KR101108219B1 - Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function - Google Patents

Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function Download PDF

Info

Publication number
KR101108219B1
KR101108219B1 KR1020100110052A KR20100110052A KR101108219B1 KR 101108219 B1 KR101108219 B1 KR 101108219B1 KR 1020100110052 A KR1020100110052 A KR 1020100110052A KR 20100110052 A KR20100110052 A KR 20100110052A KR 101108219 B1 KR101108219 B1 KR 101108219B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating element
planar heating
layer
conductive polymer
carbon
Prior art date
Application number
KR1020100110052A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤현무
Original Assignee
앤에이오에스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 앤에이오에스 주식회사 filed Critical 앤에이오에스 주식회사
Priority to KR1020100110052A priority Critical patent/KR101108219B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101108219B1 publication Critical patent/KR101108219B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/06Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/03Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017Manufacturing methods or apparatus for heaters

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a surface heating element is provided to shield an electromagnetic wave induced in a heating element by coating a specific liquefied insulation. CONSTITUTION: A base sheet is made with carbon micro fiber mixed solutions. Carbon powder mixed solutions are made. A conductive polymer layer is formed on the base sheet. A surface heating element is made by driving and coating the carbon powder mixed solutions. The surface heating element is cut. Liquefied insulation polymer is immersed or coated in one side of the surface heating element. A silver electrode wire is installed by coating and drying the silver powder mixed solutions. A copper electrode wire is compressed to the silver electrode wire. An insulation layer is formed on the surface heating element. A copper ground wire is attached to the insulation layer and is sealed and fixed with silver foil.

Description

단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체{METHOD FOR MANUFACTURING PLANAR HEATING ELEMENT USING CARBON EQUIPPED WITH INSULATION AND EARTH FUNCTION}METHODS FOR MANUFACTURING PLANAR HEATING ELEMENT USING CARBON EQUIPPED WITH INSULATION AND EARTH FUNCTION}

본 발명은 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 면상 발열체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 단열기능 향상을 통해 전기 사용효율을 크게 향상시킬 수 있음과 더불어 발열체에서 발생가능한 전자파의 완전 차단 및 접지를 가능하게 하는 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체에 관한 것이다.
The present invention relates to a planar heating element manufacturing method and a planar heating element, and more specifically, to improve the electrical use efficiency through improved insulation function, and to enable the complete blocking and grounding of electromagnetic waves generated in the heating element It relates to a planar heating element manufacturing method and a planar heating element produced by the insulation and grounding function.

근래에 들어 개발된 카본을 재질로 하는 면상발열체는 아파트, 주택 등 주거용난방으로부터 사무실, 상가 등 상업용과 차, 창고, 각종 천막 등 산업용 난방과 각종 산업용 가열 장치에 쓰이는 한편, 플라스틱 천막과 농산품 건조 설비 등 농업용 설비, 도로와 정거장, 활주로, 교량의 제설 제빙용도, 휴식, 방한 등 휴대용 보온 장비, 건강 용품, 가전제품, 축산 난방 장치 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.In recent years, carbon-based heating elements developed from carbon are used in residential heating such as apartments, houses, commercial offices such as offices, shopping malls, industrial heating such as cars, warehouses, various tents, and various industrial heating devices, and plastic tents and agricultural product drying facilities. It is used in various fields such as agricultural equipment, roads and stops, runways, bridges, snow making, ice-breaking, rest, and cold insulation.

면상발열체의 기존 제조방식은 PET(폴리에스테르) 필름 위에 카본분말과 바인더를 혼합하여 일정한 모양으로 인쇄한 후 폴리에스테르 필름과 열접착제인 EVA를 이용하여 절연 접착하는 과정에 따른다.
The conventional manufacturing method of the planar heating element is to mix the carbon powder and the binder on the PET (polyester) film and print in a predetermined shape, followed by the process of insulation bonding using the polyester film and EVA as a thermal adhesive.

그러나 상술한 전통적인 방식의 면상발열체는 발열온도가 국한적이어서(이론상으로 양극 간격 300~500mm일 때 발열 치수는 약 83℃이다) 실제로 사용되는 온도 및 용도가 제한적일 뿐더러 사용되는 절연막의 재료 또한 한정되어 있으며, 일정 온도(약 65℃) 이상으로 발열될 때는 절연막의 EVA가 열에 의해 부풀어올라 면상발열체 외관과 기능에 치명적인 결함이 발생하는 문제점이 있어, 상용 온도가 60℃ 이하의 제한적인 발열체를 제조할 수밖에 없었다.
However, the planar heating element of the conventional method described above has a limited heat generation temperature (in theory, the heat generation dimension is about 83 ° C. when the anode distance is 300 to 500 mm), and the actual temperature and the use are limited, and the material of the insulating film used is also limited. In addition, when heat is generated above a predetermined temperature (about 65 ° C.), the EVA of the insulating film swells due to heat, which causes a fatal defect in the appearance and function of the planar heating element. Thus, a limited heating element having a commercial temperature of 60 ° C. or less can be manufactured. There was no choice but to.

또한 이러한 종래의 면상발열체는 구겨짐에도 민감하여 구겨진 계면을 따라 전기집중 현상에 의한 불통전 상태와 화재로 이어질 가능성을 내재하고 있다.
In addition, such a planar heating element is sensitive to wrinkling and has a potential to lead to a non-conduction state and a fire caused by an electric concentration phenomenon along the wrinkled interface.

또한 종래의 면상발열체는 규칙성 있게 배열된 무늬를 만들기 위해 PET만을 사용하고 있기 때문에, 사용 중 주름으로 인한 감전과 치명적인 결함이 우려됨에 따라 일정한 무늬의 배열을 유지하면서 접착성을 갖춘 절연 재료 및 제조 기술을 개발할 필요성이 있다.
In addition, the conventional planar heating element uses only PET to make a pattern arranged regularly, so that the electric insulation and fatal defects caused by wrinkles during use, while maintaining a uniform pattern arrangement while maintaining a uniform pattern of adhesive material and manufacturing There is a need to develop skills.

상기와 같은 기존 면상발열체의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-0973593호를 발명한 바 있다.
In order to solve the problems of the existing planar heating element as described above, the applicant has invented the Republic of Korea Patent No. 10-0973593.

그런데 상기 등록특허의 경우, 면상발열체의 단열성 및 접지기능에 대한 구조가 고려되지 않아 발열능이 저하되거나 전자파 발생 시 이의 제거가 용이하지 않은 이유로 본 출원인은 이와 같은 등록특허의 단열성 및 접지능을 개선시키고자 한다.
However, in the case of the registered patent, because the structure of the heat insulation and the grounding function of the planar heating element is not considered, the heat generating ability is lowered or the reason why the removal is not easy when the electromagnetic wave is generated, the present applicant improves the thermal insulation and grounding ability of such a registered patent Let's do it.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 우수한 단열능과 전자파 제거능을 통해 전기 사용효율과 안정성을 향상시킬 수 있는 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, a planar heating element manufacturing method having a thermal insulation and a grounding function that can improve the electricity use efficiency and stability through excellent heat insulating ability and electromagnetic wave removing ability and manufactured by The purpose is to provide a planar heating element.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 카본극세사, 제지용 펄프, 수용성 바인더 및 물을 혼합한 카본극세사 혼합액으로 바탕지를 제조하는 제1 단계와; 카본분말, 전도성 폴리머, 수용성 바인더, 물, 을 혼합하여 카본분말 혼합액을 제조하는 제2 단계와; 상기 바탕지 일면 또는 양면에 전도성 폴리머층을 형성하는 제3 단계와; 상기 전도성 폴리머층이 형성된 바탕지 일면 또는 양면으로 상기 카본분말 혼합액을 함침 또는 도포한 후 건조시켜 카본분말 혼합층이 형성된 면상 발열체를 제조하는 제4 단계와; 상기 카본분말 혼합층이 형성된 면상 발열체를 일정한 폭과 길이로 재단하는 제5 단계와; 재단된 면상 발열체 일면에 액상의 단열성 폴리머를 함침 또는 도포하되, 상기 바탕지 일면에 전도성 폴리머층이 형성된 경우 그 바탕지를 기준으로 단열성 폴리머층이 전도성 폴리머층과 대향 형성되도록 하는 제6 단계와; 은분말, 수용성 바인더 및 희석제로 이루어진 은분말 혼합액을 면상발열체의 카본분말 혼합층 양측에 도포한 후 건조시켜 은전극선을 설치하는 제7 단계와; 전도성 폴리머를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 코팅된 동박전극선을 상기 은전극선상에 압착시키는 제8 단계와; 상기 은전극선과 동박전극선이 설치된 면상 발열체에 절연재를 융용 도포한 후 건조시켜 절연층을 형성하는 제9 단계와; 전도성 폴리머를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 코팅된 동박접지선을 상기 절연층 일면 또는 양면에 부착한 다음 그 동박접지선을 은박으로 밀폐 및 고착시키는 제10 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention, the first step of producing a base paper with a carbon microfiber mixed solution mixed with a carbon microfiber, paper pulp, a water-soluble binder and water; A second step of preparing a carbon powder mixture by mixing carbon powder, conductive polymer, water soluble binder, and water; Forming a conductive polymer layer on one or both surfaces of the base sheet; A fourth step of manufacturing a planar heating element in which the carbon powder mixed layer is formed by impregnating or applying the carbon powder mixed liquid to one or both surfaces of the base paper on which the conductive polymer layer is formed; A fifth step of cutting the planar heating element in which the carbon powder mixture layer is formed to have a predetermined width and length; A sixth step of impregnating or applying a liquid insulating polymer to one surface of the cut surface heating element, wherein the insulating polymer layer is formed to face the conductive polymer layer based on the substrate when the conductive polymer layer is formed on one surface of the substrate; A seventh step of applying a silver powder mixture consisting of a silver powder, a water-soluble binder and a diluent to both sides of the carbon powder mixed layer of the planar heating element, and then drying the silver powder; An eighth step of compressing the copper foil electrode line coated on the bottom of the conductive adhesive or adhesive based on the conductive polymer on the silver electrode line; A ninth step of melting and applying an insulating material to a planar heating element provided with the silver electrode line and the copper foil electrode line and drying the same to form an insulating layer; And a tenth step of attaching a copper foil ground wire coated with a conductive adhesive or an adhesive based on a conductive polymer to one or both surfaces of the insulating layer, and then sealing and fixing the copper foil ground wire with silver foil.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체는 체적 증가로 인한 시공성 및 내구성에 취약한 스티로폼과 같은 기존 단열소재가 아닌 적은 두께, 낮은 중량으로 기존 것과 비교해 3배 이상의 단열성능을 갖는 액상의 특수 단열재를 도포하여 우수한 단열성능을 보장할 수 있는 한편, 발열체에 유기되는 전자파를 은박 및 이에 의해 마감처리되는 동박접지선을 통해 완벽히 차폐 및 제거할 수 있다.As described above, the planar heating element manufacturing method and the planar heating element prepared by the insulation and grounding function according to the present invention is less thickness, lower weight than conventional insulation materials such as styrofoam vulnerable to workability and durability due to volume increase By applying a special heat insulating material having a three times or more thermal insulation performance compared to the existing one to ensure excellent thermal insulation performance, while the electromagnetic wave organic to the heating element to be completely shielded and removed through the silver foil and the copper foil ground wire that is finished thereby. Can be.

도 1은 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법을 도시한 흐름도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체의 계층구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 중 은박 및 동박접지선의 배치상태를 도시한 평면도.
도 4는 대전방지층을 구비한 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체의 계층구조를 도시한 단면도.
1 is a flow chart illustrating a planar heating element manufacturing method having a heat insulating and grounding function according to the present invention.
Figure 2a to 2c is a cross-sectional view showing a hierarchical structure of the planar heating element with heat insulation and grounding function according to the present invention.
Figure 3 is a plan view showing the arrangement state of the silver foil and copper foil ground wire of the surface heating element with insulation and grounding function according to the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a hierarchical structure of the planar heating element with insulation and grounding function according to the present invention having an antistatic layer.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체를 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described a planar heating element manufacturing method and a planar heating element prepared by the heat insulation and grounding function according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법을 도시한 흐름도이다.
1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a planar heating element with insulation and grounding function according to the present invention.

본 발명에 따른 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법은 기본적으로 카본극세사 혼합액으로 바탕지를 제조하는 제1 단계와, 카본분말 혼합액을 제조하는 제2 단계와, 바탕지에 전도성 폴리머층을 형성하는 제3 단계와, 전도성 폴리머층이 형성된 바탕지로 카본분말 혼합액을 함침 또는 도포한 후 건조시킨 면상 발열체를 제조하는 제4 단계와, 면상 발열체를 재단하는 제5 단계와, 면상 발열체 일면에 액상의 단열성 폴리머를 함침 또는 도포하는 제6 단계와, 은분말 혼합액을 면상발열체에 도포한 후 건조시켜 은전극선을 설치하는 제7 단계와, 동박전극선을 은전극선상에 압착시키는 제8 단계와, 면상 발열체에 절연층을 형성하는 제9 단계와, 동박접지선을 절연층에 부착한 다음 은박으로 밀폐 및 고착시키는 제10 단계로 이루어진다.
The method of manufacturing a planar heating element with thermal insulation and grounding according to the present invention basically comprises a first step of preparing a base paper with a carbon microfiber mixed solution, a second step of preparing a carbon powder mixed solution, and forming a conductive polymer layer on the base paper. A third step, a fourth step of preparing a planar heating element that is dried after impregnating or applying a carbon powder mixture solution to a base paper on which the conductive polymer layer is formed, a fifth step of cutting the planar heating element, and a liquid insulating property on one surface of the planar heating element A sixth step of impregnating or applying the polymer, a seventh step of applying the silver powder mixture solution to the planar heating element and drying it to install a silver electrode line, an eighth step of compressing the copper foil electrode line onto the silver electrode line, and a planar heating element A ninth step of forming an insulating layer and a tenth step of attaching a copper foil ground wire to the insulating layer, and then sealing and fixing with silver foil.

〈제1 단계-바탕지 제조〉<The first step-background paper production>

먼저 본 발명의 제1 단계인 바탕지 제조과정을 살펴보면, 길이 5~25mm, 굵기 20~100㎛의 카본극세사, 제지용 펄프, 수용성 바인더 및 물을 혼합하거나, 카본극세사, 폴리에스테르계 인조사, 제지용 펄프, 수용성 바인더 및 물을 혼합하여 카본극세사 혼합액을 제조한다.Looking at the first step of the base paper manufacturing process of the present invention, 5 ~ 25mm in length, 20 ~ 100㎛ thick carbon microfiber, paper pulp, water-soluble binder and water, or carbon microfiber, polyester-based phosphorus, A paper microfiber mixed solution is prepared by mixing paper pulp, a water-soluble binder, and water.

여기에서 물의 함량은 혼합액이 묽게 될 정도로 적절히 배합하고 카본극세사 혼합액에는 분말 형태의 전기석, 성광석중 적어도 하나 이상을 혼합한 기능성 무기물을 일정 비율로 더 혼합할 수 있다.Herein, the content of water may be appropriately blended to dilute the mixed solution, and the carbon microfiber mixed solution may further include a functional inorganic material in which at least one or more of powdered tourmaline and stellate ore is mixed.

그런 다음 바탕지 제조를 위한 모포 상에 카본극세사 혼합액을 도포하여 바탕지를 제조한다. 이러한 과정을 통해 30~240cm 이상의 폭을 갖는 카본극세사 발열체를 30~240cm 제조할 수 있다.Then, the base paper is prepared by applying a carbon microfiber mixed solution on the base fabric for producing the base paper. Through this process it is possible to produce a carbon microfiber heating element having a width of 30 ~ 240cm or more 30 ~ 240cm.

상기와 같은 바탕지 제조과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 카본극세사 혼합액을 가온된 배양 탱크에 넣고, 배양 탱크 내에 설치된 정역방향의 회전이 가능한 회전날개를 통해 카본극세사 혼합액을 교반시킨다.Looking at the base paper manufacturing process as described above in more detail, the carbon microfiber mixed solution is put in a heated culture tank, and the carbon microfiber mixed solution is stirred through a rotary blade capable of rotating in the forward and reverse directions installed in the culture tank.

그리고 카본극세사 혼합액을 일정량의 분사비율로 분사장치를 통해 모포 위에 분사하고, 카본극세사의 방향성과 배양을 위해 종래 콤비, 그라비아, 스트립바 방식을 사용하여 카본극세사의 바탕지가 면상발열체로서의 기초저항을 갖는 통전 물질이 되도록 한다.Then, the carbon microfiber mixed liquid is sprayed on the blanket through the injection device at a certain amount of injection ratio, and the base of the carbon microfiber has a basic resistance as a planar heating element by using a conventional combination, gravure, and strip bar method for the orientation and culture of the carbon microfiber. Make it a conductive material.

그런 다음 공기감압장치를 통해 감압 공기로 바탕지의 수분을 제거하고, 열드라이어로 바탕지를 건조시킨 후, 일정량의 길이로 감아서 바탕지 양면의 이물질을 제거하는 공정을 거치면 카본극세사가 혼합된 바탕지가 완성된다.
Then, the base paper mixed with carbon microfiber is removed by removing the moisture of the base paper with decompressed air through the air pressure reducing device, drying the base paper with a heat dryer, and then winding it to a certain amount to remove foreign substances on both sides of the base paper. Is completed.

〈제2 단계-카본분말 혼합액 제조〉<Step 2-Preparation of Carbon Powder Mixture>

본 발명의 제2 단계인 카본분말 혼합액 제조과정을 살펴보면, 아세틸렌계, 피치계, 펜계, 야자계 카본분말 중 선택된 어느 하나 이상을 적절한 비율로 혼합하여 바탕지 중량대비 0.1~50%의 카본분말과, 바탕지 중량대비 0.2~30%의 전도성 폴리머와, 바탕지 중량대비 0.1~40%의 수용성 바인더를 물과 혼합하여 카본분말 혼합액을 제조한다.Looking at the carbon powder mixture preparation process of the second step of the present invention, by mixing any one or more selected from acetylene-based, pitch-based, pen-based, palm-based carbon powder in an appropriate ratio of 0.1 to 50% of the carbon powder and To prepare a carbon powder mixture, 0.2 to 30% by weight of the conductive polymer and 0.1 to 40% by weight of the water-soluble binder.

여기서 카본분말 혼합액에 바탕지 중량대비 0.1~45%로 전기석 및 성광석 중 어느 하나 이상을 기능성 무기물로 더 혼합할 수 있다.Wherein at least one of the tourmaline and the ore to the carbon powder mixture liquid by 0.1 to 45% by weight based on the weight can be further mixed as a functional inorganic material.

한편 종래의 면상발열체에서는 유기성 바인더를 이용하여 카본분말을 고착시킬 경우 유독성휘발물질(MEK 등)을 사용하기 때문에 공기 오염 및 작업 환경에 미치는 영향이 지대하고, 바인더와 희석제의 휘발 잔류량이 5%이하로 유지되어야 발열체의 온도 상승에 따른 부풀음 또는 카본분말 혼합층의 균열이 발생하지 않으나 제조공정상 단시간내에 건조시키는 어려움으로 인하여 휘발 잔류량 유지에 곤란을 겪고 있다.On the other hand, in the conventional planar heating element, when the carbon powder is fixed by using an organic binder, toxic volatile substances (MEK, etc.) are used. Therefore, the effect on air pollution and the working environment is great, and the residual volatilization amount of the binder and the diluent is 5% or less. Swelling does not cause swelling or cracking of the carbon powder mixture layer due to the rise of the temperature of the heating element, but it is difficult to maintain the volatile residue due to the difficulty of drying in a short time in the manufacturing process.

그리하여 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위해 100% 수용성 바인더와 물을 사용함으로써 환경적 문제와 휘발 잔류량을 유지시키는 공정을 간소화, 계량화할 수 있어 카본분말 혼합액의 저항을 기존의 400~600Ω의 범위 내에서 사용하였으나 30~5800Ω의 범위내에서 자유자재로 구현할 수 있어 발열체의 폭과 발열 온도의 한계범위를 벗어나 다양한 발열체를 구성할 수 있다.
Therefore, the present invention can simplify and quantify the environmental problem and the process of maintaining the volatilization residual amount by using 100% water-soluble binder and water in order to solve the above problems, so that the resistance of the carbon powder mixture is in the range of 400 to 600 Ω. Although it was used inside, it can be implemented freely within the range of 30 ~ 5800Ω, and thus it is possible to construct various heating elements beyond the limit range of the width of the heating element and the heating temperature.

〈제3 단계-전도성 폴리머층 형성〉<Third Step-Forming Conductive Polymer Layer>

본 발명의 제3 단계인 전도성 폴리머층 형성 과정을 살펴보면, 아닐린계, 피롤계, 디오펜계중 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 전도성 폴리머를 바탕지 일면 또는 양면에 도포하여 전도성 폴리머층을 형성한다.
Looking at the conductive polymer layer forming process of the third step of the present invention, the conductive polymer layer is formed by applying a conductive polymer mixed with at least one selected from aniline, pyrrole, and diphene to one or both sides of the base.

〈제4 단계-면상발열체 제조〉<4th step-planar heating element manufacturing>

본 발명의 제4 단계인 면상발열체 제조과정을 살펴보면, 전도성 폴리머층이 형성된 바탕지 일면 또는 양면으로 카본분말 혼합액을 함침 또는 도포한 후 건조하여 카본분말 혼합층을 형성하여 면상발열체를 제조한다.Looking at the planar heating element manufacturing process of the fourth step of the present invention, impregnated or coated with the carbon powder mixture on one or both sides of the base paper on which the conductive polymer layer is formed, and then dried to form a carbon powder mixed layer to produce a planar heating element.

카본분말 혼합층을 형성하는 이유는 카본극세사의 불균일한 분포 또는 엉킴으로 발생하는 면상발열체의 온도 편차를 줄이고, 국부 저항 감소로 인한 급격한 부분적 온도 상승을 방지하며, 전도성 폴리머를 사용하여 카본분말 혼합층의 미세 공극을 충진하여 온도의 균일성을 제공하는 한편, 외부로부터 작용하는 집중하중에 대한 내력을 증가시키고, 단위면적당 소비에너지 효율을 극대화시켜 소비전력이 작은 발열체를 구성하기 위한 것이다.The reason for forming the carbon powder mixed layer is to reduce the temperature variation of the planar heating element caused by uneven distribution or entanglement of carbon microfibers, to prevent the sudden partial temperature rise due to the reduction of local resistance, and to use the fine polymer of the carbon powder mixed layer by using a conductive polymer. While filling the voids to provide uniformity of temperature, while increasing the load capacity for the concentrated load acting from the outside, maximizing the energy efficiency per unit area to form a heating element with low power consumption.

그리고 종래의 면상발열체는 PET 필름 상에 실크인쇄로 문양을 인쇄하거나 카본 필라멘트가 혼재된 바탕지를 발열체로 사용하여 왔으나, 본 발명에서는 카본극세사가 혼재된 바탕지상에 함침 방식, 에어 스프레이 방식, 그라비아 인쇄 방식 등을 사용하여 카본분말 혼합액을 바탕지에 코팅하게 된다.And conventional planar heating element has been used to print the pattern by silk printing on the PET film or the substrate mixed with carbon filament as a heating element, in the present invention, impregnated method, air spray method, gravure printing on the substrate mixed with carbon microfiber The carbon powder mixture is coated on the ground using a method or the like.

여기서 함침코팅 방식에 따르면, 카본분말 혼합액의 저항 조정 및 함침공정시 압착롤러의 간격을 조절하여 코팅되는 카본분말 혼합액의 두께를 조절함으로써 동시에 카본극세사 바탕지의 단면 또는 양면을 코팅할 수 있고, 면상발열체의 발열온도 및 폭을 자유자재로 구현할 수 있다.Here, according to the impregnation coating method, by controlling the thickness of the carbon powder mixture is adjusted by adjusting the resistance of the carbon powder mixture and the interval between the pressing roller during the impregnation process, at the same time it is possible to coat the end surface or both sides of the carbon microfiber substrate, the surface heating element The heating temperature and width of can be implemented freely.

또한 에어 스프레이코팅 방식에 따르면, 카본분말 혼합액의 조성 및 저항치를 달리함으로써 양면 발열온도에 차등을 줄 수 있음과 함께 분사량의 조절을 통해 면상발열체의 온도와 폭을 자유자재로 구현할 수 있다.In addition, according to the air spray coating method, by varying the composition and resistance value of the carbon powder mixture can give a difference in both sides heating temperature and control the amount of injection can be realized freely the temperature and width of the planar heating element.

또한 그라비아 인쇄 코팅 방식에 따르면, 카본분말 혼합액의 점도 및 저항을 조절하여 채도의 차이에 의한 다양한 색상을 구현하고 외관의 미려함을 구현할 수 있으며 면상발열체의 온도와 폭을 자유자재로 구현할 수 있다.In addition, according to the gravure printing coating method, by controlling the viscosity and the resistance of the carbon powder mixture, it is possible to implement a variety of colors by the difference in saturation and to realize the beauty of the appearance and to realize the temperature and width of the planar heating element freely.

따라서 바탕지의 카본극세사의 함량과 전도성 폴리머, 카본분말 혼합액의 함량을 조합하여 다양한 저항수치를 구현할 수 있어 면상발열체의 폭을 광폭화할 수 있으며, 같은 폭의 면상발열체에서도 각기 다른 온도를 발열할 수 있도록 하고, 전기가 통전될 수 있는 다층구조를 형성함으로써 구김이나 구부림에도 단락으로 인한 문제점이 발생되지 않는 다기능성의 우수한 면상발열체 제조가 가능해진다.Therefore, it is possible to realize various resistance values by combining the content of carbon microfiber of the base paper, the content of the conductive polymer and the carbon powder mixture, so that the width of the planar heating element can be widened, and even the planar heating element of the same width can generate different temperatures. In addition, by forming a multilayer structure through which electricity can be supplied, it is possible to manufacture a planar heating element having excellent versatility which does not cause a problem due to short circuit even when wrinkled or bent.

종래의 카본분말을 PET 필름에 일정한 두께로 코팅할 때, 유기성 희석제(주로 MEK 또는 아세톤)를 바인더와 카본분말을 혼합하여 도포 후 급속 건조시키는 이유로, 건조 공정에서 균열이 발생하거나 희석제의 불충분한 건조로 인해 면상발열체로부터 절연필름이 박리 또는 부풀어올라 기능을 상실하는 요인으로 작용하는 데, 본 발명에서는 수용성 아크릴계 또는 수용성 에폭시계의 바인더를 카본분말 혼합액과 물을 용매로 희석함으로써 작업환경의 개선 및 건조과정에서의 충분한 건조를 유도할 수 있고, 미건조분의 수분에 대해서도 건조과정 후에 잔열을 통해 지속적인 건조가 이루어지도록 하여 건조 불량에 의한 균열이나 박리현상을 완벽하게 해결할 수 있다.When conventional carbon powder is coated on a PET film with a certain thickness, an organic diluent (mainly MEK or acetone) is mixed with a binder and a carbon powder and rapidly dried after application, so that a crack occurs in the drying process or insufficient drying of the diluent. Due to this, the insulating film peels or swells from the planar heating element, thereby acting as a factor that causes a loss of function. In this process, it is possible to induce sufficient drying, and even dry moisture can be completely solved by cracking or peeling phenomenon due to poor drying by allowing continuous drying after residual drying.

또한 기계적으로 혼합된 카본분말 혼합액의 지속적인 공급에 의해 저항의 요구변화폭을 30~5800Ω까지 실현 가능하기 때문에 일정폭의 면상발열체에서 다양한 온도를 발열할 수 있고, 다양한 폭의 면상발열체가 일정온도로 발열하게 할 수 있으며, 다양한 직류, 교류전압의 발열체를 구성할 수 있다.
In addition, it is possible to realize the required change range of resistance by 30 ~ 5800Ω by continuous supply of mechanically mixed carbon powder mixture liquid, and it is possible to generate various temperatures in a planar heating element of a certain width, and the planar heating element of various widths generates a constant temperature. It can be made, it can be configured a heating element of various DC, AC voltage.

〈제5 단계-면상발열체 재단〉<The fifth phase-planar heating element foundation>

본 발명의 제5 단계에서는 카본분말 혼합층이 형성된 면상발열체를 필요한 일정한 폭과 길이로 절단 가공하는 작업이 수행된다.
In the fifth step of the present invention, the step of cutting the planar heating element on which the carbon powder mixture layer is formed into a required width and length is performed.

〈제6 단계-단열성 폴리머층 형성〉<Sixth Step-Forming Insulating Polymer Layer>

본 발명의 제6 단계인 단열성 폴리머층 형성과정은 재단된 면상 발열체 일면에 액상의 단열성 폴리머를 함침 또는 도포하되, 바탕지 양면에 전도성 폴리머층이 형성된 경우는 어떠한 면에 그 단열성 폴리머를 함침 또는 도포해도 상관없으나, 바탕지 일면에 전도성 폴리머층이 형성된 경우 그 바탕지를 기준으로 단열성 폴리머층이 전도성 폴리머층과 대향 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In the process of forming a heat insulating polymer layer, the sixth step of the present invention impregnates or applies a liquid heat insulating polymer to one side of the cut surface heating element, and impregnates or applies the heat insulating polymer to any surface when the conductive polymer layer is formed on both sides of the substrate. Although it may be sufficient, when the conductive polymer layer is formed on one surface of the base paper, it is preferable that the insulating polymer layer is formed to face the conductive polymer layer based on the base paper.

여기서 단열성 폴리머는 다공성 실리카, 고분자 접착제(예로써, 아크릴수지계, α-올레핀계, 우레탄수지계, 에폭시수지계), 기능성 첨가제(내열성 및 내구성이 우수한 핫멜트, 우레탄 수지 등)를 혼합하여 제조하는데, 특히 다공성 실리카 100중량부에 대해 고분자 접착제 5~20중량부와 기능성 첨가제 0.1~5.0중량부를 첨가 및 혼합하여 제조된다.The heat insulating polymer is prepared by mixing porous silica, a polymer adhesive (for example, acrylic resin, α -olefin, urethane resin, epoxy resin), and functional additives (hot melt and urethane resin having excellent heat resistance and durability). It is prepared by adding and mixing 5-20 parts by weight of the polymer adhesive and 0.1-5.0 parts by weight of the functional additive with respect to 100 parts by weight of silica.

이와 같은 단열성 폴리머층에 의하면, 처리비용이 저렴하면서도 기존 방식보다 낮은 두께, 낮은 중량으로 시공성이 우수하면서도 0.01W/mK 이하의 극히 낮은 전도율로 기존 단열재보다 3배 이상의 단열성능을 나타낼 수 있고, 공기무게의 3배정도 밀도(0.003~0.8g/cm3)로 그라비아, 프랙소 등의 인쇄기나 코타기를 사용하여 2㎛~10,000㎛까지 저온 및 고온 발열체에 따라 단열효율이 10~99%로 나타나도록 도포량을 조절할 수 있어, 기존 스티로폼과 같은 단열소재를 부착하는 방식으로 인한 체적의 증가, 시공성 및 내구성 취약 등의 문제점을 극복하게 된다.
According to such a heat insulating polymer layer, the processing cost is low, but the workability is excellent with low thickness and low weight than the existing method, and with the extremely low conductivity of 0.01W / mK or less, the heat insulating performance can be more than three times that of the existing heat insulating material, and 3 times the density (0.003 ~ 0.8g / cm 3 ) using a gravure, flexo, etc. printing machine or corta, the application amount so that the thermal insulation efficiency is 10 ~ 99% depending on the low-temperature and high-temperature heating element from 2㎛ ~ 10,000㎛ It can be adjusted to overcome the problems such as increase in volume, poor workability and durability due to the method of attaching the insulation material, such as conventional styrofoam.

〈제7 단계-은전극선 설치〉<Step 7-Silver Electrode Line Installation>

본 발명의 제7 단계인 은전극선 설치과정을 살펴보면, 일정한 폭과 길이로 절단된 면상발열체에 은(Silver) 분말과, 실리콘, 우레탄, 우레폭시(우레탄+에폭시 수지 혼합물) 등의 수용성 바인더와 희석제를 함께 혼합하여 제조된 은분말 혼합액을 전극형상이 새겨진 고무 또는 스테인리스 인쇄롤러에 묻혀 면상발열체에 인쇄한 후 건조시켜 너비 1~25mm의 은전극선을 설치한다.Looking at the installation process of the silver electrode line, the seventh step of the present invention, a water-soluble binder and diluent such as silver powder, silicon, urethane, urepoxy (urethane + epoxy resin mixture) in a planar heating element cut to a certain width and length The silver powder mixed solution prepared by mixing together is buried in a rubber or stainless steel printing roller engraved with electrode shape, printed on a planar heating element, and dried to install a silver electrode wire having a width of 1 to 25 mm.

여기서 인쇄롤러에 은분말 혼합액을 묻히기 전까지 그 혼합액을 지속적으로 교반하는 것이 바람직하며, 이는 전극의 국소 부위에 전기가 집중됨으로 인해 발생가능한 아크현상을 미연에 방지하기 위한 것이다.Here, it is preferable to continuously stir the mixed liquid until the silver powder mixed liquid is buried in the printing roller, which is to prevent the arc phenomenon that may occur due to the concentration of electricity at a local part of the electrode.

또한 은분말 혼합액을 지속적으로 교반하는 것은 동박전극선(1)이 가지는 전기손실을 보정, 통전율을 보상함으로써 전극에 발생하는 자체 저항에 의한 발열을 극소화시키고 수명을 연장할 수 있게 하며, 은전극선이 면상발열체와 완전 밀착되도록 하여 아크현상이 발생되는 것을 방지하도록 한다.
In addition, continuous stirring of the silver powder mixture liquid compensates for the electrical loss of the copper foil electrode line 1 and compensates the current flow rate, thereby minimizing heat generation due to self-resistance generated on the electrode and extending the life. It is to be in close contact with the planar heating element to prevent the occurrence of arc phenomenon.

〈제8 단계-동박전극선 설치〉<Step 8-Installation of Copper Foil Electrode Line>

본 발명의 제8 단계인 동박전극선 설치과정을 살펴보면, 전도성 폴리머(아닐린계, 피롤계, 디오펜계)를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 처리된 25~50㎛ 두께의 압연 동박을 5~25mm의 너비로 레이저 절단 가공한 후, 은전극선위에 겹치도록 설치하거나 약 2~10mm정도의 일정간격으로 이격시킨 다음 압착 설치하여 동박전극선(1)을 설치한다.Looking at the installation process of the copper foil electrode line, the eighth step of the present invention, the rolled copper foil having a thickness of 25 ~ 50㎛ treated with a conductive adhesive or adhesive based on a conductive polymer (aniline-based, pyrrole-based, diopenne-based) 5 ~ 5 ~ 5 ~ After laser cutting to a width of 25mm, it is installed so as to overlap on the silver electrode line or spaced at regular intervals of about 2 ~ 10mm and then crimped to install the copper foil electrode line (1).

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 전도성 폴리머(아닐린계, 피롤계, 디오펜계)를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제를 4~30㎛ 두께로 압연 동박판의 저면(은전극선과 접하는 면)에 코팅 처리한 후, 이형필름(PE, LDPE)으로 전도성 점착제 또는 접착제가 서로 붙지 않도록 가접시키면서 롤(Roll) 상태로 권취하여 동박을 레이저 절단 가공한 다음, 전도성 점착제 또는 접착제가 처리된 동박전극선(1)을 은전극선위에 겹치거나 일정간격으로 이격한 후 동박전극선(1)을 압착 설치한다.In more detail, a conductive adhesive or an adhesive based on a conductive polymer (aniline-based, pyrrole-based, or diopen-based) is coated on the bottom surface (surface in contact with the silver electrode wire) of the rolled copper foil to a thickness of 4 to 30 μm. After that, the copper foil electrode line 1 having the conductive adhesive or the adhesive is treated by laser-cutting the copper foil by winding in a roll state while the conductive adhesive or the adhesive is not bonded to each other with the release films PE and LDPE. After overlapping the silver electrode lines or spaced at regular intervals, the copper foil electrode line (1) is crimped and installed.

상기와 같이 은전극선상에 동박전극선(1)을 압착시킴으로써 계면통전 저항 증가와 전기 집중화 현상에 의한 아크방전 형태의 전극 불량을 방지하고, 통전이 가능한 면상발열체의 단일체 길이를 15~30m까지 하여 전기 인입부와 끝단간의 온도 편차없이 사용할 수 있다. 또한 전극에서의 과부하에 의한 전극선의 발열현상을 방지할 수 있는 다중 전극선의 형태를 구성함으로써 전극선의 부분 파손 및 면상발열체와의 계면통전 저항 증가에 따른 아크현상 방지와 들뜸에 의한 아크 현상을 미연에 방지하여 면상발열체의 안정성과 전극선에서의 전자기파 울림 현상을 극소화시키고 면상발열체의 수명을 연장할 수 있다.
By crimping the copper foil electrode line 1 on the silver electrode line as described above, it is possible to prevent the failure of the arc discharge type electrode due to the increase in the interface conduction resistance and the electric concentration, and the unitary length of the planar heating element capable of conducting electricity to 15 to 30 m. It can be used without temperature deviation between the inlet and the end. In addition, by forming the form of a multi-electrode wire that can prevent the heat generation of the electrode wire due to overload in the electrode, it prevents the arc phenomenon caused by partial breakage of the electrode wire and the increase in the interface conduction resistance with the planar heating element, and the arc phenomenon caused by the lifting. It is possible to minimize the stability of the planar heating element and the ringing of electromagnetic waves in the electrode line, and to extend the life of the planar heating element.

〈제9 단계-절연층 형성〉<Step 9-Insulation Layer Formation>

본 발명의 제9 단계인 절연층 형성 과정을 살펴보면, 동박전극선(1)이 설치된 면상발열체에 절연재가 융용된 절연액을 도포 후 절연필름으로 압착하거나 절연액으로 코팅하여 사출함으로써 면상발열체상에 절연층을 형성하게 된다.Looking at the insulating layer forming process of the ninth step of the present invention, after applying the insulating solution in which the insulating material is fused to the planar heating element in which the copper foil electrode line 1 is installed, it is insulated on the planar heating element by pressing with an insulating film or coating and injecting with an insulating solution To form a layer.

그런데 종래 면상발열체의 방식은 폴리에스테르(PET) 필름 위에 카본분말과 바인더를 혼합하여 일정한 모양으로 인쇄한 후 폴리에스테르필름과 열접착제인 EVA를 이용하여 면상발열체에 절연접착하는 과정에 따르므로, 발열온도 구현의 한계(이론가능치 83℃)를 벗어날 수 없어 용도의 다양성에 제한을 받을 뿐 아니라, 절연필름의 소재에도 제한을 받아 일정 온도(약 65℃) 이상 발열시에는 절연필름에 적층된 EVA가 부풀어올라 면상발열체의 외관 및 성능에 치명적 결함을 발생시킴으로 제한적인 면상발열체를 제조할 수밖에 없으나, 본 발명에서는 절연재 코팅 과정을 통해 종래의 면상발열체와 접착방식 및 접착소재 부분에서 차별화된다.However, in the conventional planar heating element, the carbon powder and the binder are mixed on the polyester film and printed in a predetermined shape, followed by the process of insulation bonding to the planar heating element using the polyester film and the EVA, which is a heat adhesive. It is not only limited to the variety of uses because it cannot escape the limit of temperature implementation (theoretical value of 83 ℃), and also limited to the material of insulating film. The swelling causes a fatal defect in the appearance and performance of the planar heating element, but can not only produce a limited planar heating element, the present invention is differentiated from the conventional planar heating element and the adhesive method and the adhesive material portion through the insulating material coating process.

종래의 면상발열체는 절연층과 절연필름이 다층구조를 형성하는 것이 아니라 일정한 물성을 지닌 필름(대표적으로 PET 필름에 열접착제가 도포된 열라미네이트형 절연필름)을 일정한 온도와 압력에서 면상발열체에 밀착시킴으로써 이의 구조 강도 증가, 방수성, 내구성 확보를 도모하게 되는데, 이러한 종래 방식은 간편하고 제조비도 저렴하지만 면상발열체가 일정 온도 60~80℃ 이상으로 발열할 시에 필름 접착제로 사용되어진 EVA가 녹으면서 부피 팽창을 계속해 면상발열체의 절연필름이 부풀어올라 치명적 결함을 야기하게 된다.In conventional planar heating elements, the insulating layer and the insulating film do not form a multi-layered structure, but rather a film having a certain physical property (typically a thermal laminate type insulating film coated with a thermal adhesive on a PET film) is closely adhered to the planar heating element at a constant temperature and pressure. By increasing its structural strength, waterproofing, and durability, the conventional method is simple and inexpensive to manufacture. However, when the planar heating element generates heat above a certain temperature of 60 to 80 ° C., the EVA used as a film adhesive melts as the volume melts. Continued expansion causes the insulation film of the planar heating element to swell and cause fatal defects.

본 발명은 이러한 치명적 결함을 미연에 방지하고, 소비자들이 안심하고 사용할 수 있는 제품의 구성을 위해 기존의 필름접착제인 EVA를 대신하여 절연재인 HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, PP, PEN, PET, 난연 PET, PVC, 타포린, 난연 PVC, PU, TPU, PI, 에폭시 함침 유리섬유 직포(Prepreg), 페놀 함침 유리섬유 직포, 실리콘, 내열실리콘 등의 원료(펠렛)를 T-다이 방식으로 압출기에서 용융시킨 후, 일정한 압력으로 밀어내어 면상발열체에 도포한 다음 T-다이에서 절연필름(HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, PP, PEN, PET, 난연 PET, PVC, 난연 PVC, PU, TPU, PI, 실리콘, 내열실리콘)을 직접 면상발열체에 용융 접착시킴으로서 기존의 접착제의 온도 한계성을 벗어나 자유로운 온도의 제품군을 형성할 뿐 아니라 내구성 및 방수성을 크게 향상시킬 수 있다.The present invention is to prevent such fatal defects in advance, and to replace the existing film adhesive EVA for the construction of a product that can be used safely by consumers, insulation material HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, PP, PEN, PET, flame retardant PET, PVC, tarpaulin, flame retardant PVC, PU, TPU, PI, epoxy impregnated glass fiber woven fabric (prepreg), phenol impregnated glass fiber woven fabric, silicon, heat-resistant silicone, etc. Then, it is pushed to a constant pressure and applied to the planar heating element, and then the insulation film (HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, PP, PEN, PET, flame retardant PET, PVC, flame retardant PVC, PU, TPU, PI, silicone, By heat-gluing the heat-resistant silicon directly to the planar heating element, it is possible to greatly improve durability and waterproofness as well as forming a product range of free temperature beyond the temperature limit of the existing adhesive.

이에 따라 본 발명은 복합구조 카본발열체를 이용하여 온도 제한폭을 현저하게 개선하여 0.15~0.8mm 두께의 발열체로 구현온도 380℃까지 가능하도록 함으로써 다양한 용도에 적용 가능하게 하였으며, 발열 온도별로 절연재 및 절연필름을 선택적으로 사용하여 절연층을 구성함으로써 다양한 온도의 발열체를 완성할 수 있다.Accordingly, the present invention significantly improved the temperature limit using the composite carbon heating element, so that the heating element with a thickness of 0.15 to 0.8 mm can be implemented at various temperatures. By selectively using the insulating layer to form a heating element of various temperatures can be completed.

예를 들면, 100℃이하의 발열체에는 PET 소재의 복합다층필름과 PVC 소재의 복합다층필름, PEN 소재의 복합다층필름으로 절연필름을 형성하고, EVA를 전혀 사용하지 않은 상태에서 T-다이에 PVC, PET, PE, 우레탄 수지를 녹여 PVC, PET, PE, 우레탄 수지를 접착제로 사용함으로써 내열성 및 열압착필름 라미네이팅 접착시 발생할 수 있는 공기량을 극단적으로 제어할 수 있기 때문에 완벽한 접착력과 밀폐성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 온도상승에 따른 면상발열체의 뒤틀림, 오그라듦, 부풀음 변형 및 발열체의 기능 상실 및 아크발생 현상을 원천적으로 제거하여 용도 다양화와 제품 수명의 보장을 도모할 수 있다.For example, in the heating element below 100 ° C, an insulation film is formed of a composite multilayer film made of PET material, a composite multilayer film made of PVC material, and a composite multilayer film made of PEN material, and PVC is not used at all on the T-die. By dissolving PET, PE, and urethane resins and using PVC, PET, PE, and urethane resins as adhesives, it is possible to control the amount of air that can occur during the heat-resistance and thermocompression film lamination bonding. In addition, it is possible to diversify the use and guarantee the life of the product by fundamentally eliminating the distortion, distortion, swelling deformation of the planar heating element due to the temperature rise and the loss of function and arcing of the heating element.

그리고 70~180℃이하의 발열체에는 PEN 소재의 복합다층필름 또는 PREPREG(유리섬유에 페놀수지 또는 에폭시수지를 함침한 재료)를 절연필름으로 사용하고 T-다이에 PVC계열 수지, PE계열 수지 또는 우레폭시 수지 또는 폴리우레탄 수지를 녹여 접착제로 사용하는 한편, 150~300℃ 이하의 발열체에는 폴리이미드필름(PI)을 절연필름으로 사용하고 폴리이미드를 접착제로 사용한다.PEN composite multilayer film or PREPREG (material impregnated with phenolic resin or epoxy resin) is used as insulation film for heating elements below 70 ~ 180 ℃ and PVC-based resin, PE-based resin or urethane is used for T-die. The epoxy resin or polyurethane resin is melted and used as an adhesive, while the polyimide film (PI) is used as the insulating film and the polyimide is used as the adhesive for heating elements of 150 to 300 ° C or lower.

또한 200~400℃ 이하의 발열체에는 내열성 실리콘 수지를 이용하여 절연층을 형성하는 한편, 온도별로 선택된 절연층을 형성하는 방법을 기존의 열체 또는 열롤러 압착 라미네이팅 방식을 탈피한 T-다이 압출성형방식 또는 열프레스 가압 성형방식에 의해 카본 복합구조 면상발열체를 형성함으로써 폭방향에 걸쳐 비교적 균일한 두께의 절연코팅을 구현할 수 있으며, 필름의 냉각 속도를 빠르게 할 수 있어 고속 양산 체제를 구축함과 동시에 제품의 품질을 일정하게 유지할 수 있고, 사용하는 절연필름이 내열성 또는 난연성 소재로 이루어져 아크발생시 화재로 발전되지 않고 스스로 소화되는 것이 가능하다.
In addition, in the heating element of 200 to 400 ° C or less, an insulating layer is formed by using a heat resistant silicone resin, and a method of forming an insulating layer selected for each temperature is performed by using a T-die extrusion molding method, which deviates from the conventional heating or hot roller pressing laminating method. Or by forming a carbon composite structure planar heating element by heat press molding method, insulation coating of relatively uniform thickness can be realized in the width direction, and the cooling speed of the film can be increased. Quality can be kept constant, and the insulating film used is made of heat-resistant or flame-retardant material, it is possible to extinguish itself without generating fire when an arc occurs.

도 2a 내지 도 2c를 참조로 하면, 기술된 바와 같은 상기 제1 내지 제9 단계에 따라 제조된 면상발열체의 다층구조는 바탕지를 기준으로 그 위쪽에 도 2a 내지 도 2c에서 모두 동일하게 전도성 폴리머층, 카본분말 혼합층 및 절연층이 순차적으로 형성되는 한편으로, 바탕지 아래쪽으로는 단열성 폴리머층 및 절연층만 구비되거나, 전도성 폴리머층, 단열성 폴리머층 및 절연층이 구비되거나, 전도성 폴리머층, 카본분말 혼합층, 단열성 폴리머층 및 절연층이 구비된 구조에 따르며, 이러한 다층구조의 적용은 온도분포 균일성이나, 저온 또는 고온발열체의 종류 등에 따라 선택적으로 변경 적용될 수 있다.
Referring to Figures 2a to 2c, the multilayer structure of the planar heating element prepared according to the first to the ninth step as described above are all the same conductive polymer layer in Figures 2a to 2c above the base paper , The carbon powder mixture layer and the insulating layer are formed sequentially, while only the insulating polymer layer and the insulating layer are provided below the base sheet, or the conductive polymer layer, the insulating polymer layer and the insulating layer are provided, or the conductive polymer layer and the carbon powder. According to the structure provided with the mixed layer, the heat insulating polymer layer and the insulating layer, the application of this multi-layer structure can be selectively changed depending on the temperature distribution uniformity, the type of low temperature or high temperature heating element.

〈제10 단계-은박 및 동박접지선 설치〉<Step 10-Installation of Silver and Copper Foil Ground Wires>

도 3을 참조로 하여 본 발명의 제10 단계인 은박(3) 및 동박접지선(2) 설치과정을 살펴보면, 전도성 폴리머를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 코팅된 동박접지선(2)을 절연층 일면 또는 양면에 은전극선 및 동박전극선(1)과 동일방향으로 부착한 다음 그 동박접지선(2)을 10~100mm 폭의 은박(3)으로 밀폐 및 고착시키게 되며, 여기서 동박접지선(2)은 두께 35~50㎛, 폭 10~25mm인 것을 사용하게 된다.Looking at the installation process of the silver foil (3) and the copper foil ground wire (2) of the tenth step of the present invention with reference to Figure 3, insulated copper foil ground wire (2) coated with a conductive adhesive or adhesive based on the conductive polymer The silver electrode wire and the copper foil electrode line 1 are attached to one side or both sides of the layer in the same direction, and then the copper foil ground line 2 is sealed and fixed with silver foil 3 having a width of 10 to 100 mm, where the copper foil ground line 2 is 35-50 micrometers in thickness, and 10-25 mm in width will be used.

이와 같은 은박(3) 및 동박접지선(1) 설치에 의하면, 면상발열체에 유기되는 전자파가 동박접지선(1)을 통해 제거됨과 동시에 그 전자파가 외부로 누출되는 것을 은박(3)이 완전히 차폐시킬 수 있어 보다 안정적인 면상발열체의 사용을 가능하게 한다.According to the installation of the silver foil 3 and the copper foil ground wire 1, the electromagnetic foil organically induced in the planar heating element is removed through the copper foil ground wire 1, and the silver foil 3 can completely shield the leakage of the electromagnetic waves to the outside. The more stable planar heating element can be used.

참고로 저온, 고온 면상발열체의 종류 및 크기에 따라 접지선의 개수를 선택적으로 조절하여 적용할 수 있으며, 외부 접지선과의 연결을 고려하여 면상발열체 일면이나 타면에 설치하게 된다.
For reference, the number of grounding wires can be selectively adjusted according to the type and size of the low-temperature and high-temperature plane heating elements, and they are installed on one side or the other side of the plane heating elements in consideration of the connection with the external grounding wire.

<추가단계-대전방지층 형성><Additional Steps-Formation of Antistatic Layer>

기술된 바와 같이 제1 내지 제9 단계 또는 제1 내지 제10 단계를 거쳐 제조된 면상발열체는 다층구조를 형성하게 되는데, 이와 같은 단계를 거쳐 제조된 면상발열체의 대전방지 기능을 강화하기 위해 도 4에서와 같이 종래 공지된 다양한 대전방지 소재를 사용하여 바탕지를 중심으로 은박 및 동박접지선에 의한 접지기능층과 대향되도록 면상발열체 최상부에 대전방지층을 1개 층 이상으로 형성할 수 있으며, 여기서 대전방지층의 개수는 저온 또는 고온발열체의 종류에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.
As described above, the planar heating element manufactured through the first to ninth steps or the first to tenth steps forms a multi-layered structure. In order to reinforce the antistatic function of the planar heating element manufactured through the above steps, FIG. By using a variety of antistatic materials known in the prior art as one of the antistatic layer can be formed on the top surface of the planar heating element so as to face the ground functional layer by the silver foil and copper foil ground line around the base, wherein the antistatic layer of The number may be selectively applied according to the type of low temperature or high temperature heating element.

Claims (6)

카본극세사, 제지용 펄프, 수용성 바인더 및 물을 혼합하거나 카본극세사, 폴리에스테르계 인조사, 제지용 펄프, 수용성 바인더 및 물을 혼합한 카본극세사 혼합액으로 바탕지를 제조하는 제1 단계와;
카본분말, 전도성 폴리머, 수용성 바인더, 물을 혼합하여 카본분말 혼합액을 제조하는 제2 단계와;
상기 바탕지 일면 또는 양면에 전도성 폴리머층을 형성하는 제3 단계와;
상기 전도성 폴리머층이 형성된 바탕지 일면 또는 양면으로 상기 카본분말 혼합액을 함침 또는 도포한 후 건조시켜 카본분말 혼합층이 형성된 면상 발열체를 제조하는 제4 단계와;
상기 카본분말 혼합층이 형성된 면상 발열체를 일정한 폭과 길이로 재단하는 제5 단계와;
재단된 면상 발열체 일면에 액상의 단열성 폴리머를 함침 또는 도포하되, 상기 바탕지 일면에 전도성 폴리머층이 형성된 경우 그 바탕지를 기준으로 단열성 폴리머층이 전도성 폴리머층과 대향 형성되도록 하는 제6 단계와;
은분말, 수용성 바인더 및 희석제로 이루어진 은분말 혼합액을 면상발열체의 카본분말 혼합층 양측에 도포한 후 건조시켜 은전극선을 설치하는 제7 단계와;
전도성 폴리머를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 코팅된 동박전극선(1)을 상기 은전극선상에 압착시키는 제8 단계와;
상기 은전극선과 동박전극선(1)이 설치된 면상 발열체에 절연재를 융용 도포한 후 건조시켜 절연층을 형성하는 제9 단계와;
전도성 폴리머를 기본으로 하는 전도성 점착제 또는 접착제가 저면에 코팅된 동박접지선(2)을 상기 절연층 일면 또는 양면에 부착한 다음 그 동박접지선(2)을 은박(3)으로 밀폐 및 고착시키는 제10 단계;로 이루어지되,
상기 단열성 폴리머는 다공성 실리카 100중량부에 대해 고분자 접착제 5~20중량부와 기능성 첨가제 0.1~5.0중량부를 혼합하여 제조되며,
상기 제9 단계 또는 제10 단계 다음으로는 대전방지 소재를 사용하여 면상발열체의 상부에 1개 층 이상으로 대전방지층을 형성하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법.
A first step of preparing a base paper from a carbon microfiber mixed solution of carbon microfiber, paper pulp, a water-soluble binder and water or a carbon microfiber, polyester-based phosphorus, paper pulp, a water-soluble binder and water;
A second step of preparing a carbon powder mixture by mixing carbon powder, a conductive polymer, a water-soluble binder, and water;
Forming a conductive polymer layer on one or both surfaces of the base sheet;
A fourth step of manufacturing a planar heating element in which the carbon powder mixed layer is formed by impregnating or applying the carbon powder mixed liquid to one or both surfaces of the base paper on which the conductive polymer layer is formed;
A fifth step of cutting the planar heating element in which the carbon powder mixture layer is formed to have a predetermined width and length;
A sixth step of impregnating or applying a liquid insulating polymer to one surface of the cut surface heating element, wherein the insulating polymer layer is formed to face the conductive polymer layer based on the substrate when the conductive polymer layer is formed on one surface of the substrate;
A seventh step of applying a silver powder mixture consisting of a silver powder, a water-soluble binder and a diluent to both sides of the carbon powder mixed layer of the planar heating element, and then drying the silver powder;
An eighth step of pressing the copper foil electrode line (1) coated on the bottom of the conductive adhesive or adhesive based on the conductive polymer onto the silver electrode line;
A ninth step of melt-coating an insulating material on a planar heating element provided with the silver electrode line and the copper foil electrode line (1), and then drying it to form an insulating layer;
A tenth step of attaching the copper foil ground wire 2 coated with the conductive adhesive or adhesive based on the conductive polymer to one or both surfaces of the insulating layer, and then sealing and fixing the copper foil ground wire 2 with the silver foil 3. Consisting of;
The heat insulating polymer is prepared by mixing 5 to 20 parts by weight of a polymer adhesive and 0.1 to 5.0 parts by weight of a functional additive based on 100 parts by weight of porous silica,
Next to the ninth step or the tenth step, the planar heating element with insulation and grounding function further comprises the step of forming an antistatic layer on the upper surface of the planar heating element by using an antistatic material. Manufacturing method.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체.Planar heating element provided with a heat insulating and grounding, characterized in that prepared according to claim 1.
KR1020100110052A 2010-11-05 2010-11-05 Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function KR101108219B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100110052A KR101108219B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100110052A KR101108219B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101108219B1 true KR101108219B1 (en) 2012-01-31

Family

ID=45614604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100110052A KR101108219B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101108219B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101264268B1 (en) * 2012-10-15 2013-05-22 (주)비젼테크 Method for making graphite paper including silver powder layer
KR101604383B1 (en) * 2015-01-20 2016-03-17 주식회사 세기센추리 Heat insulating member for the planar heating element having function to remove harmfulness current and method of producing planar heating element using the same
KR101944945B1 (en) * 2018-06-08 2019-02-07 주식회사 세기센추리 Plate heater with waterproof and dampproof function and Plate heater system
WO2019039718A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 한국전기연구원 Woven flexible planar heating element comprising protective film, and method for producing same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164150A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flat heating equipment
KR100479509B1 (en) * 2000-11-16 2005-03-28 함창화 Fiber reinforced electrical conduction film
KR100973593B1 (en) * 2006-06-27 2010-08-03 앤에이오에스 주식회사 Method for manufacturing planar heating element using carbon micro-fibers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100479509B1 (en) * 2000-11-16 2005-03-28 함창화 Fiber reinforced electrical conduction film
JP2002164150A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flat heating equipment
KR100973593B1 (en) * 2006-06-27 2010-08-03 앤에이오에스 주식회사 Method for manufacturing planar heating element using carbon micro-fibers

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101264268B1 (en) * 2012-10-15 2013-05-22 (주)비젼테크 Method for making graphite paper including silver powder layer
KR101604383B1 (en) * 2015-01-20 2016-03-17 주식회사 세기센추리 Heat insulating member for the planar heating element having function to remove harmfulness current and method of producing planar heating element using the same
WO2019039718A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 한국전기연구원 Woven flexible planar heating element comprising protective film, and method for producing same
KR20190021680A (en) * 2017-08-23 2019-03-06 한국전기연구원 A woven flexible surface heating element including an insulating film
KR102434600B1 (en) * 2017-08-23 2022-08-19 한국전기연구원 A woven flexible surface heating element including an insulating film
KR101944945B1 (en) * 2018-06-08 2019-02-07 주식회사 세기센추리 Plate heater with waterproof and dampproof function and Plate heater system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5097203B2 (en) Planar heating element using carbon microfiber and method for producing the same
CN102307403B (en) Self-limiting temperature electrothermal membrane of PTC high-molecular conductive fiber and preparation method thereof
KR101108219B1 (en) Method for manufacturing planar heating element using carbon equipped with insulation and earth function
CN100588298C (en) Method for producing planar heating body with carbon fiber
CA2699966A1 (en) Surface heating system
KR101593983B1 (en) Heating Surface for Wet using a Constant-temperature Polymer PTC Heating Ink
KR102089986B1 (en) Planar heater and manufacturing method thereof
CN103974471A (en) Nano-composite current-conducting electric heating film and production method thereof
CN100588299C (en) Method for producing multifunction heating paper with carbon fiber
CN108770096A (en) A kind of preparation process of heating film
CN209562827U (en) A kind of ultra-thin electric heating composite soft membrane
CN104159341A (en) Self-temperature-limiting conductive polymer electrothermal film with grounding layer
KR100909930B1 (en) Planar heating element and its manufacturing method
CN101150891A (en) Nano carbon crystal material and its method for making electric heating plate
CN102126317A (en) Multi-layer heating composite fabric
CN203675344U (en) Infrared carbon crystal electronic heating plate
KR20110100495A (en) Method for manufacturing fixed temperature planar heating element using carbon micro-fibers
KR100703029B1 (en) Heating Unit with Good Resistance Properties
KR20180085174A (en) calorific plate and manufacturing method thereof
JP3222649U (en) Carbon coated surface heater
KR102670299B1 (en) A heating fabric and manufacturing method thereof
WO2017007082A1 (en) Method for manufacturing sheet-type heating element for wet etching using polymeric ptc constant heating ink
CN220995704U (en) Tear-resistant mica tape
CN214083243U (en) Conductive cotton cloth
KR20100004702U (en) sheet type heating element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee