KR101268862B1 - 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열판(11)과 접착필름(13) 및 면상발열체(15)의 원재료로 이루어지는 면상발열히터(10)의 제조방법에 있어서: 방열판공급롤(21) 상에서 이송되는 방열판(11)을 레벨러(31)를 이용하여 평탄화하고, 평탄화된 방열판(11)이 전열면적과 접합력이 증대되도록 요철롤(35)을 이용하여 평탄화된 방열판(11)의 표면에 요철을 형성하며, 요철이 형성된 방열판(11)과 면상발열체(15) 사이에 가온된 접착필름(13)의 원재료가 공급되게 하고, 가온기(33)에 의해 280~380℃의 온도로 가온되어 공급되는 상기 접착필름(13)을 방열판(11) 및 면상발열체(15)와 함께 5~50㎏/㎠의 압력으로 접합롤러(42)를 이용하여 접합되게 하며, 접합롤러(42)에 의해 접합된 면상발열히터(10)를 성형롤러(44)를 이용하여 곡면 형태로 성형되게 하고, 성형롤러(44)에 의해 곡면으로 성형된 면상발열히터(10)를 냉각 및 절단하여 면상발열히터(10)를 완성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 면상발열체와 금속재 방열판의 결합에 따른 생산성 저해의 우려가 없으면서 적절한 결합력을 유지하여 고열량 제품에 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법{Method for producing flat heater having heat transfer plate}

본 발명은 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 면상발열체와 금속재 방열판의 결합에 따른 생산성 저해의 우려가 없으면서 적절한 결합력을 유지하여 고열량 제품에 활용할 수 있는 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 면상발열체는 비교적 저전류로 원하는 온도를 실현하여 다양한 분야에 응용되는 것으로서 금속박판, 발열도료(카본블랙), 탄소섬유 순으로 개발되면서 점차적으로 응용분야의 확산이 기대되고 있는 실정이다. 다만, 관련업계에 있어서 양산의 생산성을 저해하지 않으면서 해당 분야에 적합한 구조의 개선을 도모하는 것이 요구된다. 예컨대, 미용기구 분야에 있어서 면상발열체와 금속재 방열판의 결합이 완제품의 품질과 생산성에 영향을 끼친다. 이와 관련되는 것으로 한국 등록특허공보 제0928227호의 "판상의 패널을 포함하는 면상발열체의 제조방법 및 그 면상발열체", 한국 등록특허공보 제1028713호의 "원적외선과 음이온을 방출하는 나노 탄소 면상 발열체를 열원으로 사용하는 헤어 드라이어" 등 소수의 선행특허가 발견된다.

한국 등록특허공보 제0928227호는 발열선 및 단열재를 포함하여 구성된 면상발열체의 제조방법에 있어서, 콜로이드실리카에 네트워크 수식물질을 첨가한 무기접착제, 또는 콜로이드실리카 또는 콜로이드베마이트에 유기실란을 첨가한 유무기하이브리드접착제를 제조시키는 제1단계와; 상기 접착제에 세라믹 또는 세라믹 섬유를 첨가시키는 제2단계와; 상기 제2단계의 결과물을 금형에 투입하여 지지체를 성형시키는 제3단계와; 상기 제3단계의 지지체 상층에 발열선을 인쇄시키는 제4단계와; 상기 발열선이 인쇄된 지지체 상부에 적외선 방사층을 코팅시켜 판상의 패널을 제작시키는 제5단계;를 포함한다.

한국 등록특허공보 제1028713호는 헤어 드라이어 몸체, 송풍 수단, 토출구 및 발열 수단을 포함하는 헤어 드라이어에 있어서, 상기 발열 수단은 탄소를 포함하는 실을 위사로 하고, 탄소를 포함하지 않는 실을 경사로 하여 직조된 면상 발열체; 적어도 2 이상의 이격 수단을 포함하는 적어도 하나 이상의 프레임; 상기 면상 발열체는 상기 이격 수단이 생성하는 이격 공간을 사용하여 장착되며, 상기 면상 발열체는 상기 이격 공간과 관계하여 2 이상의 폴딩 구조로 장착된다.

전자는 내열성이 우수하여 고온 환경하에서 사용이 가능하며, 판상의 패널로 거의 단층으로 이루어져 평판형이면서 박판형의 면상발열체를 구현한다. 후자는 다양한 출력과 스펙을 가지는 헤어 드라이어의 설계가 가능하고, 전극과 탄소사 접속 부위에 미세 방전이 없어 면상 발열체의 내구성 향상을 기대한다. 그러나 전자는 접착제를 사용하므로 생산성 향상에 한계성을 보이고, 후자는 드라이어에 효과적으로 적용되나 금속재 방열판과 결합되는 분야에 적용하기 곤란하다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 면상발열체와 금속재 방열판의 결합에 따른 생산성 저해의 우려가 없으면서 적절한 결합력을 유지하여 고열량 제품에 활용할 수 있는 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방열판과 접착필름 및 면상발열체의 원재료로 이루어지는 면상발열히터의 제조방법에 있어서: 방열판공급롤 상에서 이송되는 방열판을 레벨러를 이용하여 평탄화하고, 평탄화된 방열판이 전열면적과 접합력이 증대되도록 요철롤을 이용하여 평탄화된 방열판의 표면에 요철을 형성하며, 요철이 형성된 방열판과 면상발열체 사이에 가온된 접착필름의 원재료가 공급되게 하고, 가온기에 의해 280~380℃의 온도로 가온되어 공급되는 상기 접착필름을 방열판 및 면상발열체와 함께 5~50㎏/㎠의 압력으로 접합롤러를 이용하여 접합되게 하며, 접합롤러에 의해 접합된 면상발열히터를 성형롤러를 이용하여 곡면 형태로 성형되게 하고, 성형롤러에 의해 곡면으로 성형된 면상발열히터를 냉각 및 절단하여 면상발열히터를 완성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 방열판은 방열판공급롤 상으로 이송하며 레벨러를 이용하여 평탄화하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 방열판은 전열면적과 접합력 증대를 위해 표면에 요철을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 접착필름은 불소계 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 면상발열히터는 성형롤러를 거쳐 곡면 형태로 연속적으로 성형되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 면상발열체와 금속재 방열판의 결합에 따른 생산성 저해의 우려가 없으면서 적절한 결합력을 유지하여 고열량 제품에 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 기구의 모식도
도 2는 본 발명에 따른 면상발멸히터의 형태를 나타내는 단면도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 방열판(11)과 면상발열체(15)로 이루어지는 면상발열히터(10)의 제조방법에 관련된다. 특히, 고데기, 퍼머기, 헤어드라이어와 같이 비교적 소형이면서 순간적으로 고열에 도달하는 고열량 면상발열히터(10)의 제조에 관련된다. 방열판(11)은 열전도성이 좋은 알루미늄 합금을 사용하지만 이외에 다른 금속재로 대체 또는 혼용할 수도 있다. 면상발열체(15)는 시트 상에 필름과 금속박판(도시 생략)을 핫프레스 작업에 의하여 압착하고 금속박판 상에 포토레지스트로 패턴을 형성한 후 식각을 거쳐 열선패턴을 완성한 것을 의미한다.

본 발명에 따르면 상기 방열판(11)과 면상발열체(15)의 원재료 사이에 접착필름(13)의 원재료를 공급하는 과정을 거친다. 접착필름(13)은 필름공급롤(23)에, 면상발열체(15)는 면상발열체공급롤(25)에 권취되고 일정한 속도로 이송된다. 다만, 방열판(11)의 공급에 있어서 연속공급 방식의 방열판공급롤(21) 또는 분할공급 방식의 피더(도시 생략)를 사용할 수 있다.

이때, 상기 방열판(11)은 방열판공급롤(21) 상으로 이송하며 레벨러(31)를 이용하여 평탄화하는 것이 좋다. 생산성 측면에서 피더보다 방열판공급롤(21)을 사용하는 것이 좋으며, 이 경우 다수의 롤러를 지닌 레벨러(31)를 통과하며 평탄화하는 과정을 거친다.

본 발명의 변형예로서, 상기 방열판(11)은 전열면적과 접합력 증대를 위해 표면에 요철을 형성하는 것도 가능하다. 방열판공급롤(21)과 레벨러(31)의 하류측으로 요철롤(35)을 설치하고 이송되는 방열판(11)에 연속적으로 일자형 또는 격자형의 요철을 형성한다. 이는 선택적으로 채택되는 구성으로서 요철을 형성하지 않는 경우 상하의 요철롤(35)을 이격 상태로 변환한다. 방열판(11) 상에 형성되는 요철의 높이(깊이)에 비례하여 전열면적과 접합력이 증대된다.

본 발명에 따르면 상기 접착필름(13)은 불소계 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 불소계 수지필름은 내열성, 내약품성, 전기절연성, 난연성이 우수한 것으로서 PTFE(Polytetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer), PFA(Perfluoroalkoxy), PVDF(Polyvinyliden Fluoride) 중에서 선택할 수 있다. 다만 PVDF는 상대적으로 고온 특성이 약한 것에 주의한다. 접착필름(13)의 두께는 10~250㎛ 범위로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 접착필름(13)을 280~380℃의 온도로 가온하면서 방열판(11)과 면상발열체(15)와 함께 5~50㎏/㎠의 압력으로 접합하는 과정을 거친다. 접착필름(13)은 이송중에 가온기(33)를 이용하여 상기의 온도로 승온된 상태에서 방열판(11)과 면상발열체(15) 사이에 개재되어 일체의 적층 구조를 이룬다. 온도와 압력이 너무 높거나 낮으면 완제품인 면상발열히터(10)의 열화 또는 접합 불량이 유발된다. 방열판(11)의 표면에 요철이 형성된 경우에는 10~15㎏/㎠의 압력을 작용하고, 요철이 없는 경우에는 20~30㎏/㎠의 압력을 작용하는 것이 좋다. 접합롤러(42)는 가압력을 변동하는 구조로 설치한다.

종래에는 미용기구와 생활용품의 고열량 면상발열히터(10)를 제조함에 있어서 접착제를 도포하거나 양면테이프를 사용하거나 후크를 형성하여 기계적으로 결합하는 방식을 택한다. 그러나 공수가 증가되어 생산성에 영향을 미치거나 고열이 작용하면서 적층이 분리되거나 긴밀히 밀착되지 못하여 전열 상태가 불량해지는 문제점을 지닌다. 반면 본 발명의 방식에 의하면 별도의 접착제 도포 공정이 없어도 방열판(11), 접착필름(13), 면상발열체(15)의 적층 상태가 장기간 유지된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 접합된 원재료를 단계적으로 냉각하고 절단하여 면상발열히터(10)를 완성하는 과정을 거친다. 접합롤러(42)를 거친 면상발열히터(10)를 상온으로 냉각하는 것이 좋으나 생산성을 고려하여 냉각기(46)를 이용한 단계적 냉각을 도입한다. 냉각된 면상발열히터(10)는 절단기(48)를 이용하여 설정된 길이로 절단하여 이송한다.

이때, 상기 면상발열히터(10)는 성형롤러(44)를 거쳐 곡면 형태로 연속적으로 성형되는 것도 가능하다. 통상적으로 도 2(a)처럼 면상발열히터(10)를 평판 형태로 성형하는 것이지만, 도 2(b)처럼 전체적으로 소정의 곡률을 지닌 반원형 또는 타원형으로 성형할 수도 있다. 면상발열히터(10)가 곡면으로 형성되면 고데기나 퍼머기에 장착하기 용이하고 고열의 작용에도 내구성이 유지된다. 성형롤러(44)는 접합롤러(42)의 하류측에 선택적으로 가동되도록 구성하는 것으로서, 곡면으로 성형하지 않는 경우 상하의 접합롤러(42)를 이격 상태로 변환한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 면상발열히터 11: 방열판
13: 접착필름 15: 면상발열체
21: 방열판공급롤 23: 필름공급롤
25: 면상발열체공급롤 31: 레벨러
33: 가온기 35: 요철롤
42: 접합롤러 44: 성형롤러
46: 냉각기 48: 절단기

Claims (5)

1. 방열판(11)과 접착필름(13) 및 면상발열체(15)의 원재료로 이루어지는 면상발열히터(10)의 제조방법에 있어서:
   방열판공급롤(21) 상에서 이송되는 방열판(11)을 레벨러(31)를 이용하여 평탄화하고, 평탄화된 방열판(11)이 전열면적과 접합력이 증대되도록 요철롤(35)을 이용하여 평탄화된 방열판(11)의 표면에 요철을 형성하며, 요철이 형성된 방열판(11)과 면상발열체(15) 사이에 가온된 접착필름(13)의 원재료가 공급되게 하고,
   가온기(33)에 의해 280~380℃의 온도로 가온되어 공급되는 상기 접착필름(13)을 방열판(11) 및 면상발열체(15)와 함께 5~50㎏/㎠의 압력으로 접합롤러(42)를 이용하여 접합되게 하며,
   접합롤러(42)에 의해 접합된 면상발열히터(10)를 성형롤러(44)를 이용하여 곡면 형태로 성형되게 하고,
   성형롤러(44)에 의해 곡면으로 성형된 면상발열히터(10)를 냉각 및 절단하여 면상발열히터(10)를 완성하는 것을 특징으로 하는 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 접착필름(13)은 불소계 필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 방열판을 지닌 면상발열히터의 제조방법.
5. 삭제

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