KR101338024B1 - 면상발열체 - Google Patents
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Abstract
카본부와 상부필름사이에 비도전성 페이스트를 도포하여, 카본부의 반복적인 발열에 의해 카본부가 분리되면서 상부필름으로 이동되는 현상이 발생되지 않게 구성된 면상발열체가 개시된다. 개시된 면상발열체는 하부필름과, 상기 하부필름의 상면에 도포되는 카본부와, 상기 카본부의 양단에 길이방향으로 형성된 한쌍의 도전띠와, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 마련되고, 상기 도전띠와 이격되게 상기 카본부의 상면을 덮도록 도포되게 구성되되, 열에 의해 신축되지 않고 원적외선이 방사되게 구성되는 비도전성 페이스트와, 상기 한쌍의 도전띠에 적층 형성된 구리박판과, 상기 하부필름과 접착제를 통해 라미네이팅 접합되어 상면을 마감하는 상부필름을 포함하여 구성되어, 상기 비도전성 페이스트는, 하부필름에 형성된 카본부를 덮어 카본부가 움직이지 않게 견고하게 고정시킴으로써 카본부의 발열에 의해 하부필름에서 카본부가 유동되면서 분리되지 않게 구성될 뿐만 아니라, 카본부와 상부필름 및 접착제 사이에 위치하여 상기 카본부의 발열에 의해 상부필름 및 접착제가 신축되더라도 카본부가 분리되어 상부필름으로 이동되는 것이 방지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 면상발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카본부의 상면에 비도전성 페이스트를 도포하여, 카본부의 반복적인 발열에 의해 카본부가 분리되면서 상부필름으로 이동되는 현상이 발생되지 않게 구성된 면상발열체에 관한 것이다.
일반적으로, 면상발열체는 매트리스나 건물바닥에 난방용으로 사용되거나 차량의 유리에 성애방지용으로 사용되는 등 다양한 분야에 적용된다. 이러한 면상발열체는 통상의 열선 방식에 비해 면적으로 발열하므로 발열률이 우수하여 전력 소모율이 적고, 유해 전자파의 발생이 거의 없으며, 평활성과 내구성을 가지고 있어 상당히 유용하게 사용된다.
도1에는 종래의 면상발열체의 일례가 도시되어 있다.
도1을 참조하면, 종래의 면상발열체는 절연성이 우수한 하부필름(1-1)의 상면에 고저항체인 액상의 카본 페이스트를 적당한 간격을 두고 도포하여 다수의 카본띠(2)를 필름의 폭방향 즉 횡방향으로 형성한 후에, 열전도를 향상시키기 위해 카본띠의 단부를 서로 연결하도록 필름의 양단 길이방향 즉 종방향으로 도전성 페이스트(예를 들면 실버 페이스트나 동 페이스트)를 도포하여 도전띠(3)를 형성한 다음, 도전띠(3)에 구리박판(4)을 적층접합한 후 하부필름(1-1)을 상부필름(1-2)과 접착제(B)를 통해 라미네이팅 접합하여 제조된다. 그리고 구리박판(4)에 전선과 온도조절기(미도시)를 연결하여 카본띠(2)에 저항열이 발생되도록 하고, 바이메탈 방식등의 온도조절기에서 카본띠의 과열을 제어하도록 구성된다.
이렇게 구성된 종래의 면상발열체는 전선을 통해 전원이 공급되어 구리박판(4)에 전류가 흐르게 되면, 도전띠(3)에 전류가 통전되어 카본띠(2)로 전류가 흐르게 되며 카본띠에 저항열이 발생되는 것이다.
여기서, 도2a에 도시된 바와 같이, 상기 면상발열체는 카본띠(2)의 상부에 상부필름(1-2)이 바로 접합되어 마감하는 구조를 가진다. 그리고, 상기 상부필름(1-2) 및 하부필름(1-1)은 열에 의해 신축이 용이하게 이루어지고, 상부필름과 카본띠를 접합하는 접착제(B) 또한 열에 의해 신축이 쉽게 이루어지는 성질을 가지고 있다. 즉, 상기 면상발열체는 카본띠에 상부필름이 접합된 상태에서 카본띠의 발열이 이루어지면 상부필름, 하부필름 및 접착제가 신장되고, 카본띠의 발열이 이루어지지 않으면 상부필름, 하부필름 및 접착제가 축소된다.
상술한 바와 같이, 종래의 면상발열체는 카본띠에 상부필름이 접합된 상태에서 카본띠의 발열에 의해 신축이 반복되면서, 상부필름에 접착제에 의해 접합된 카본띠도 상부필름과 접착제에 의해 신축을 반복하게 된다. 또한, 상부필름과 하부필름이 벌어지는 현상이 발생된다. 이 과정에서 도2b에 도시된 바와 같이 카본띠(2)의 일부분이 분리되고, 분리된 카본띠가 상부필름으로 떨어져 이동된다.
따라서, 종래의 면상발열체는 상기와 같이 카본띠(2)가 분리되어 상부필름(1-2)으로이동되는 현상에 의해 카본띠(2)가 전체적으로 폭과 두께의 차이가 발생되며, 따라서 저항 편차가 발생되어 전류가 일정하게 흐르지 못하며, 이로 인해 저항열이 카본띠 내에서 균일하게 발생되지 않고 국부적으로 차이가 생기는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 면상발열체는 상기와 같이 카본띠가 분리되어 상부필름으로 이동되는 현상이 계속적으로 이루어짐에 따라, 시간이 지날수록 전항 편차가 커지고 이러한 저항 편차에 의한 카본띠의 국부적인 과열은 화재 발생 등 안전성에 큰 문제가 있었으며, 카본띠가 상부필름과 하부필름 사이에서 완전 박리되어 발열의 기능을 상실하게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 카본부의 상면에 비도전성 페이스트를 도포하여, 카본부와 상부필름 사이에 비도전성 페이스트층이 형성되게 함으로써, 카본부의 반복적인 발열에 의해 카본부가 분리되면서 상부필름으로 이동되는 현상이 발생되지 않게 구성되어, 카본부의 저항이 일정하게 유지되기 때문에 국부적인 발열이 발생하지 않고 카본부가 전체적으로 균일하게 발열되는 면상발열체를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 하부필름과, 상기 하부필름의 상면에 도포되는 카본부와, 상기 카본부의 양단에 길이방향으로 형성된 한쌍의 도전띠와, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 마련되고, 상기 도전띠와 이격되게 상기 카본부의 상면을 덮도록 도포되게 구성되되, 열에 의해 신축되지 않고 원적외선이 방사되게 구성되는 비도전성 페이스트와, 상기 한쌍의 도전띠에 적층 형성된 구리박판과, 상기 하부필름과 접착제를 통해 라미네이팅 접합되어 상면을 마감하는 상부필름을 포함하여 구성되어, 상기 비도전성 페이스트는, 하부필름에 형성된 카본부를 덮어 카본부가 움직이지 않게 견고하게 고정시킴으로써 카본부의 발열에 의해 하부필름에서 카본부가 유동되면서 분리되지 않게 구성될 뿐만 아니라, 카본부와 상부필름 및 접착제 사이에 위치하여 상기 카본부의 발열에 의해 상부필름 및 접착제가 신축되더라도 카본부가 분리되어 상부필름으로 이동되는 것이 방지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 면상발열체를 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 카본부는, 상기 하부필름의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성된 다수의 카본띠로 구성되거나, 상기 하부필름의 상면에 전체적으로 도포되는 카본층으로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 비도전성 페이스트는 세라믹, 게르마늄, 황토 또는 맥반석으로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 비도전성 페이스트는, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 하부필름의 상면을 전체적으로 덮게 도포되거나, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 카본부의 상부만을 덮도록 하부필름의 일부에 도포되게 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 면상발열체는 카본부의 상면에 비도전성 페이스트를 도포하여, 하부필름에 형성된 카본부를 덮어 카본부가 움직이지 않게 견고하게 고정시킴으로써 카본부의 발열에 의해 하부필름에서 카본띠가 유동되면서 분리되지 않게 구성될 뿐만 아니라, 카본부와 상부필름 사이에 비도전성 페이스트가 형성되게 함으로써, 카본부의 반복적인 발열에 의해 카본부가 분리되면서 상부필름으로 이동되는 현상이 발생되지 않게 구성되어, 카본부의 저항이 일정하게 유지되어 국부적인 발열이 발생하지 않고 카본부가 전체적으로 균일하게 발열할 수 있다는 효과가 있다.
도1은 종래의 면상발열체의 사시도이며,
도2a 및 도2b는 종래의 면상발열체의 문제점을 설명하기 위한 단면도,
도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 면상발열체의 사시도이며,
도4는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 다른 실시예의 사시도이며,
도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 또 다른 실시예의 사시도이며,
도6은 본 발명에 따른 면상발열체의 종단면도이며,
도7은 본 발명에 따른 면상발열체의 횡단면도이다.
도2a 및 도2b는 종래의 면상발열체의 문제점을 설명하기 위한 단면도,
도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 면상발열체의 사시도이며,
도4는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 다른 실시예의 사시도이며,
도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 또 다른 실시예의 사시도이며,
도6은 본 발명에 따른 면상발열체의 종단면도이며,
도7은 본 발명에 따른 면상발열체의 횡단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 면상발열체를 상세하게 설명한다.
첨부된 도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 면상발열체의 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 다른 실시예의 사시도이며, 도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 면상발열체의 바람직한 또 다른 실시예의 사시도이고, 도6은 본 발명에 따른 면상발열체의 종단면도이며, 도7은 본 발명에 따른 면상발열체의 횡단면도이다.
도3a 및 도3b를 참조하면, 본 발명에 따른 면상발열체는 하부필름(110), 카본부, 도전띠(130), 비도전성 페이스트(140), 구리박판(150) 및 상부필름(160)을 포함한다.
상기 하부필름(110)은 절연성이 우수한 필름으로 제조되며, 하부를 마감하는 역할을 수행한다.
상기 카본부는 하부필름의 상면에 도포되어 저항열을 통해 발열하도록 하는 발열체이다. 여기서, 도3a에 도시된 바와 같이 상기 카본부는 하부필름(110)의 길이방향으로 카본페이스트를 일정간격 이격되게 도포하여 형성되는 다수의 카본띠(120)로 구성되거나, 도4에 도시된 바와 같이 상기 하부필름의 상면에 카본페이스를 전체적으로 도포하여 형성되는 카본층(120-1)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 카본띠(120) 및 카본층(120-1)은 양단이 후술할 도전띠(130) 및 구리박판(150)에 접촉되어 도전띠(130) 및 구리박판(150)에 의해 각각의 카본띠 및 카본층에는 전류가 인가되게 된다.
상기 도전띠(130)는 상기 하부필름(110)의 좌측단부 및 우측단부에 마련되되, 상기 카본부의 양단에 길이방향으로 도전성 페이스트(예를 들면 실버페이스트나 동페이스트)를 도포하여 각각 형성되는 것이며, 후술하는 구리박판에서 카본부로의 전도성을 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 비도전성 페이스트(140)는 상기 한쌍의 도전띠(130) 사이에 마련되고, 상기 도전띠(130)와 이격되게 상기 카본부의 상면을 덮도록 도포되게 구성된다. 즉, 상기 비도전성 페이스트(140)는 비도전성 분말을 액상 형태로 제조하여 상기 카본부의 상면에 도포시킨 다음, 건조하면 일정한 판 형태의 층을 이루게 구성된다. 여기서, 상기 비도전성 페이스트(140)는 열에 의해 신축되지 않고 원적외선이 방사되게 구성된다. 즉, 상기 카본부의 상면에 도포되어 카본부의 발열에 의해서 발생되는 열에 의해 신장되거나 축소되지 않게 구성되며, 인체에 이로운 원적외선이 방사되게 구성된다.
구체적으로, 상기 비도전성 페이스트(140)는 세라믹, 게르마늄, 황토 또는 맥반석으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 비도전성 페이스트(140)를 이루는 상기 세라믹, 게르마늄, 황토 또는 맥반석은 높은 융점과 비도전성으로 인해 카본부의 상면에 도포되었을 때, 카본부의 발열에 의해 신장되거나 축소되지 않게 구성된다. 또한, 상기 세라믹, 게르마늄, 황토 또는 맥반석은 원적외선을 방사하여 혈액순환 촉진, 신진대사 촉진, 세포기능 활성화, 생육촉진 작용, 물분자의 활성화 및 숙성효과를 제공한다. 또한, 상기 비도전성 페이스트는 비도전성 물질로 구성되어 카본부에서 외부로 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있게 구성된다.
한편, 상기 비도전성 페이스트(140)는, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 도전띠(130) 사이에 하부필름(110)의 상면을 전체적으로 덮게 도포되거나, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 도전띠(130) 사이에 카본부의 상부만을 덮도록 하부필름(110)의 일부에 도포되게 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 도5는 상기 카본부가 카본띠(120)로 구성되었을 때, 비도전성 페이스트(140)가 카본띠(120)의 상부만을 덮도록 하부필름(110)의 일부에 도포되게 구성되는 것이다. 따라서, 상기 비도전성 페이스트(140)는, 상기 하부필름(110)의 상면을 전체적으로 덮게 도포하면, 비도전성 페이스트(140)을 통해 카본띠의 상부를 덮는 작업이 매우 용이하고, 상기 한쌍의 도전띠(130) 사이에 카본띠(120)의 상부만을 덮도록 도포하면, 비도전성 페이스트(140)이 하부필름(110) 상측에 비교적 적은량이 도포되어 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.
상기 구리박판(150)은 본 발명에 따른 면상발열체에 전류를 인가시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 상기 한쌍의 종방향 도전띠(120)에 적층형성되며, 우측 구리박판에는 +전극이 좌측 구리박판에는 -전극이 접속된다.
상기 상부필름(160)은 상기 하부필름(110)과 접착제(B)를 통해 라미네이팅 접합되어 상면을 마감하는 필름으로 하부필름(110)과 마찬가지로 절연성이 우수한 필름이 사용된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 면상발열체의 작용 및 효과를 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 면상발열체의 작용 및 효과를 설명함에 있어, 카본부가 카본띠 또는 카본층으로 이루어졌을 경우 모두, 동일한 작용 및 효과를 가지므로, 아래 설명에서는 카본부가 카본띠로 이루어진 경우에 한정하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 면상발열체는 좌측 구리박판(150)에 인가된 전류는 좌측 도전띠(130)를 통해 각각의 카본띠(120)로 이동된 후 우측 도전띠(130)로 이동된 다음 우측 구리박판(150)을 통해 배출되며, 카본띠(120)를 유동하는 전류에 의해 카본띠에서 저항열을 발산하여 발열하게 된다.
이 때, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 비도전성 페이스트(140)는 하부필름(110)에 형성된 카본띠(120)를 덮어 카본띠가 움직이지 않게 견고하게 고정시키게 구성된다. 따라서, 카본띠(120)의 발열에 의해 하부필름(110)에서 카본띠(120)가 유동되면서 분리되지 않는 효과가 있다.
또한, 상기 카본띠(120)의 상면에는 비도전성 페이스트(140)가 도포되어 있는 데, 본 발명에 따른 비도전성 페이스트(140)는 카본띠(120)와 상부필름(160) 및 접착제(B) 사이에 위치하게 된다. 즉, 상기 카본띠(120)가 발열되면, 상부필름(160) 및접착제(B)는 열에 의해 신축되지만, 상기 비도전성 페이스트(140)는 신축되지 않고 원상태를 유지하게 된다. 즉, 본 발명은 카본띠(120)가 비도전성 페이스트(140)에 의해 상부필름(160)과 분리되어, 상부필름(160)의 신축에 의해 발생되는 카본띠(120)의 신축이 발생되지 않기 때문에, 종래와 같이 상부필름(160)의 신축에 의해 카본띠의 일부분이 분리되어 상부필름(160)으로 떨어져 이동되는 현상이 발생되지 않게 된다.
따라서, 본 발명은 카본부의 반복적인 발열을 통해서도 항상 카본부의 두께와 폭이 일정하게 유지되기 때문에, 카본띠에는 항상 일정한 전류가 흐르게 되고, 따라서 카본띠는 전체적으로 균일한 발열을 할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 카본부 구성에 있어, 일반 카본페이스트가 아닌 PTC(positive temperature coefficient) 카본페이스트를 사용하여 카본부를 구성할 경우 카본부의 PTC(저항온도계수 측정) 물질특성에 의해 온도자율제어기능을 구비할 수 있다.
110:하부필름 120: 카본띠
130: 도전띠 140: 비도전성 페이스트
150: 구리박판 160: 상부필름
B: 접착제
130: 도전띠 140: 비도전성 페이스트
150: 구리박판 160: 상부필름
B: 접착제
Claims (4)
- 하부필름과,
상기 하부필름의 상면에 도포되는 카본부와,
상기 카본부의 양단에 길이방향으로 형성된 한쌍의 도전띠와,
상기 한쌍의 도전띠 사이에 마련되고, 상기 도전띠와 이격되게 상기 카본부의 상면을 덮도록 도포되게 구성되되, 열에 의해 신축되지 않고 원적외선이 방사되게 구성되는 비도전성 페이스트와,
상기 한쌍의 도전띠에 적층 형성된 구리박판과,
상기 하부필름과 접착제를 통해 라미네이팅 접합되어 상면을 마감하는 상부필름을 포함하여 구성되어,
상기 비도전성 페이스트는, 하부필름에 형성된 카본부를 덮어 카본부가 움직이지 않게 견고하게 고정시킴으로써 카본부의 발열에 의해 하부필름에서 카본부가 유동되면서 분리되지 않게 구성될 뿐만 아니라, 카본부와 상부필름 및 접착제 사이에 위치하여 상기 카본부의 발열에 의해 상부필름 및 접착제가 신축되더라도 카본부가 분리되어 상부필름으로 이동되는 것이 방지되도록 구성되고,
상기 비도전성 페이스트는 세라믹, 게르마늄, 황토 또는 맥반석으로 구성된 것을 특징으로 하는 면상발열체.
- 제1항에 있어서,
상기 카본부는, 상기 하부필름의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성된 다수의 카본띠로 구성되거나, 상기 하부필름의 상면에 전체적으로 도포되는 카본층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 비도전성 페이스트는, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 하부필름의 상면을 전체적으로 덮게 도포되거나, 상기 한쌍의 도전띠 사이에 카본부의 상부만을 덮도록 하부필름의 일부에 도포되게 구성된 것을 특징으로 하는 면상발열체.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020130064951A KR101338024B1 (ko) | 2013-06-05 | 2013-06-05 | 면상발열체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020130064951A KR101338024B1 (ko) | 2013-06-05 | 2013-06-05 | 면상발열체 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101338024B1 true KR101338024B1 (ko) | 2013-12-06 |
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ID=49987525
Family Applications (1)
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101708192B1 (ko) | 2015-09-15 | 2017-02-20 | 주식회사 비앤이솔루션 | 카본사를 이용한 면상발열체 제조방법 |
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| KR102175984B1 (ko) | 2020-07-20 | 2020-11-06 | 김상분 | 면상필름 제조용 전도성 잉크조성물 |
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- 2013-06-05 KR KR1020130064951A patent/KR101338024B1/ko not_active IP Right Cessation
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