KR101257643B1 - 면상발열체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR101257643B1 KR1020120141427A KR20120141427A KR101257643B1 KR 101257643 B1 KR101257643 B1 KR 101257643B1 KR 1020120141427 A KR1020120141427 A KR 1020120141427A KR 20120141427 A KR20120141427 A KR 20120141427A KR 101257643 B1 KR101257643 B1 KR 101257643B1
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Abstract

본 발명은 면상발열체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 종래와 같은 스텐레스 타입의 기판이 아니라 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)을 가공ㆍ제작하여 알루미늄 기판의 전면(101) 및 후면(102)에 전기화학적 전해 방법을 이용하여 알루미나 산화물로 양극산화피막을 갖는 제1/제2 절연층(210,220)을 형성시키고, 상기 제1 절연층(210) 위에 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체를 인쇄한 후 건조 및 소성시키며, 상기 발열체에 AC전원을 공급하기 위한 전극(Conductor,400)을 인쇄한 후 건조시킨다. 또한, 상기 알루미늄 기판의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층 위에 추가로 바인더(Binder,500)를 코팅하고, 발열체의 상부면에는 표면 경도, 내마모성, 전기적 절연 안정성을 위해 알루미나 산화물로 이중 덧칠하여 제3 절연층(600)을 형성시킨 후, 상기 알루미늄 기판(100)에 인쇄된 전극(400)의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하는 공정 단계를 포함함으로써, 종래의 스텐레스 기판(SUS Substrate)방식과 같은 기판 한쪽 면에서 발열되는 것을, 기판 양면에서 동시 발열이 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있고, 경질 아노다이징 기판은 가격이 비교적 저렴하고 가공ㆍ제작 및 알루미늄 금속 표면에 양극산화피막 절연층 형성이 용이하여, 종래의 스텐레스 기판과 같은 문제점들을 모두 보완할 수 있으며, 발열기판 양면으로 비데용 세정수의 유로를 형성시켜 순간 가열 효율이 높이기 때문에, 별도의 온수 저장 공간이 필요 없이 세정수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

면상발열체 및 그 제조 방법{Plate Heater and method for manufacturing the same}
본 발명은 면상발열체에 관한 것으로, 특히 비데(Bidet)의 세정수를 순간 가열시키기 위하여, 종래의 기판 한쪽 면에서 발열되는 스텐레스 기판(SUS Substrate) 방식이 아니라 경질 아노다이징(Hard Anodizing) 기판을 사용하여 기판 양면에서 세정수를 순간 가열하도록 한 면상발열체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 비데(Bidet)는 위생도기의 일종으로 용변 후 생식기와 항문 주위를 세척하는 데 쓰이는 기구로 쓰이며, 흔히 욕실 안에 설치되어 있다.
비데의 사용자의 버튼조작에 따라 적당한 온도를 지닌 온수가 분출되어 부드럽게 국부를 세척해주는 장치로서 치질, 방광염, 질염, 설사로 인한 국부와 항문주변의 쓰라림과 슬러지 등을 제거하는 데 사용됨은 물론 여성의 월경과 산후조리 시에도 사용된다.
이러한 비데 장치는 온수탱크에서 적정온도로 가열된 원수를 상시 저장하고 있거나, 사용자 동작에 의해 비데용 세정수를 순간적으로 가열하는 순간 가열 히터를 통해 가열된 온수로 국부나 항문 주변을 손을 사용하지 않고서도 위생적으로 세척할 수 있는 기술들이 개발되어 왔다.
그러나 상시 온수저장 방식은, 일정량의 온수를 일정 온도로 계속 유지시켜야 하므로 온수유지에 따른 전력소모량이 많아지고, 비데를 장시간 사용하지 않을 경우에 온수탱크에 충전된 물이 오염되거나 세균이 번식하여 인체에 유해한 문제점이 있다.
또한, 종래의 비데용 순간 가열 히터 방식은, U자 또는 일(一)자 형상의 히팅 제품은 부피가 크고 가열되는 세정수의 유로가 단순하여 가열효율이 낮을 뿐만 아니라 가열된 세정수가 곧 바로 출수되기 때문에 지나치게 뜨거운 세정수가 곧 바로 사용자에게 공급되어서 사용에 불편한 점이 있었다.
그리고 U자 또는 일(一)자 형상의 히팅 제품을 다소 개선시킨 면상 히터(Panel Heater) 방식은, 플레이트 소재가 스텐레스(Sus)로 가공비가 높고 발열체의 하단면만 가열되는 방식이므로 비데 용 세정수 온도를 -5 ~ ＋40℃ 유지를 위한 히팅 발열체의 용량이 1200W급으로 온수 가열에 따른 전력소모량이 많은 문제점이 여전히 안고 있다.
따라서 본 발명은 경질 아노다이징 기술을 적용시킨 전혀 새로운 비데용 면상발열체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는, 비데(Bidet)의 세정수를 순간 가열시키기 위하여, 종래의 스텐레스 기판(SUS Substrate)방식과 같은 기판 한쪽 면에서 발열되는 것이 아니라, 경질 아노다이징(Hard Anodizing) 기판을 사용하여 기판 양면에서 발열되어 비데용 세정수를 순간 가열하도록 한 면상발열체 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 가로 163.3mm×세로63.6mm×두께1.48mm 규격을 갖는 직사각형 기판과, 상기 기판 일측에는 비데 장치와 고정 체결할 수 있도록 상기 기판의 규격보다 작은 일측이 라운드 처리된 확장 터미널(110)이 연장되며, 상기 직사각형 가장자리에는 스크류를 체결할 수 있도록 다수개의 스크류 홀(120)을 형성시킨 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)을 가공ㆍ제작하는 제1 단계와; 상기 가공ㆍ제작된 알루미늄 기판의 전면(101) 및 후면(102)에는 전기화학적 전해(Electrolytie) 방법을 이용하여 알루미나(Alumina) 산화물 도료를 1~6회로 도포하여 양극산화피막(Hard Anodizing)을 갖는 제1/제2 절연층(210,220)을 형성시키는 제2 단계와; 상기 양극산화피막을 갖는 제1 절연층(210) 위에 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체는 정격전압 100V/220V, 정격전류 8.4A~5.4A, 소비전력 0.9KW~1.2KW, 발열면적은 2,997mm2, 전력밀도 40W/cm, 레지스턴스(Resistance) 8.3Ω(±5%)~40.3Ω(±5%)을 갖도록 도체 패턴(Conductor Pattern,310)방식 또는 저항 패턴(Resistor Pattern,320)방식 중에서 어느 하나가 선택되어 스크린 프린터(Screen Printer)로 발열체(300)를 인쇄한 후 건조 및 소성시키는 제3 단계와; 상기 발열체를 갖는 도체 패턴 또는 저항 패턴의 선단 일측으로 AC전원을 공급하기 위해 스크린 프린터(Screen Printer)로 전극(Conductor, 400) 및 전극단자(410)를 인쇄한 후 건조시키는 제4 단계와; 또한, 상기 제4 단계 후, 상기 알루미늄 기판의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층 위에 추가로 바인더(Binder,500)를 코팅하는 제5 단계와; 상기 제5 단계 후, 상기 제3 단계의 인쇄된 발열체의 상부면에 표면 경도와 내마모성 및 전기적 절연 안정성을 위해 알루미나(Alumina) 산화물로 이중 덧칠(Overglaze)하여 제3 절연층(600)을 형성시키는 제6 단계와; 상기 제6 단계 후, 상기 알루미늄 기판의 전면(101)에 인쇄된 전극의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 면상발열체 제조 방법에 따른 전기적 절연 안정성은, 피막의 두께가 50㎛에서는 절연파괴 전압은 900Volt~1,200Volt이고, 75㎛에서는 절연파괴 전압은 1,300Volt~1,800Volt이며, 그리고 100㎛에서는 절연파괴 전압이 1,500Volt~2,000Volt인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 면상발열체 및 그 제조 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명의 기판은 알루미늄 금속 표면에 전기화학적 전해 방법을 이용하여 산화 알루미나의 산화물 층을 형성시킨 경질 아노다이징 기판을 사용함으로써, 종래의 스텐레스 기판(SUS Substrate)방식과 같은 기판 한쪽 면에서 발열되는 것을, 기판 양면에서 동시 발열이 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있다.
(2) 종래의 스텐레스 기판은 가격이 비싸고 가공이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 금속 표면에 절연층 형성이 어려워 내열성 및 전기적인 절연 안정성이 떨어지는 반면에, 본 발명의 경질 아노다이징 기판은 가격이 비교적 저렴하고 가공ㆍ제작 및 알루미늄 금속 표면에 양극산화피막 절연층 형성이 용이하여, 종래의 스텐레스 기판과 같은 문제점들을 모두 보완할 수 있다.
(3) 본 발명의 경질 아노다이징 발열기판을 사용할 경우, 발열기판 양면으로 비데용 세정수의 유로를 형성시킬 수 있고 순간 가열 효율이 높기 때문에, 유출관 전에 가열된 온수가 잠시 머무는 별도의 전실공간이 필요 없이 출수되는 세정수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 독특한 작용효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열체 및 그 제조 방법에 대한 면상발열체의 전체 구성을 나타낸 것으로, (가)는 평면도, (나)는 측면도, (다)는 배면(후면)도를 각각 나타낸 도면
도 2는 상기 도 1에 대한 면상발열체의 레이어 층을 구체적으로 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열체 및 그 제조 방법에 대한 전체 공정을 나타낸 플로워 챠트
도 6은 상기 도 3의 면상발열체 제조 방법에 따른 전기적 절연 안정성에 대한 특징을 한정 또는 부가한 설명도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열체 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시하더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면상발열체의 핵심 기술적 구성수단은, 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100), 제1/제2/제3 절연층(210,220,600), 발열체(300), 전극(Conductor, 400), 바인더(Binder,500), 리드선(Lead Wire,700)을 포함한다.
도 1을 참조하여, 상기 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)은, 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체의 베이스 기판 수단으로, 가로 163.3mm×세로63.6mm×두께1.48mm 규격을 갖는 직사각형 기판과, 상기 기판 일측에는 비데 장치와 고정 체결할 수 있도록 상기 기판의 규격보다 작은 일측이 라운드 처리된 확장 터미널(110)이 연장되며, 상기 직사각형 가장자리에는 스크류를 체결할 수 있도록 다수개의 스크류 홀(120)을 형성시킨다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 제1/제2 절연층(210,220)은, 상기 발열체의 베이스 기판인 알루미늄 기판을 경질 아노다이징(Hard Anodizing) 하기 위한 수단으로, 가공ㆍ제작된 알루미늄 기판의 전면(101) 및 후면(102)에 전기화학적 전해(Electrolytie) 방법을 이용하여 알루미나(Alumina) 산화물로 양극산화피막을 형성시킨다.
여기서 경질 아노다이징(Hard Anodizing)이란, 알루미늄 금속판이나 주조 용융금속인 다이캐스팅(Die Casting) 제품에 경질 양극산화피막을 처리한 것을 뜻하며, 알루미늄(Aluminum) 금속 표면에 전기화학적 전해 방법을 이용하여 산화 알루미나의 산화물층을 형성시켜 알루미늄 표면의 경도와, 내식성, 내마모성, 전기적 절연 등의 기능적인 특성을 극대화하여 주는 것을 말한다.
또한, 경질 양극산화피막의 두께 증가분은 알루미늄 금속의 합금성분에 의하여 달라질 수 있으며, 경질 양극산화피막 처리 후 두께 증가에 의한 부가 치수는 합금종류에 따라 다소 차이가 발생하지만 두께의 실제 부가 치수는 전체 피막 두께의 1/2에 달한다.
다시 말해서, 알루미늄 금속 표면에 전기화학적 전해 방법을 이용하여 경질 양극산화피막을 처리할 경우, 산화 알루미나의 산화물이 알루미늄 금속 표면으로 약 50%가량 침투하여 양극산화피막을 형성하기 때문에 알루미늄 금속표면은 높은 경도와, 내식성, 내마모성, 전기적 절연 등의 기능적인 특성을 극대화시킬 수 있다(도 2 참조).
따라서 본 발명의 실시 예에서는 경질 아노다이징의 기능적 특성을 이용하여 종래의 스텐레스 기판과 같은 문제점을 극복함과 동시에, 저소비전력으로 비데용 세정수를 순간 가열할 수 있는 히터의 기판 소재를 알루미늄 기판으로 대체한 것에 그 특징이 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는, 내식성과 전기적인 절연 안정성을 고려하여 상기 양극산화피막을 갖는 제1/제2 절연층(210,220) 각각의 두께를, 15㎛~220㎛으로 형성되도록 하기 위해 알루미나(Alumina) 산화물 도료를 1~6회로 도포시킨다.
이와 같은 15㎛~220㎛의 절연층 두께를 가질 때 양극산화피막의 염수분무시험(Salf Splay Tester)결과, 본 발명의 실시 예에 따른 경질 양극산화피막의 내식성(Corrosion Resistance)은 피막의 두께가 50㎛에서 8,640hour까지 유지되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 피막시험 결과는 비데 세정수의 염수성분에 충분히 견딜 수 있다는 것이다.
또한, 경질 양극산화피막의 전기적 절연 안정성 시험(Electrical Resistance Tester)결과, 피막의 두께가 50㎛에서는 절연파괴 전압은 900Volt~1,200Volt로 확인되고, 75㎛에서는 절연파괴 전압이 1,300Volt~1,800Volt로 확인되며, 그리고 100㎛에서는 절연파괴 전압이 1,500Volt~2,000Volt로 확인되었다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 경질 아노다이징 처리한 알루미늄 소재의 발열기판은 내식성과 내마모성 및 전기적 절연 안정성이 매우 높다는 것을 알 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발열체(300)는, 상기 양극산화피막을 갖는 제1 절연층(210)의 위에 패턴화시켜 비데용 세정수를 가열하기 위한 히터 수단으로, 상기 발열체(300)는 도체 패턴(Conductor Pattern, 310)방식 또는 저항 패턴(Resistor Pattern, 320)방식 중에서 어느 하나가 선택되어 스크린 프린터(Screen Printer)로 인쇄한 후 건조시켜 소성시킨다.
여기서 본 발명의 실시 예에 따른 상기 발열체(300)의 사양은, 정격전압은 100V/220V, 정격전류 8.4A~5.4A, 소비전력 0.9KW~1.2KW, 발열면적은 2,997mm2, 전력밀도 40W/cm, 레지스턴스(Resistance) 8.3Ω(±5%)~40.3Ω(±5%)이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 발열체 인쇄 방법은, 기판상에 인쇄기술을 사용하는 후막(厚膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit) 또는 기판상에 증착(Sputtering) 방식을 이용하는 박막(薄膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit) 중에서 어느 하나가 선택되는 것으로 한다.
여기서 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit)란, 둘 이상의 이종의 집적회로를 조합하거나 혹은 반도체 기술과 박막 또는 후박기술을 병용한 집적회로를 말한다. 후막(厚膜) 하이브리드 IC는 대전력용이고 가격이 싸기 때문에 비디오, 오디오 기기, 비데용 발열체 등 민생용 기기, 자동차 관련 기기 등 폭넓은 분야에서 사용되는 반면에, 박막(薄膜) 하이브리드 IC는 가격이 약간 비싸기 때문에 특히 고정밀도, 고주파 성능이 좋아야 하는 통신기기, 마이크로 제어 부품 등의 이용에 국한되고 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 도체 패턴(310) 또는 저항 패턴(320) 방식을 채택하는 발열체는 대전력용, 고정밀도가 모두 요구되므로 양자 중에서 어느 하나가 선택될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 전극(Conductor,400)은, 발열체를 갖는 도체 패턴 또는 저항 패턴의 선단 일측으로 AC전원을 공급하기 위한 수단으로, 스크린 프린터(Screen Printer)로 전극(Conductor,400) 및 전극단자(410)를 인쇄한 후 건조시키며, 전극소재는 도전율이 높은 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu) 중에서 어느 하나가 선택될 수 있다.
도 2를 참조하여, 상기 바인더(Binder,500)는, 본 발명의 실시 예에 따른 알루미늄 기판(100) 히터의 내압용 도료로서, 상기 알루미늄 기판(100)의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층(220)에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층(220) 위에 추가로 상기 바인더(Binder,500)가 코팅되어진다.
한편, 도 2를 참조하여, 상기 제1 절연층(210)에는, 상기 인쇄된 발열체(300)의 상부면에 대한 표면 경도와, 내마모성, 전기적 절연 안정성을 높이기 위하여, 알루미나(Alumina) 산화물로 이중 덧칠(Overglaze)하여 제3 절연층(600)을 형성시킨다.
다시 도 1을 참조하여, 상기 리드선(Lead Wire,700)은, 외부로부터 전극(400)에 AC전원을 공급하기 위한 인입선 수단으로, 상기 알루미늄 기판(100)에 인쇄된 전극(400)의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하여 부착시킨다.
다음은 도 3과 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 면상발열체 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에서는, 가로 163.3mm×세로63.6mm×두께1.48mm 규격을 갖는 직사각형 기판과, 상기 기판 일측에는 비데 장치와 고정 체결할 수 있도록 상기 기판의 규격보다 작은 일측이 라운드 처리된 확장 터미널(110)이 연장되며, 상기 직사각형 가장자리에는 스크류를 체결할 수 있도록 다수개의 스크류 홀(120)을 형성시킨 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)을 가공ㆍ제작하는 제1 단계(S100)를 갖는다.
다음은, 상기 가공ㆍ제작된 알루미늄 기판의 전면(101) 및 후면(102)에는 전기화학적 전해(Electrolytie) 방법을 이용하여 알루미나(Alumina) 산화물로 양극산화피막(Hard Anodizing)을 갖는 제1/제2 절연층(210,220)을 형성시키는 제2 단계(S200)를 갖는다.
여기서 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 양극산화피막을 갖는 제1/제2 절연층은, 알루미나(Alumina) 산화물 도료를 1~6회로 도포하여, 상기 제1/제2 절연층 각각의 두께는 15㎛~220㎛인 것으로 한다.
또한, 상기 양극산화피막을 갖는 제1 절연층(210) 위에 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체(300)를 갖도록 도체 패턴(Conductor Pattern,310)방식 또는 저항 패턴(Resistor Pattern,320)방식 중에서 어느 하나가 선택되어 스크린 프린터(Screen Printer)로 발열체를 인쇄한 후 건조 및 소성시키는 제3 단계(S300)를 갖는다.
여기서 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 발열체(300)의 사양은, 정격전압 100V/220V, 정격전류 8.4A~5.4A, 소비전력 0.9KW~1.2KW, 발열면적 2,997mm2, 전력밀도 40W/cm, 레지스턴스(Resistance) 8.3Ω(±5%)~ 40.3Ω(±5%)인 것으로 한다.
또한, 상기 발열체 인쇄 방법은, 기판 상에 인쇄기술을 사용하는 후막(厚膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit) 또는 기판상에 증착(Sputtering) 방식을 이용하는 박막(薄膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit) 중에서 어느 하나가 선택되는 것으로 한다.
상기 후막(厚膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit)와 박막(薄膜) 하이브리드 IC(Hybrid Integrated Circuit) 인쇄 방식에 대하여서는 전술한 바와 같다.
또한, 상기 발열체(300)를 갖는 도체 패턴(310) 또는 저항 패턴(320)의 선단 일측으로 AC전원을 공급하기 위하여 스크린 프린터(Screen Printer)로 전극(Conductor,400) 및 전극단자(410)를 인쇄한 후 건조시키는 제4 단계(S400)를 갖는다.
또한, 상기 제4 단계 후, 상기 알루미늄 기판(100)의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층(220)에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층(220) 위에 추가로 바인더(Binder,500)를 코팅하는 제5 단계(S500)를 갖는다.
또한, 상기 제5 단계 후, 상기 제3 단계의 인쇄된 발열체(300)의 상부면에는 표면 경도와 내마모성 및 전기적 절연 안정성을 위해 알루미나(Alumina) 산화물로 이중 덧칠(Overglaze)하여 제3 절연층(600)을 형성시키는 제6 단계(S600)를 갖는다.
또한, 상기 제6 단계 후, 상기 알루미늄 기판(100)에 인쇄된 전극(400)의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하는 제7 단계를 포함한다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 면상발열체 제조 방법에 따른 전기적 절연 안정성은, 피막의 두께가 50㎛에서는 절연파괴 전압은 900Volt~1,200Volt이고, 75㎛에서는 절연파괴 전압은 1,300Volt~1,800Volt이며, 100㎛에서는 절연파괴 전압은 1,500Volt~2,000Volt인 것으로 한다.
다음은 도 1 내지 도 3과 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 면상발열체 제조 방법에 대한 작용효과를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 종래와 같은 스텐레스 타입의 기판이 아니라 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)을 가공ㆍ제작하여 알루미늄 기판 전면(101) 및 후면(102)에 전기화학적 전해 방법을 이용하여 알루미나 산화물로 양극산화피막을 갖는 제1/제2 절연층(210,220)을 형성시키고, 상기 제1 절연층(210)의 전면(101)에는 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체를 인쇄한 후 건조 및 소성시키며, 상기 발열체에 AC전원을 공급하기 위한 전극(Conductor,400) 및 전극단자(410)를 인쇄한 후 건조시킨다. 또한, 상기 알루미늄 기판의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층 위에 바인더(Binder,500)를 추가로 코팅하고, 발열체의 상부면에는 표면 경도, 내마모성, 전기적 절연 안정성을 위해 알루미나 산화물로 이중 덧칠하여 제3 절연층(600)을 형성시킨 후, 상기 알루미늄 기판(100)에 인쇄된 전극(400)의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하는 공정 단계를 포함함으로써, 종래의 스텐레스 기판(SUS Substrate)방식과 같은 기판 한쪽 면에서 발열되는 것을, 기판 양면에서 동시 발열이 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있고, 경질아노다이징 기판은 가격이 비교적 저렴하고 가공ㆍ제작 및 알루미늄 금속 표면에 양극산화피막 절연층 형성이 용이하여, 종래의 스텐레스 기판과 같은 문제점들을 모두 보완할 수 있으며, 발열기판 양면으로 비데용 세정수의 유로를 형성시켜 순간 가열 효율이 높이기 때문에, 별도의 온수 저장 공간이 필요 없이 세정수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 독특한 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 알루미늄 기판 101 : 알루미늄 기판의 전면
102 : 알루미늄 기판의 후면 110 : 확장 터미널
120 : 스크류 홀 210 : 제1 절연층
220 : 제2 절연층 300 : 발열체
310 : 도체 패턴 320 : 저항 패턴
400 : 전극 410 : 전극단자
500 : 바인더 600 : 제3 절연층
700 : 리드선

Claims (5)

  1. 가로 163.3mm×세로63.6mm×두께1.48mm 규격을 갖는 직사각형 기판과, 상기 기판 일측에는 비데 장치와 고정 체결할 수 있도록 상기 기판의 규격보다 작은 일측이 라운드 처리된 확장 터미널(110)이 연장되며, 상기 직사각형 가장자리에는 스크류를 체결할 수 있도록 다수개의 스크류 홀(120)을 형성시킨 알루미늄 기판(Aluminum Substrate,100)을 가공ㆍ제작하는 제1 단계와;
    상기 가공ㆍ제작된 알루미늄 기판의 전면(101) 및 후면(102)에는 전기화학적 전해(Electrolytie) 방법을 이용하여 알루미나(Alumina) 산화물 도료를 1~6회로 도포하여 양극산화피막(Hard Anodizing)을 갖는 제1/제2 절연층(210,220)을 형성시키는 제2 단계와;
    상기 양극산화피막을 갖는 제1 절연층(210) 위에 비데용 세정수를 가열하기 위한 발열체는 정격전압 100V/220V, 정격전류 8.4A~5.4A, 소비전력 0.9KW~1.2KW, 발열면적은 2,997mm2, 전력밀도 40W/cm, 레지스턴스(Resistance) 8.3Ω(±5%)~40.3Ω(±5%)을 갖도록 도체 패턴(Conductor Pattern,310)방식 또는 저항 패턴(Resistor Pattern,320)방식 중에서 어느 하나가 선택되어 스크린 프린터(Screen Printer)로 발열체(300)를 인쇄한 후 건조 및 소성시키는 제3 단계와;
    상기 발열체를 갖는 도체 패턴 또는 저항 패턴의 선단 일측으로 AC전원을 공급하기 위해 스크린 프린터(Screen Printer)로 전극(Conductor, 400) 및 전극단자(410)를 인쇄한 후 건조시키는 제4 단계와;
    또한, 상기 제4 단계 후, 상기 알루미늄 기판의 후면(102) 부위에 도포된 제2 절연층에 대한 입자성 물질을 굳히거나 기계적 강도를 주기 위하여 상기 제2 절연층 위에 추가로 바인더(Binder,500)를 코팅하는 제5 단계와;
    상기 제5 단계 후, 상기 제3 단계의 인쇄된 발열체의 상부면에 표면 경도와 내마모성 및 전기적 절연 안정성을 위해 알루미나(Alumina) 산화물로 이중 덧칠(Overglaze)하여 제3 절연층(600)을 형성시키는 제6 단계와;
    상기 제6 단계 후, 상기 알루미늄 기판의 전면(101)에 인쇄된 전극의 전극단자(410)에 리드선(Lead Wire,700)을 솔더링(Soldering)하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 면상발열체 제조 방법에 따른 전기적 절연 안정성은, 피막의 두께가 50㎛에서는 절연파괴 전압은 900Volt~1,200Volt, 75㎛에서는 절연파괴 전압이 1,300Volt~1,800Volt, 그리고 100㎛에서는 절연파괴 전압이 1,500Volt~2,000Volt인 것을 특징으로 하는 면상발열체 제조 방법.
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