KR100919033B1 - 탄소섬유 히터의 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온열 매트, 보온 담요, 주거용 난방장치 등과 같은 면상발열체 사용되는 탄소섬유 히터를 제조하는 장치 및 방법, 그리고 헤드에 관한 것이다.

본 발명은 탄소섬유에 절연튜브가 피복되어 있는 히터 제조시 용융 원료 수지를 직접 탄소섬유에 씌워서 압출하는 새로운 형태의 히터 제조방식을 구현함으로써, 원료 수지 및 탄소섬유의 공급에서부터 압출까지 전체 공정의 자동화를 실현할 수 있으며, 이에 따라 재료의 낭비도 막고 생산성 향상과 제조비용 절감을 도모할 수 있는 한편, 탄소섬유 및 원료 수지의 압출시 회전형 노즐 방식을 채택하여 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 하고, 또 탄소섬유의 진행속도를 조절하여 탄소섬유의 둘레에 피복되는 원료 수지의 두께를 조절할 수 있도록 함으로써, 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있고, 또 다양한 사양의 제품을 생산할 수 있는 등 제품의 품질 경쟁력을 높일 수 있는 탄소섬유 히터 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드를 제공한다.

면상발열체, 탄소섬유, 절연튜브, 압출, 헤드, 노즐, 냉각, 장력조절

Description

탄소섬유 히터의 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드{Method and apparatus for producing carbon fiber heater, and head}

본 발명은 탄소섬유 히터의 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온열 매트, 보온 담요, 주거용 난방장치 등과 같은 면상발열체 사용되는 탄소섬유 히터를 제조하는 장치 및 방법, 그리고 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 면상발열체는 전기 통전에 의해 방사열을 발생시키는 얇은 시트 내지 보드 형태의 발열체로서, 온도조절이 용이하고 공기를 오염시키지 않으며 위생적이며 소음이 없기 때문에 온열 매트나 온열 패드, 침대 매트리스, 보온 이불 또는 담요, 아파트나 일반주택 등의 주거용 난방장치에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.

또한, 사무실이나 상점 등 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 막사 등 산업용 시설의 난방장치 그리고 비닐하우스와 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 널리 이용되고 있다.

상기 면상발열체의 발열원으로는 니크롬 발열선이나 알루미늄 등의 금속 박판을 에칭한 발열선 등이 사용되고 있으며, 상기 발열선은 전기가 한 선을 통해 흐르기 때문에 어느 한 부분이라도 끊어지면 전체 발열선에 전기가 통하지 않게 되어 발열체로서의 기능을 상실하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 발열선 부위만 발열되는 부분 발열 방식이므로, 온도 분포가 불균일하게 형성되는 문제점이 있었다.

이러한 금속 발열선을 이용하는 종래의 면상발열체에서의 상기 문제점을 해결하기 위해, 니크롬 등의 금속발열선 대신에 탄소섬유사를 발열선으로 사용하는, 즉 탄소섬유 히터를 사용하는 면상발열체가 제안되었다.

상기 탄소섬유 히터는 원적외선 방사율이 매우 우수하기 때문에 탄소섬유사 발열직물을 이용한 면상발열체에서는 복사에 의한 가열이 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 부가적으로 원적외선의 여러 가지 유용한 효과를 이용할 수 있는 장점이 있다.

보통 탄소섬유 히터는 탄소섬유를 절연튜브로 피복한 형태로 이루어져 있다.

대한민국 등록특허 10-0724763호 및 등록특허 10-0724766호에는 탄소섬유 히터의 일 예기 개시되어 있다.

위의 등록특허에 개시되어 있는 탄소섬유 히터는 인슐레이션 튜브와 같은 열수축 절연튜브의 한쪽 단부에 탄소섬유를 삽입하고, 다른 한쪽 단부에 진공압을 작용시켜 탄소섬유를 절연튜브에 삽입함으로써, 탄소섬유에 열수축 절연튜브가 씌워 지게 하는 방법으로 제조된다.

그러나, 위와 같은 기존의 탄소섬유 히터 제조 방법은 이미 만들어져 있는 기성품인 절연튜브에 탄소섬유를 삽입하는 수작업 개념의 방법이므로, 생산성 측면에서 불리한 단점이 있다.

예를 들면, 길이가 정해져 있는 절연튜브에 일일이 탄소섬유를 삽입해야 하므로, 공정의 연속성이 떨어질 뿐만 아니라, 절연튜브의 공급이나 취출 등의 작업을 작업자가 하나하나 수작업으로 수행해야 하기 때문에 손이 많이 가고 시간도 많이 걸리게 되는 등 작업의 효율성이 떨어지면서 생산성이 좋지 못한 단점이 있다.

또한, 절연튜브에 탄소섬유를 삽입하고 난 후에 정해진 규격에 맞추기 위해 양쪽 끝부분을 커팅해야 하는 관계로 버려지는 부분이 많이 생기게 되는 등 재료의 낭비가 심한 단점도 있다.

결국, 기존의 탄소섬유 제조 방법은 생산성 측면에서 경제적이지 못하고 전반적으로 제조비용이 크게 증가하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 탄소섬유에 절연튜브가 피복되어 있는 히터 제조시 용융 원료 수지를 직접 탄소섬유에 씌워서 압출하는 새로운 형태의 히터 제조방식을 구현함으로써, 원료 수지 및 탄소섬유의 공급에서부터 압출까지 전체 공정의 자동화를 실현할 수 있으며, 이에 따라 재료의 낭비도 막고 생산성 향상과 제조비용 절감을 도모할 수 있는 탄소섬유 히터 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 탄소섬유 및 원료 수지의 압출시 회전형 노즐 방식을 채택하여 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 하고, 또 탄소섬유의 진행속도를 조절하여 탄소섬유의 둘레에 피복되는 원료 수지의 두께를 조절할 수 있도록 함으로써, 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있고, 또 다양한 사양의 제품을 생산할 수 있는 등 제품의 품질 경쟁력을 높일 수 있는 탄소섬유 히터 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 탄소섬유 히터 제조 장치는, 탄소섬유의 공급을 위한 탄소섬유 공급부, 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 압출부, 상기 탄소섬유 공급부로부터 공급되는 탄소섬유가 통과하는 동시에 상기 압출부로부터 압출되는 용융 원료 수지가 투입되고 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 헤드부 등을 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 탄소섬유 히터 제조 장치는 헤드부로부터 배출되는 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 냉각시켜주는 냉각부, 원료 수지가 피복된 탄소섬유의 진행 속도를 조절하여 탄소섬유의 둘레에 피복되는 원료 수지의 두께를 조절할 수 있는 장력조절부 등을 더 포함할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 탄소섬유 히터 제조방법은 헤드부의 내부로 탄소섬유를 통과시키는 단계와, 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 단계와, 상기 압출되는 용융 원료 수지를 탄소섬유가 통과되는 헤드부 내에서 투입하여 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 단계와, 상기 헤드부로부터 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 탄소섬유 히터 제조를 위한 헤드는, 수지 통로를 통해 압출부측과 연결되어 용융 원료 수지를 공급받는 헤드 몸체와, 상기 헤드 몸체의 내부에 결합되고 둘레면의 수지 유도홈을 통해 용융 원료 수지 유도하는 동시에 탄소섬유의 진행을 위해 중심축선을 따라 관통되는 섬유 통로를 갖는 노즐을 포함하며, 상기 노즐의 하단 토출측에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 노즐의 경우 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 회전가능한 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 탄소섬유 히터 제조 장치 및 방법, 그리고 헤드는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 탄소섬유에 용융 원료 수지를 직접 압출하는 방식으로 씌우는 자동화 개념을 도입한 방법이기 때문에 연속적인 제조가 가능하고, 따라서 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 전체적인 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.

둘째, 탄소섬유에 용융 원료 수지를 직접 압출하여 씌움으로써, 탄소섬유와 절연튜브 간의 결속력을 높일 수 있는 등 제품의 품질을 높일 수 있다.

셋째, 회전형 노즐 방식으로 탄소섬유의 둘레에 원료 수지가 균일하게 피복되므로, 제품의 불량률을 줄일 수 있다.

넷째, 탄소섬유의 진행속도 조절을 통해 절연튜브의 피복 두께를 조절할 수 있고, 따라서 다양한 사양 및 규격의 제품을 생산할 수 있다.

다섯째, 연속 제조되는 제품을 필요한 규격으로 적절히 커팅하여 사용할 수 있으므로, 버려지는 재료의 낭비를 막을 수 있는 등 비용절감과 함께 재료의 활용률을 높일 수 있다.

여섯째, 압출기, 헤드, 냉각 수조 등 전체적인 장치의 규모가 크지 않아 공간을 많이 차지하지 않으며 장치 운영 및 취급이 용이한 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 장치를 나타내는 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 탄소섬유 히터 제조 장치는 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 압출하여 직접 피복하는 장치로서, 종전과 같이 이미 만들어진 절연튜브 속에 탄소섬유를 삽입하는 방식에 비해 공정 측면이나 생산성 측면에서 높은 효율성을 도모할 수 있다.

이를 위하여, 상기 탄소섬유 히터 제조 장치는 탄소섬유를 공급하는 탄소섬유 공급부(10), 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 압출부(11), 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 헤드부(12) 등을 포함한다.

상기 탄소섬유 공급부(10)는 릴 형태로 감겨져 있는 탄소섬유를 연속해서 풀어주는 형태로 공급하는 부분으로서, 공급용 롤러(22)를 거쳐 최종적으로 헤드부(12)측으로 탄소섬유를 공급하게 된다.

상기 압출부(11)는 절연튜브의 원료 수지를 용융시킨 후에 압출하여 헤드부(12)측에 용융 원료 수지를 제공하는 부분으로서, 원료 수지의 공급을 위한 호퍼 형태의 입구(19), 원료 수지를 본격적으로 용융시켜주는 바디(20), 용융된 원료 수지를 최종 토출하는 출구(21) 등을 포함하는 형태로 이루어져 있으며, 압출부(11)의 출구(20)가 헤드부(12)측으로 연결되므로서, 용융 원료 수지가 곧바로 헤드부(12)측으로 압출될 수 있다.

이를 위하여, 상기 압출부(11)는 수지를 밀어내는 스크류(23), 이 스크류(23)를 수용하는 실린더(24), 가열을 위해 실린더(24)의 둘레에 설치되는 밴드 히터(25), 동력원인 모터(26) 등을 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 절연튜브의 재질은 탄소섬유 히터에 널리 사용되는 공지의 것을 적용할 수 있다.

특히, 상기 압출부(11)의 경우 원료 수지를 용융 압출하기 위하여 3단계로 온도를 설정하여 원료 수지를 용융시킬 수 있도록 되어 있으며, 이때의 각 온도 설정은 컨트롤러(미도시)에 의한 제어를 통해 이루어질 수 있다.

예를 들면, 상기 압출부(11)에서 원료 수지를 용융 압출할 때, 원료 수지가 투입되는 입구측의 온도를 대략 90℃ 정도로 설정하고, 원료 수지가 용융되면서 진행되는 바디측의 온도를 대략 130℃ 정도로 설정하고, 용융 원료 수지가 배출되는 출구측의 각 온도를 대략 135℃ 정도로 설정하여 압출부(11)를 운전할 수 있다.

이에 따라, 원료 수지의 투입, 진행 및 최종 토출까지의 용융 공정이 보다 효과적으로 진행될 수 있다.

상기 헤드부(12)는, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 공급되는 탄소섬유의 둘레에 압출되는 용융 원료 수지를 피복하는 부분으로서, 압출부(11)의 출구(21)측에 연결되는 구조로 설치되며, 이때의 출구(21)측과는 서로 통해 있어 출구(21)로부터 압출되는 용융 원료 수지가 헤드부(12)의 내부로 유입될 수 있게 된다.

이러한 헤드부(12)는 압출부(11)의 출구(21)와 연결되는 헤드 몸체(17)와, 이 헤드 몸체(17)의 내부에 동심원상으로 결합되는 노즐(16)을 포함하는 형태로 이루어진다.

상기 노즐(16)은 심부측으로 탄소섬유와 둘레측으로 용융 원료 수지를 수용 하는 부분으로서, 상부(입구)로부터 탄소섬유를 공급받는 동시에 둘레측으로부터 용융 원료 수지를 공급받아 최종 토출되는 부위에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지가 피복되도록 한 다음, 하부(출구)를 통해 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 토출하는 구조를 갖는다.

이를 위하여, 상기 헤드부(12)에는 외부 측면에서 내부 중심을 향해 관통되는 수지 통로(27)가 형성되고, 상기 노즐(16)에는 심부 축선을 따라 관통되는 섬유 통로(28)가 형성되는 동시에 둘레면에는 나선형의 수지 유도홈(29)이 형성된다.

여기서, 미설명 부호 30은 노즐을 회전가능하게 지지하는 베어링이고, 31은 헤드 몸체(17)에 결합되면서 베어링을 마감하는 베어링 캡을 나타낸다.

이에 따라, 상기 노즐(16)의 섬유 통로(28)를 따라 탄소섬유가 공급되고, 헤드 몸체(17)의 수지 통로(27)를 통해 진입한 용융 원료 수지가 노즐(16)의 수지 유도홈(29)을 따라 진행되면서 노즐(16)의 하단 토출측에서 만나게 되므로서, 원료 수지가 피복된 탄소섬유가 토출될 수 있게 된다.

특히, 상기 노즐(16)은 회전가능한 구조로 되어 있어서 용융 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 노즐(16)의 상단부, 즉 헤드 몸체(17)의 상단 외부로 노출되는 상단부에 기어(미도시)가 결합되고, 상기 기어와 치합된 구동모터(미도시)를 가동함으로써, 상기 노즐(16)를 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 노즐(16)의 형태, 즉 노즐의 길이, 내경의 크기 등은 적절한 규격으로 설정하여 사용할 수 있다.

이에 따라, 한쪽에서는 압출부(11)에 원료 수지를 투입하여 용융 압출하는 한편, 다른 한쪽에서는 탄소섬유 공급부(10)로부터 탄소섬유를 공급하고, 헤드부(12) 내에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 직접 피복하며, 이렇게 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 헤드부(12)에서 최종 배출함으로써, 압출식으로 절연튜브를 피복시킨 탄소섬유를 제조할 수 있다.

즉, 용융 원료 수지가 직접 탄소섬유의 둘레에 피복되어 절연튜브를 이루는 제품을 제조할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 헤드부(12)로부터 배출되는 원료 수지가 피복되어 있는 탄소섬유를 냉각시켜줄 수 있는 수단을 제공한다.

이를 위하여, 상기 헤드부(12)의 바로 아래쪽에는 이 헤드부(12)의 출구, 실질적으로는 노즐(16)의 출구로부터 배출되는 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 냉각시켜주는 냉각부(13)가 마련된다.

이때의 냉각부(13)는 여러 형태 및 다양한 방식을 적용할 수 있는데, 본 발명에서는 수조 내에 냉각수를 채우고 냉각수 속으로 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 진행시키면서 냉각시키는 예를 적용한다.

이에 따라, 헤드부(12)에서 배출되는 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 곧바로 냉각수 속으로 집어넣어 냉각시켜 줌으로써, 탄소섬유의 둘레에 피복되어 있는 원료 수지의 형상을 노즐 출구 형상과 같은 원형 등으로 온전히 보존할 수 있고, 또 원료 수지와 탄소섬유 간의 결속력을 더욱 강화시킬 수 있다.

물론, 헤드부(12)로부터 배출되는 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 공기 중에 서 자연 냉각시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 한쪽에서 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 당겨주는 방식으로 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 연속해서 진행시키면서 공정을 수행할 수 있도록 해주는 수단을 제공한다.

이를 위하여, 상기 냉각부(13)의 한쪽, 즉 냉각을 마친 원료 수지가 피복된 탄소섬유가 배출되는 쪽에는 상하 2개의 롤러(14)를 이용하여 그 사이로 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 당겨주는 장력조절부(15)가 마련된다.

상기 장력조절부(15)의 롤러(14)는 장력조절용 모터(33)에 의해 구동되는 형식으로서, 모터 제어에 의해 롤러(14)의 회전 속도가 조절될 수 있고, 이에 따라 원료 수지가 피복된 탄소섬유의 진행 속도가 조절될 수 있으며, 결국 탄소섬유의 둘레에 피복되는 원료 수지의 두께를 조절할 수 있다.

예를 들면, 진행 속도를 빠르게 하여 원료 수지의 두께를 얇게 할 수 있고, 진행 속도를 느리게 하여 원료 수지의 두께를 두껍게 할 수 있다.

여기서, 컨트롤러를 이용하여 모터를 제어하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

도 1은 탄소섬유의 공급, 원료 수지의 용융 압출, 냉각 및 진행 등의 공정이 순차적으로 이루어지면서 연속 공정으로 수행될 수 있도록 해주는 장치 배치의 일 예를 보여준다.

도면의 오른쪽에서부터 압출부(11), 헤드부(12), 냉각부(13), 장력조절부(15)가 차례로 배치되고, 헤드부(12)의 윗쪽에는 탄소섬유 공급부(10)가 배치되 며, 도면의 왼쪽에는 제품의 회수를 위한 권선기(32)가 배치된다.

그리고, 피복을 마친 탄소섬유가 소정의 경로를 따라 방향을 바꾸어가면서 진행될 수 있도록 하기 위하여 요소요소 마다 적당한 위치에 공급용 롤러(22)들이 배치된다.

이에 따라, 윗쪽의 탄소섬유 공급부(10)로부터 제공되는 탄소섬유는 헤드부(12)를 위에서 아래로 관통하는 형태로 끼워진 후, 용융 원료 수지가 피복된 다음에는 다수의 공급용 롤러(22)들에 의한 안내를 받으면서 냉각부(13)를 거쳐 장력조절부(15)까지 이어지게 되고, 장력조절부(15)에서 당겨주는 힘에 의해 탄소섬유 및 원료 수지가 피복된 탄소섬유가 한쪽 방향으로 계속해서 진행될 수 있으며, 이렇게 진행되는 동안에 헤드부(12)에서는 압출부(11)로부터 공급받은 용융 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 피복되는 과정이 동시에 수행되는 등 전체적인 자동화 공정이 완성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 탄소섬유 히터 제조 방법을 나타내는 순서도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 면상발열체의 발열수단에 해당하는 탄소섬유를 공급하는 단계를 수행한다(S100).

그리고, 한편에서는 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 단계를 수행한다(S110).

물론, 설명의 편의상 위와 같이 단계를 구분하였지만, 본 발명의 공정이 연속적인 자동화 공정의 개념이므로, 위의 두 단계는 동시에 이루어질 수 있다.

다음, 헤드부의 노즐 내에서 공급되는 탄소섬유의 둘레에 압출된 용융 원료 수지를 피복시키는 단계를 수행한다(S120).

이때, 탄소섬유는 노즐의 중심을 관통하며 진행하게 되고, 이렇게 진행되는 탄소섬유의 주위로 용융 원료 수지가 달라 붙으면서 피복된다.

여기서, 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지가 피복될 때, 용융 원료 수지는 점성이 점성이 있는 상태에서 탄소섬유에 달라 붙을 수 있게 된다.

특히, 상기 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복할 때, 헤드부에 있는 노즐을 회전시켜가면서 피복이 이루어지도록 함으로써, 용유 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 탄소섬유의 둘레에 원료 수지가 피복된 채로 노즐의 출구를 통해 배출된다(S130).

다음, 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 냉각수 구간을 지나도록 하여 냉각시키는 단계를 수행한다(S140).

다음, 냉각 후 장력조절수단으로 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 계속 진행시켜 탄소섬유에 절연튜브가 피복된 제품을 최종 배출하는 단계를 수행한다(S150).

바람직하게는, 냉각 공정까지 마친 후에 제품을 배출하는 다음, 절연튜브가 피복된 제품에 방사선 조사 등과 같은 열처리를 수행하여 탄소섬유 겉의 절연튜브를 수지를 수축시킴으로써, 탄소섬유와 절연튜브 간의 결속력을 강화시키는 단계를 수행한다(S160).

아래의 표 1과 표 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 방법을 이용하여 제조한 탄소섬유 히터의 원적외선 방출량과 음이온 방출량을 나타낸다.

위의 표 1과 표 2 뿐만 아니라 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 탄소섬유 히터 제조 방법, 즉 용융 원료 수지를 압출하여 탄소섬유의 둘레에 직접 피복하는 방법으로 제조된 제품의 경우, 원적외선 방출 성능 뿐만 아니라 음이온 방출 성능이 매우 우수함을 알 수 있으며, 이와 더불어 열전도성이 우수하고 전기저항이 일정하게 유지되는 효과 또한 기대할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 장치의 헤드부를 나타내는 분해 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 장치의 헤드부를 나타내는 단면 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 방법을 나타내는 순서도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 히터 제조 방법을 이용하여 제조한 탄소섬유 히터의 원적외선 방출량을 나타내는 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 탄소섬유 공급부 11 : 압출부

12 : 헤드부 13 : 냉각부

14 : 롤러 15 : 장력조절부

16 : 노즐 17 : 헤드 몸체

18 : 가이드 롤러 19 : 입구

20 : 바디 21 : 출구

22 : 공급용 롤러 23 : 스크류

24 : 실린더 25 : 밴드 히터

26 : 모터 27 : 수지 통로

28 : 섬유 통로 29 : 수지 유도홈

30 : 베어링 31 : 베어링 캡

32 : 권선기 33 : 장력조절용 모터

Claims (11)

1. 탄소섬유의 공급을 위한 탄소섬유 공급부(10)와, 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 압출부(11)와, 상기 탄소섬유 공급부(10)로부터 공급되는 탄소섬유가 통과하는 동시에 상기 압출부(11)로부터 압출되는 용융 원료 수지가 투입되고 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 헤드부(12)를 포함하며,

   상기 헤드부(12)는 수지 통로(27)를 통해 압출부(11)측과 연결되어 용융 원료 수지를 공급받는 헤드 몸체(17)와, 상기 헤드 몸체(17)의 내부에 결합되고 둘레면의 수지 유도홈(29)을 통해 용융 원료 수지 유도하는 동시에 탄소섬유의 진행을 위해 중심축선을 따라 관통되는 섬유 통로(28)를 갖는 노즐(16)과, 이 노즐(16)은 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 회전가능한 구성으로 되어, 상기 노즐(16)의 하단 토출측에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복할 수 있도록 함으로써 원료수지가 피복된 탄속섬유가 토출될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 헤드부(12)로부터 배출되는 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 냉각시켜주는 냉각부(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 냉각부(13)는 수조 내에 채워져 있는 냉각수 속을 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 진행시키면서 냉각시키는 방식인 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상하 2개의 롤러(14)를 이용하여 그 사이로 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 당겨주고, 이때의 진행 속도를 조절하여 탄소섬유의 둘레에 피복되는 원료 수지의 두께를 조절할 수 있는 장력조절부(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 장치.
5. 헤드부의 내부로 탄소섬유를 통과시키는 단계와, 절연튜브의 원료가 되는 수지를 용융하여 압출하는 단계와, 상기 압출되는 용융 원료 수지를 탄소섬유가 통과되는 헤드부 내에서 투입하여 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 단계와, 상기 헤드부로부터 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 배출하는 단계를 포함하며,

   상기 헤드부 내에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 단계에서는 수지 통로를 통해 압출부측과 연결되어 용융 원료 수지를 공급받는 헤드 몸체와, 상기 헤드 몸체의 내부에 결합되고 둘레면의 수지 유도홈을 통해 용융 원료 수지 유도하는 동시에 탄소섬유의 진행을 위해 중심축선을 따라 관통되는 섬유 통로를 갖는 노즐로 이루어진 헤드부를 사용하며, 상기 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 단계는 원료 수지가 탄소섬유의 둘레에 균일하게 피복될 수 있도록 헤드부에 있는 노즐을 회전시켜서, 상기 노즐의 하단 토출측에서 탄소섬유의 둘레에 용융 원료 수지를 피복하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 헤드부로부터 원료 수지가 피복된 탄소섬유를 배출한 후 이를 냉각시켜주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 방법.
7. 청구항 5 있어서, 상기 원료 수지를 용융 압출하는 단계는 원료 수지가 투입되는 입구측, 원료 수지가 진행되는 바디측, 용융 원료 수지가 배출되는 출구측의 각 온도를 각각 다르게 설정하여 원료 수지를 용융 압출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 히터 제조 방법.
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