KR101522922B1 - 면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치 - Google Patents

면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 24V DC용으로의 사용에 적합한 면상 발열체를 제조할 수 있도록 한 제조 방법 및 발열사 코팅장치에 관한 것으로써, 폴리에스터(polyester)로 이루어진 420데니아(DNY)의 원사를 이소프로피알콜(IPA;IsoPropyl Alcohol)로 세척하고, 세척이 완료된 폴리에스터 원사를 18~20℃에서 130~150시간 동안 자연 건조하며, 건조가 완료된 폴레에스터 원사를 3합으로 꼬아 1M당 280PM의 꼬임강도를 갖는 합사를 제조하는 합사 제조단계; 상기 제조된 합사를 블랙카본 잉크가 저장된 코팅장치 내를 통과하면서 복수의 침지 및 건조가 순차적으로 반복 진행되도록 하여 발열사로 제조하는 발열사 제조단계; 그리고, 상기 블랙카본 잉크가 코팅된 발열사를 일반적인 섬유사와 직조하여 면상 발열체를 제조하는 면상 발열체 직조단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

Description

면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치{manufacturing method of a planar heating element and coating device for heating polymer}
본 발명은 24V 직류용으로의 사용에 적합한 면상 발열체를 제조하기 위한 면상 발열체 제조방법과, 이 면상 발열체에 사용되는 발열사에 블랙카본 용액을 코팅하기 위한 카본사 코팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 면상 발열체는 발열사를 직조하여 만든 직물로써, 전기의 통전에 의해 자체적인 발열이 이루어지도록 구성된 발열체이다.
이와 같은 면상 발열체는 통상 직조 원단을 탄소액에 침지시킨 후 건조하여 제조하는 방법이 있으며, 이에 관련하여는 국내공개특허공보 제10-2011-18787호, 등록특허공보 제10-0750874호, 등록특허공보 제10-1036724호 등에 개시된 바와 같다. 물론, 상기한 면상 발열체는 동선 및 탄소사를 접착제로서 접착한 후 직조하여 제조하는 방법도 있다.
하지만, 상기한 제조 방법은 직조 원단의 침지 및 건조 과정이 반복되면서 직물의 형태가 변형되는 문제점 및 동선과 탄소사 간의 접착 상태가 불량할 경우 상기 동선과 탄소사의 긴밀한 밀착이 유지되지 못하고 탈착되어 과부하가 발생됨에 따른 화재의 우려가 있다는 문제점을 가진다.
이에 최근에는 전도성 카본과 열가소성 또는, 열경화성 수지를 용제에 분산하여 만든 용액을 섬유사 표면에 도포처리하여 건조함으로써 발열사를 만들고, 이렇게 만들어진 발열사를 직조하여 면상 발열체를 제조하는 방법도 제시되고 있지만, 이러한 방법을 통해 제조하는 과정에 대하여 공지된 기술은 교류(AC) 전압을 이용하는 제품에 적용되는 구조로만 제시되고 있을 뿐 직류(DC) 전압을 이용하는 제품에 적합한 발열체에 관하여는 알려진 바가 없다.
또한, 상기 발열사의 경우는 별도의 코팅 장치를 통해 섬유사의 표면에 탄소가 코팅되도록 하고 있으며, 이에 관련하여는 등록특허공보 제10-0942805호 및 등록실용신안공보 제20-0457918호에 개시된 바와 같다.
하지만, 전술된 종래 기술은 섬유사에 코팅되는 탄소의 두께를 설정된 두께로 균일하게 코팅되도록 하거나 혹은, 전체적인 두께가 균일하게 이루어지지 못함에 따라 해당 발열사로 직조된 면상 발열체 직조물은 전류값이 불안정하였으며, 이로 인해 안정된 저항값을 갖도록 하기 위해서는 DC 전류를 사용하지 못하고 AC 전류만 사용할 수밖에 없었던 문제점이 있었다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 24V DC용으로의 사용에 적합한 면상 발열체를 제조할 수 있도록 한 제조 방법을 제공함과 더불어 면상 발열체의 제조 도중 발열사를 코팅하는 코팅장치의 구조를 개선하여 균일한 두께의 발열사가 제조될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 24V DC용 면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 면상 발열체 제조 방법에 따르면 폴리에스터(polyester)로 이루어진 420데니아(DNY)의 원사를 이소프로피알콜(IPA;IsoPropyl Alcohol)로 세척하고, 세척이 완료된 폴리에스터 원사를 18~20℃에서 130~150시간 동안 자연 건조하며, 건조가 완료된 폴레에스터 원사를 3합으로 꼬아 1M당 280PM의 꼬임강도를 갖는 합사를 제조하는 합사 제조단계; 상기 제조된 합사를 블랙카본 잉크가 저장된 코팅장치 내를 통과하면서 복수의 침지 및 건조가 순차적으로 반복 진행되도록 하여 발열사로 제조하는 발열사 제조단계; 그리고, 상기 블랙카본 잉크가 코팅된 발열사를 일반적인 섬유사와 직조하여 면상 발열체를 제조하는 면상 발열체 직조단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발열사 제조단계에서 합사에 코팅되는 블랙카본 잉크는 카본블랙 15%, 흑연 마이크롬 15%, 세라믹수지 7%, 가교제 7%, 안정제 7% 그리고, 건식용 우레탄수지 및 용제 49%를 혼합하여 만든 용액임을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열사 제조단계에서 침지 및 건조는 복수의 과정으로 반복되도록 함과 더불어 상기 각 과정이 진행될 때마다 코팅 두께가 점진적으로 두꺼워지도록 함을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 면상 발열체 제조를 위한 발열사 코팅장치에 따르면 블랙카본 잉크가 저장된 저장조; 상기 저장조의 잉크 저장 공간 내에 이격 배치되면서 구름 가능하게 설치되는 복수의 지지롤러; 어느 한 지지롤러를 경유한 원사가 다른 한 지지롤러로 이동되도록 안내하면서 상기 저장조의 외측 상부에 서로 이격 배치되며, 제1구동모터에 의해 회전되도록 설치된 복수의 동작롤러; 상기 저장조 외부의 원사 유입측에 회전 가능하게 설치되면서 원사가 감기는 제1감김릴 및 상기 저장조 외부의 원사 유출측에 위치된 상태로 제2구동모터에 의해 회전되도록 설치되면서 블랙카본 잉크가 코팅된 원사가 감기는 제2감김릴; 원사가 통과되는 통과공이 형성됨과 더불어 복수로 제공되면서 각 지지롤러와 각 동작롤러 사이의 원사 이동 경로 상에 각각 위치되어 상기 원사의 표면에 코팅된 코팅액의 두께를 일정하게 형성하는 복수의 통과노즐;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 통과노즐의 통과공은 서로 다른 직경을 갖도록 각각 형성되며, 상기 원사의 이동 방향을 따라 점차 큰 직경의 통과공이 형성된 통과노즐이 위치되도록 순차적으로 배치됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 동작롤러를 동작시키는 제1구동모터는 상기 제2감김릴의 회전 속도에 비해 느린 속도로 상기 동작롤러가 회전되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 저장조 내의 저부 공간을 따라 지그재그 형으로 구비되며, 저면에는 복수의 공기 분사공이 관통 형성되면서 상기 저장조 내의 블랙카본 잉크로 공기를 분사하는 공기유동관이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명의 24V DC용 면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치는 3합으로 이루어진 합사를 이용하여 발열사를 제조함과 더불어 이 발열사의 제조를 위한 블랙카본 잉크의 물성 및 순차적인 코팅 두께의 증가를 이용한 과정으로 인해 0.6~0.7kΩ의 저항을 갖는 24V DC용의 면상 발열체의 제조가 가능하게 된 효과를 가진다.
이와 함께, 본 발명의 24V DC용 면상 발열체 제조를 위한 발열사 코팅장치는 공기유동관의 추가적 제공에 의해 저장조 내로의 공기 공급이 지속적으로 이루어 질 수 있음에 따라 상기 저장조 내의 블랙카본 잉크를 이루는 용제의 증발 속도를 늦출 수 있음과 더불어 성분의 변질이나 오염이 방지될 수 있으며, 이에 부가하여 상기 공기는 저장조 내의 저부를 향해 분사되기 때문에 상기 저장조 내의 저부 공간에 가라앉는 세라믹수지의 지속적인 균일 혼합이 가능하게 된 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 24V DC용 면상 발열체 제조 방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발열사 코팅장치를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발열사 코팅장치 중 공기유동관의 설치 구조를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 저면도
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발열사 코팅장치에 의한 블랙카본 잉크의 코팅이 순차적으로 이루어지는 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부도
이하, 본 발명의 24V DC용 면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치에 대한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 24V DC용 면상 발열체 제조 방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.
이로 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 24V DC용 면상 발열체 제조 방법은 크게 합사 제조단계(S100)와, 발열사 제조단계(S200) 및 면상 발열체 직조단계(S300)가 순차적으로 진행되어 이루어짐을 특징으로 한다.
이러한 각 단계별 특징에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 합사 제조단계(S100)는 복수의 원사를 꼬아 합사로 제조하는 과정이다.
종래 면상 발열체의 발열사로 사용되는 원사의 경우는 통상 단일의 원사 그대로 사용하거나 혹은, 2합의 합사로 사용됨에 따라 전체적인 강도가 약하고 굵기가 가늘어서 전기전도도에 대한 문제가 있으며, 이로 인해 24V DC용으로 사용되지는 못하였다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 합사를 발열사의 제조를 위한 원사로 사용되도록 함으로써, 24V DC용으로의 사용이 가능할 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 합사는 원사를 3합으로 꼬아 1M당 280PM의 꼬임강도를 갖도록 하며, 이를 통해 후술될 발열사 제조단계(S200)에서의 블랙카본 코팅시 실의 말림 현상이 방지될 수 있도록 하면서도 꼬임이 풀리는 현상이 방지될 수 있도록 한다.
이러한 3합의 합사를 제조하는 과정은 폴리에스터(polyester)로 이루어진 420데니아의 원사를 이소프로피알콜(IPA;IsoPropyl Alcohol)로 세척하고, 세척이 완료된 폴리에스터 원사를 18~20℃에서 130~150시간 동안 자연 건조하며, 건조가 완료된 폴레에스터 원사를 3합으로 꼬아서 형성됨을 특징으로 하며, 이를 통해 1M당 280PM의 꼬임강도를 갖는 3합의 합사가 완성되어 24V DC용의 면상 발열체에 사용되는 발열사로 사용될 수 있게 된다.
다음으로, 상기 발열사 제조단계(S200)는 상기 합사 제조단계(S100)에서 제조된 합사에 블랙카본 잉크를 코팅하여 발열사로 제조하는 과정이다.
본 발명의 실시예에서는 상기 제조된 합사를 블랙카본 잉크가 저장된 코팅장치 내를 통과하면서 복수의 침지 및 건조가 순차적으로 반복 진행되도록 하여 발열사로 제조함을 특징으로 제시한다.
즉, 종래의 발열사 제조를 위한 카본 코팅은 단순히 1회만 침지하는 과정으로만 수행되었기 때문에 24V DC용으로의 사용을 위한 발열사가 요구하는 두께의 코팅이 이루어지지 못하였을 뿐만 아니라 그 굵기 역시 일정하지 못함에 따른 전류값의 불안정에 의해 24V DC용으로는 사용되지 못하였지만, 본 발명의 실시예에서는 복수의 반복적인 침지 및 건조를 통해 24V DC용으로의 사용이 가능한 물성을 갖는 발열사가 제조될 수 있도록 한 것이다.
이는, 상기 발열사 제조단계(S200)에서 침지 및 건조가 복수의 과정으로 반복되도록 함과 더불어 상기 각 과정이 진행될 때마다 코팅 두께가 점진적으로 두꺼워지도록 함으로써 가능하게 되었다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 발열사 제조단계(S200)에 사용되면서 상기 합사에 코팅되는 블랙카본 잉크가 카본블랙 15%, 흑연 마이크롬 15%, 세라믹수지 7%, 가교제 7%, 안정제 7% 그리고, 건식용 우레탄수지 및 용제 49%를 혼합하여 만든 용액임을 특징으로 제시한다. 이때 상기 카본블랙 및 흑연 마이크롬은 면상 발열사의 고효율과 안정적인 저항의 탄소사 제조를 위한 잉크를 만들기 위해 사용되고, 상기 세라믹수지는 빠른 발열과 항균작용 및 더욱 높은 원적외선 효과를 부여하기 위해 사용되며, 상기 가교제 및 안정제는 전기 전류를 정확하게 흘려보내는 기능을 위해 사용되고, 상기 우레탄수지 및 용제는 카본의 깨어짐을 방지하면서 강한 접착력을 제공함과 더불어 수명의 변화를 막기 위해 사용된다.
따라서, 상기한 물성을 가지는 블랙카본 잉크를 여러 번 반복하여 통과하면서 침지 및 건조되고 점진적으로 두께가 두꺼워지게 제조된 발열사는 0.6~0.7kΩ의 저항을 갖는 24V DC용의 카본사를 이룰 수 있게 된다.
다음으로, 상기 면상 발열체 직조단계(S300)는 상기 블랙카본 잉크가 코팅된 발열사를 일반적인 섬유사와 직조하여 면상 발열체를 제조하는 과정이다.
이때, 상기 발열사는 씨실로 공급됨과 더불어 상기 일반 섬유사는 날실로 공급되면서 서로 직조되어 면상 발열체가 제조된다.
결국, 전술된 일련의 과정을 통해 제조된 면상 발열체는 24V DC용으로의 사용이 가능하게 되어 전기료의 절감을 이룰 수 있게 되며, 특히 발열사의 제조시 합사에 코팅되는 블랙카본 잉크의 물성에 의해 인체에 미치는 전자파를 최소화할 수 있게 됨과 더불어 원적외선 방사 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 면상 발열체 제조용 발열사 코팅장치가 도시되고 있으며, 전술된 면상 발열체 제조 방법을 통해 소개된 발열사 제조단계(S200)에서의 발열사는 이러한 발열사 코팅장치에 의해 제조된다.
이러한 발열사 코팅장치에 대하여 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 상기 발열사 코팅징치는 저장조(100)와, 복수의 지지롤러(210,220,230)와, 복수의 동작롤러(310,320)와, 제1감김릴(410) 및 제2감김릴(420) 그리고, 복수의 통과노즐(510,520,530)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 저장조(100)는 블랙카본 잉크(110)가 저장되는 통이다.
상기한 저장조(100)는 블랙카본 잉크(110)의 성분과 변질을 방지할 수 있도록 SS316재질로 형성됨이 가장 바람직하다.
이때, 상기 블랙카본 잉크(110)는 전술된 면상 발열체 제조 방법에 대한 설명에서 기재된 바와 같이 카본블랙 15%, 흑연 마이크롬 15%, 세라믹수지 7%, 가교제 7%, 안정제 7% 그리고, 건식용 우레탄수지 및 용제 49%를 혼합하여 만든 용액이다.
그리고, 상기 복수의 지지롤러(210,220,230) 및 복수의 동작롤러(310,320)는 원사(폴리에스터 원사를 3합으로 꼬아 만든 합사)(10)의 이동을 안내하는 롤러로써, 상기 각 지지롤러(210,220,230)는 상기 저장조(100)의 잉크 저장 공간 내에 이격 배치되면서 구름 가능하게 설치되고, 상기 각 동작롤러(310,320)는 상기 저장조(100)의 외측 상부에 서로 이격 배치되면서 구름 가능하게 설치된다.
이때, 상기 각 동작롤러(310,320)는 어느 한 지지롤러를 경유한 원사(10)가 다른 한 지지롤러로 이동될 수 있게 안내하도록 배치된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 지지롤러(210,220,230)가 제1지지롤러(210)와, 제2지지롤러(220) 및 제3지지롤러(230)로 구성되고, 상기 동작롤러(310,320)는 제1동작롤러(310)와 제2동작롤러(320)로 구성됨을 그 예로 한다.
그리고, 상기 제1감김릴(410)은 상기 저장조(100) 외부의 원사 유입측에 회전 가능하게 설치되면서 원사(10)가 감기는 부위이고, 상기 제2감김릴(420)은 상기 저장조(100) 외부의 원사 유출측에 회전 가능하게 설치되면서 상기 저장조(100)를 완전히 통과하여 블랙카본 코팅이 완료된 원사(발열사)(10)가 감기는 부위이다.
상기에서 각 동작롤러(310,320)는 단일의 제1구동모터(330)에 의해 강제 회전되도록 설치되고, 상기 제2감김릴(420)은 제2구동모터(430)에 의해 회전되도록 설치됨과 더불어 상기 제1구동모터(330)에 의한 각 동작롤러(310,320)의 회전 속도는 상기 제2구동모터(430)에 의한 제2감김릴(420)의 회전에 의해 원사(10)가 이동되는 속도보다 느리도록 설정된다. 즉, 상기 각 동작롤러(310,320) 역시 강제 회전될 수 있도록 구성하되 그 회전 속도는 원사의 이동 속도에 비해서는 느리게 설정함으로써 상기 각 동작롤러(310,320)를 경유하는 원사(10)가 상기 제2감김릴(420)에 의한 당김힘에 의해 늘어남이 방지될 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 제1구동모터(330)는 복수의 벨트(331,332)를 통해 상기 각 동작롤러(310,320)에 동력 전달 가능하게 연결됨으로써 상기 각 동작롤러(310,320)는 모두 동일한 회전 속도로 회전될 수 있게 된다.
그리고, 상기 통과노즐(510,520,530)은 원사에 코팅되는 코팅액의 두께를 일정하게 형성하기 위한 부위이다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 통과노즐(510,520,530)이 3개로 제공됨과 더불어 이 각 통과노즐(510,520,530)은 원사가 통과되는 통과공(511,521,531)의 직경이 서로 다른 종류로 제공됨을 특징으로 제시하며, 이때 상기 각 통과노즐(510,520,530)은 각 지지롤러(210,220,230)와 각 동작롤러(310,320) 사이의 원사 이동 경로 상에 각각 위치되도록 배치함과 더불어 상기 원사(10)의 이동 방향을 따라 점차 큰 직경(D1,D2,D3)의 통과공(511,521,531)이 형성된 통과노즐(510,520,530)이 위치되도록 순차적으로 배치됨을 특징으로 한다. 즉, 통과공(511,521,531)의 직경(D1)이 가장 작은 제1통과노즐(510)은 제1지지롤러(210)와 제1동작롤러(310) 사이에 위치되도록 배치하고, 제1통과노즐(510)에 비해 큰 직경(D2)의 통과공(521)이 형성된 제2통과노즐(520)은 제2지지롤러(220)와 제2동작롤러(320) 사이에 위치되도록 배치하며, 제2통과노즐(510)에 비해 큰 직경(D3)의 통과공(531)이 형성된 제3통과노즐(530)은 제3지지롤러(230)와 제2감김릴(420) 사이에 위치되도록 배치한다.
이러한 각 통과노즐(510,520,530)의 구조 및 배치는 원사(10)에 코팅되는 블랙카본 잉크(110)가 점진적으로 두껍게 코팅될 수 있도록 함과 더불어 이로 인해 형성되는 코팅층의 두께가 일정할 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기 통과노즐(510,520,530)의 내부에는 확관부(512,522,532)가 형성되어 상기 통과공(511,521,531)을 통과하는 원사(10)로부터 블랙카본 잉크(10)의 일부가 걸러져서 순환될 수 있도록 하여 상기 원사(10)에 코팅되는 블랙카본 잉크(110)의 두께가 균일하게 이루어질 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 저장조(100) 내의 저부 공간에 공기유동관(610)이 더 구비됨을 추가적인 특징으로 제시한다.
상기 공기유동관(610)은 상기 저장조(100) 내에 저장된 블랙카본 잉크(110)로 공기를 분사하여 용제의 증발 속도를 늦추면서도 용제의 성분 변질이나 오염을 방지하도록 한 구성이다.
이때, 상기 공기유동관(610)은 상기 저장조(100) 내의 저부 공간을 지그재그 형으로 배치되도록 형성되고, 상기 공기유동관(610)의 어느 일단은 저장조(100)의 어느 한 측 부위를 관통하여 저장조(100) 외부에 구비되는 공기 펌프(620)에 연결됨과 더불어 상기 공기유동관(610)의 다른 일단은 상기 저장조(100)의 다른 한 측 부위를 관통하여 외부로 노출되도록 형성된다.
특히, 상기 공기유동관(610)에는 복수의 공기 분사공(611)이 관통 형성되며, 이때 상기 각 공기 분사공(611)은 상기 공기유동관(610)의 저면을 따라 각각 이격 형성되도록 구성됨으로써 무게 차이로 인해 상기 저장조(100) 내의 저부에 가라앉은 세라믹수지가 지속적으로 블랙카본 잉크(110)에 혼합될 수 있도록 함을 특징으로 제시한다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 면상 발열체 제조용 발열사 코팅장치에 의한 발열사 제조과정을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
최초, 제1감김릴(410)에는 원사(10)가 감겨진 상태로 공급됨과 더불어 이 원사(10)의 끝단은 각 지지롤러(210,220,230)와 각 동작롤러(310,320) 및 각 통과노즐(510,520,530)을 순차적으로 경유하도록 연결된 후 제2감김릴(420)에 감기도록 연결된다.
이때, 상기 원사(10)는 합사 제조단계(S100)에서 만들어진 폴리에스터 원사를 3합으로 꼬아 만든 합사이며, 제1지지롤러(210)와 제1통과노즐(510)과 제1동작롤러(310)를 순차적으로 경유한 후 제2지지롤러(220)와 제2통과노즐(520)과 제2동작롤러(320)와 제3지지롤러(230) 및 제3통과노즐(530)을 순차적으로 경유하여 제2감김릴(420)에 감기도록 연결된다.
이의 상태에서 제1구동모터(330) 및 제2구동모터(430)를 구동시키게 되면 상기 원사(10)는 전술된 연결 경로를 순차적으로 경유하면서 제2감김릴(420)에 감기게 된다.
특히, 상기 원사(10)는 제1지지롤러(210)와 제2지지롤러(220) 및 제3지지롤러(230)를 경유하는 도중 저장조(100) 내에 저장된 블랙카본 잉크(110)에 침지됨으로써 표면에 상기 블랙카본 잉크(110)가 코팅된다.
이와 함께, 상기 원사(10)는 제1지지롤러(210)와 제1동작롤러(310) 사이의 제1통과노즐(510)을 통과하면서 블랙카본 잉크(110)의 코팅 두께가 일정하게 유지된 후 제1동작롤러(310)를 경유하면서 대기 상으로 노출되어 1차적인 자연 건조가 이루어져 첨부된 도 4와 같은 제1코팅층(11)이 형성되고, 제2지지롤러(220)와 제2동작롤러(320) 사이의 제2통과노즐(520)을 통과하면서 블랙카본 잉크(110)의 코팅 두께가 조금더 두꺼워진 상태로 일정하게 유지된 후 제2동작롤러(320)를 경유하면서 대기 상으로 노출되어 2차적인 자연 건조가 이루어져 첨부된 도 5와 같은 제2코팅층(12)이 형성되며, 계속해서 제3지지롤러(230)와 제2감김릴(420) 사이의 제3통과노즐(530)을 통과하면서 블랙카본 잉크(110)의 코팅 두께가 조금더 두꺼워진 상태로 일정하게 유지된 후 대기 상으로 노출되어 3차적인 자연 건조가 이루어져 첨부된 도 6과 같은 제3코팅층(13)이 형성된 다음 상기 제2감김릴(420)에 감긴다.
이때, 상기한 각 통과노즐(510,520,530) 중 제1통과노즐(510) 및 제2통과노즐(520)은 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 상부로 경사지게 설치되기 때문에 블랙카본 잉크(110)가 코팅된 부위가 대기로 노출되는 과정에서 원사(10)의 특정 부위에 상기 잉크의 맺힘과 같은 문제점은 방지될 수 있다.
특히, 전술된 원사(10)에 블랙카본 잉크(110)를 코팅하는 과정 도중 공기유동관(610)을 통해 저장조(100) 내의 블랙카본 잉크(110)로는 공기가 공급됨에 따라 용제의 증발 속도를 늦출 수 있음과 더불어 성분의 변질이나 오염이 방지될 수 있으며, 이에 부가하여 상기 공기는 저장조(100) 내의 저부를 향해 분사되기 때문에 상기 저장조(100) 내의 저부 공간에 가라앉는 세라믹수지의 지속적인 균일 혼합이 가능하게 된다.
결국, 전술된 과정을 통해 0.6~0.7kΩ의 저항을 갖는 24V DC용의 발열사를 제조할 이룰 수 있게 된다.
이렇듯, 본 발명의 면상 발열체 제조 방법 및 이를 위한 발열사 코팅장치에 의해 24V DC용 면상 발열체의 제조가 이루어질 수 있게 되며, 이러한 24V DC용 면상 발열체로 인해 전기료의 절감을 이룰 수 있다.
특히, 발열사의 제조시 합사에 코팅되는 블랙카본 잉크의 물성에 의해 인체에 미치는 전자파를 최소화할 수 있게 됨과 더불어 원적외선 방사 효과를 부가적으로 얻을 수 있게 된다.
10. 원사 11. 제1코팅층
12. 제2코팅층 13. 제3코팅층
100. 저장조 110. 블랙카본 잉크
210. 제1지지롤러 220. 제2지지롤러
230. 제3지지롤러 310. 제1동작롤러
320. 제2동작롤러 330. 제1구동모터
331,332. 벨트 410. 제1감김릴
420. 제2감김릴 430. 제2구동모터
510. 제1통과노즐 520. 제2통과노즐
530. 제3통과노즐 511,521,531. 통과공
512,522,532. 확관부 610. 공기유동관
611. 공기 분사공 620. 공기 펌프

Claims (7)

  1. 폴리에스터(polyester)로 이루어진 420데니아(DNY)의 원사를 이소프로피알콜(IPA;IsoPropyl Alcohol)로 세척하고, 세척이 완료된 폴리에스터 원사를 18~20℃에서 130~150시간 동안 자연 건조하며, 건조가 완료된 폴레에스터 원사를 3합으로 꼬아 1M당 280PM의 꼬임강도를 갖는 합사를 제조하는 합사 제조단계;
    상기 제조된 합사를 카본블랙 15%, 흑연 마이크롬 15%, 세라믹수지 7%, 가교제 7%, 안정제 7% 그리고, 건식용 우레탄수지 및 용제 49%를 혼합하여 만들어진 블랙카본 잉크가 저장된 코팅장치 내를 통과하면서 복수의 침지 및 건조가 순차적으로 반복 진행되도록 하여 발열사로 제조하는 발열사 제조단계; 그리고,
    상기 블랙카본 잉크가 코팅된 발열사를 일반적인 섬유사와 직조하여 면상 발열체를 제조하는 면상 발열체 직조단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 면상 발열체 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열사 제조단계에서 침지 및 건조는 복수의 과정으로 반복되도록 함과 더불어 상기 각 과정이 진행될 때마다 코팅 두께가 점진적으로 두꺼워지도록 함을 특징으로 하는 면상 발열체 제조 방법.
  4. 블랙카본 잉크가 저장된 저장조;
    상기 저장조의 잉크 저장 공간 내에 이격 배치되면서 구름 가능하게 설치되는 복수의 지지롤러;
    어느 한 지지롤러를 경유한 원사가 다른 한 지지롤러로 이동되도록 안내하면서 상기 저장조의 외측 상부에 서로 이격 배치되며, 제1구동모터에 의해 회전되도록 설치된 복수의 동작롤러;
    상기 저장조 외부의 원사 유입측에 회전 가능하게 설치되면서 원사가 감기는 제1감김릴 및 상기 저장조 외부의 원사 유출측에 위치된 상태로 제2구동모터에 의해 회전되도록 설치되면서 블랙카본 잉크가 코팅된 원사가 감기는 제2감김릴;
    원사가 통과되는 통과공이 형성됨과 더불어 복수로 제공되면서 각 지지롤러와 각 동작롤러 사이의 원사 이동 경로 상에 각각 위치되어 상기 원사의 표면에 코팅된 코팅액의 두께를 일정하게 형성하는 복수의 통과노즐; 그리고,
    상기 저장조 내의 저부 공간을 따라 지그재그 형으로 구비되며, 저면에는 복수의 공기 분사공이 관통 형성되면서 상기 저장조 내의 블랙카본 잉크로 공기를 분사하는 공기유동관;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 면상 발열체 제조용 발열사 코팅장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 통과노즐의 통과공은 서로 다른 직경을 갖도록 각각 형성되며,
    상기 원사의 이동 방향을 따라 점차 큰 직경의 통과공이 형성된 통과노즐이 위치되도록 순차적으로 배치됨을 특징으로 하는 면상 발열체 제조용 발열사 코팅장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 동작롤러를 동작시키는 제1구동모터는 상기 제2감김릴의 회전 속도에 비해 느린 속도로 상기 동작롤러가 회전되도록 구성됨을 특징으로 하는 면상 발열체 제조용 발열사 코팅장치.
  7. 삭제
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