 시트의 표면(또는 이면)에 저항계의 측정단자를 할당해, 표면(또는 이면)저항을 측정했다. 측정단자간의 거리는 1㎝로 했다.

인열강도 : 인장강도 측정재료(폭 25㎜, 길이 150㎜)의 중앙부 한편에 5㎜의 칼집을 넣어 인장강도와 같은 조건으로 측정.

파열강도 : 뮬렌(Mullen) 저압형 시험기를 이용한다. 시험편으로서는 70×70㎜로, JIS P 8110의 방법으로 채취한 것을 사용해, JIS P 8111의 방법에 따라서 전처리 및 측정을 행한다. 그리고 시험편이 파손되었을 때의 최대압력(kgf/㎠)으로 표시했다.

전기저항률의 측정방법 : 20×100㎜의 시료에 일정한 전류를 흐르게 하고, 일정한 거리를 둔 2점 사이의 전압(E)을 측정해서 시료의 저항률을 구했다. 이 경우 의 전류(I)를 1A(일정), 전압을 E(V), 시료의 단면적을 S'(㎠), 전압측정용 전극간거리 (L)를 4㎝(일정)로 하면 전기저항률(μΩ·㎝)은 다음의 식으로 표현된다.

전기저항률

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 원료의 배합성분 및 구성을 아래의 표 4와 같이 하고, 그 밖의 것은 실시예 1과 같게 하여 팽창 흑연시트를 제조한다.

원 료	배합비율(중량)	비 고
팽창 흑연	83％	숭밀도 0.8g/㎤
아라미드 펄프	7％	비표면적 14㎡/g
탄소섬유	4％	피치계 탄소섬유
고무라텍스	6％	SBR계 고무라텍스
정착제	소량	라텍스의 정착에 사용
계	100％

얻어진 팽창 흑연시트의 특성은 표 5와 같다.

	단 위	팽창 흑연시트
두께	㎜	0.25
밀도	g/㎤	1.25
인장강도	kgf/㎠	68
파단시의 연신률	％	3.0
파열강도	kgf/㎠	1.04
표면저항	Ω	1.4
전기저항률	μΩ㎝	8000∼9000

이렇게 해서 얻어진 상기의 시트를 사용해, 또 PVA제 그물망 형상의 보강재로 바꾸고, 면직물제 그물망 형상의 보강재를 사용해서 접착제를 도포해서 발열체를 제조했다. 이것의 물질의 성질을 표 6에 나타낸다.

	단 위	발열체 시트
두께	㎜	0.26
면적중량	g/㎡	320
인장강도	kgf/㎠	143
파단시의 연신률	％	10.5
인열강도	kgf	8.1
파열강도	kgf/㎠	2.83
표면저항	Ω	1.4
이면저항	Ω	1.0×10⁶이상

[실시예3]

상기의 실시예 1에서 원료의 배합성분 및 구성을 아래 표 7과 같이 하고, 그 밖의 것은 실시예 1과 같게 하여 팽창 흑연시트를 제조한다.

원 료	배합비율(중량)	비 고
팽창흑연	87％	숭밀도 0.8ｇ/㎤
아라미드 펄프	7％	비표면적 14㎡/g
라텍스	6％	NBR계 라텍스
정착제	소량	라텍스의 정착용
계	100％

얻어진 팽창 흑연시트의 특성은 표 8과 같다.

	단 위	발열체 시트
두께	㎜	0.24
밀도	g/㎤	1.23
인장강도	kgf/㎠	71
파단시의 연신률	％	3.1
파열강도	kgf/㎠	0.97
표면저항	Ω	1.7
전기저항률	μΩ㎝	9000∼10000

이렇게 해서 얻어진 위의 시트를 사용하고, 면직물제 그물망 형상의 보강재 대신에, 비닐론제 그물망 형상의 보강재를 사용하여 실시예 2와 같이 처리해서 발열체를 제조했다. 이것의 물성을 표 9에 나타낸다.

	단 위	발열체 시트
두께	㎜	0.26
면적중량	g/㎡	325
인장강도	kgf/㎠	159
파단시의 연신률	％	7.5
인열강도	kgf	8.8
파열강도	kgf/㎠	3.15
표면저항	Ω	1.7
이면저항	Ω	1.0×10⁶이상

[실시예 4 및 5]

상기 실시예 1에서 얻어진 발열체에 대해서 제 5도(실시예4)와 같이 슬릿 형상의 칼집을 형성하지 않는 것, 및 제 6도(실시예5)과 같이 슬릿 형상의 칼집을 형성한 것의 두 종류를 준비하고, 각각에 대해서 발열특성의 측정(승온시험)을 대기 중에서 행한다. 이 결과도 제 5도 및 제 6도에 함께 나타낸다. 단 승온시험은 제 5도 및 제 6도에 나타내는 금속단자 간에, 표 10에 나타내는 소정의 조건으로 전류를 인가하고, 온도가 일정하게 된 시점에서 시트표면의 온도분포를 측정했다. 또한 제 5도 및 제 6도에서는 소정의 개소(제 5도에서는 9개소, 제 6도에서는 7개소)에 서 온도를 측정하고 이때 측정한 온도(℃)를 나타낸다. 또 부호 17은 전원 커넥터용 단자를, 18은 슬릿을 나타낸다. 또한 슬릿 형상의 칼집 가공을 했을 때에는 탄소섬유의 첨가에 따라 그 전기저항의 조정이 가능하게 된다.

발열체	전류(A)	전압(v)	저항(Ω)	시간(초)
실시예 4(제 5도) (슬릿 가공 무)	4	3.8	1.0	180
실시예 5(제 6도) (슬릿 가공 유)	3	10	3.5	90

이 결과로부터, 슬릿 형상의 칼집을 형성한 쪽이 슬릿이 없는 경우보다 저항이 커지고, 또 전류가 약간 낮음에도 불구하고 보다 승온 온도가 높으며, 또 그에 이르는 시간도 짧아지는 것을 알았다.

본 발명의 발열체는 팽창 흑연시트의 적어도 한쪽 표면에 전기절연성 보강재를 형성하였으므로, 강도나 가요성이 향상되고 균일한 가열이 가능하므로, 발열체, 특히 운송차량좌석용 히터로서 최적으로 사용할 수 있고, 그 밖에 마루난방이나 벽 난방, 핫 카펫용으로도 사용할 수 있다.

Claims

팽창 흑연시트의 적어도 하나의 표면에 전기절연성 보강재가 형성되어 있고,

인장강도가 100kgf/㎠ 이상 및 파단시의 연신률이 5.0％이상(어느 것이나 인장속도가 50㎜/min일 때)인 발열체.
제 1항에 있어서,

상기 전기절연성 보강재가 그물망 형상의 보강재인 발열체.
제 2항에 있어서,

상기 그물망 형상의 보강재가 합성수지의 필름으로 가공된 것인 발열체.
제 2항에 있어서,

상기 그물망 형상의 보강재가 천연섬유 또는 합성섬유로 직포(織布)된 것인 발열체.
삭제
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

슬릿 형상의 칼집을 낸 발열체.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

전원 커넥터용 단자를 그 단부에 설치한 발열체.
제 7항에 있어서,

전원 커넥터용 단자가 후크 메탈인 발열체.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

발열체가 운송차량용 히터인 발열체.