KR101664372B1 - 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체에 관한 발명으로써,
전기저항을 갖는 발열부를 매개로 하여 전기에너지를 열에너지로 변화시키는 면상발열부재; 및 상기 면상발열부재를 방수상태로 수용하면서 상기 면상발열부재의 외곽을 따라 공기층을 제공하여 온도차에 의한 습기가 상기 면상발열부재에 발생하는 것을 억제시키는 방수방습부재;를 포함하여 구성되어,
면상발열부재의 양면에 복수의 공기층이 형성되어 있는 에어캡시트로 배치하고 테두리부를 열융착시키고 밀봉하여 외부환경과의 접촉을 차단시킴으로써, 방수는 물론 온도차에 의한 습기의 발생도 억제하여 물의 접촉이 많은 곳이나 야외의 작업환경에서도 전기의 누전이나 감전을 사전에 방지해주고 에어캡시트을 복수로 적층하여 방수와 방습성을 더욱 향상시켜 준다.

Description

방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체{PLANE HEATER WITH WATERPROOF AND DAMPPROOF FUNCTION}

본 발명은 면상발열체의 방수 및 방습에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 면상발열체의 외주면을 방수방습부재로 밀봉하여 물을 많이 접하게 되는 작업환경이나 야외에서도 전기누전이나 감전없이 안전하게 사용이 가능한 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체에 관한 것이다.

일반적으로 면상발열체는 난방용 매트리스, 건물벽면, 파티션 내부 등에 설치되어 난방용으로 사용되거나, 차량의 유리에 설치되어 성애 방지용으로 사용되는 등 다양한 분야에 적용된다.

이러한 면상발열체는 통상의 열선방식에 비해 면적으로 발열하므로 발열률이 우수하며, 전력소모율이 적고 유해 전자파의 발생이 거의 없으며 평활성과 내구성을 가지고 있어 상당히 유용하게 사용된다.

종래의 면상발열체는 베이스시트의 양단에 여백부가 형성되도록 가로방향으로는 액상의 카본페이스트를 적정 간격으로 도포하여 카본층을 형성하고, 카본층 양단 세로방향으로는 열전도를 향상시키기 위해 도전성 실버페이스트를 도포하여 실버층을 형성한 후 상기 실버층에 구리박판을 적층한 다음 마감시트를 베이스시트에 라미네이팅하여 제조된다.

이와 같이 제조된 면상발열체는 구리박판에 인가된 전류가 실버층을 통해 카본층에 흐르게 되면서 카본층에 저항열이 발생되는 것이다.

하지만, 상기 종래의 면상발열체는 롤로를 통해 베이스시트에 가로방향으로 액상의 카본페이스트를 도포할 때 카본페이스트액이 미세하게 베이스시트 여백부에도 도포되는데, 이로 인해 전류가 통전될 때 베이스시트과 마감시트사이의 틈을 통해 면상발열체 측면으로 전류가 누설되는 현상이 발생하게 되어 전력이 낭비될 뿐만 아니라 누설전류로 인한 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 구리박판에서 방출되는 전자기파를 차단할 수 있는 구조가 없어, 전자파를 차단할 필요성이 대두된다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위해 선행기술 대한민국 특허출원 제10-2006-0008831호 `면상발열체`에서 개시되었다.

종래기술은 면상발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면상발열체 측면으로 전류가 누설되는 현상을 방지할 수 있으며, 구리박판에서 방출되는 전자파를 차단할 수 있는 면상발열체에 관한 것이다.

즉, 상기 면상발열체의 측면에는 면상발열체의 베이스시트와 마감시트 사이의 틈을 차단하여 상기 틈을 통해 전류가 면상발열체의 측면으로 누설되는 것을 방지하기 위한 전류누설방지필름이 마련된 것을 특징으로 한다.

종래기술은 상기와 같은 장점이 있는 반면에, 습기가 많은 곳이나 물속에서는 누전 관계로 사용이 불가능하여 이러한 환경의 적용에는 한계가 있다.

예컨대, 상기와 같이 습기가 많은 곳이나 온도차가 심한 곳, 예를들어,비닐하우스, 양어장, 습식난방용 이나 시멘트양생덮개 등에서 사용하는 경우에는 사용후 면상발열체의 표면에 습기나 온도차로 인한 이슬이 맺히게 되어 결로가 발생하므로 전기누전이나 감전으로 인한 안전사고가 발생할 수 있다.

따라서, 방수가 필수적인 곳에서의 작업이나 상대적으로 방수나 방습에 취약한 야외의 작업환경에서도 전기 누전이나 감전의 걱정없이 안전하고 부담없이 사용이 가능한 제품의 수요가 꾸준히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허번호 제10-0659499호(발명의 명칭: 면상발열체)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 면상발열체를 공기층이 형성된 부재로 에워싸고 밀봉하여 방수성이나 방습성 제공함으로써, 습기나 물기가 많거나 온도차가 심한 야외 작업환경이나 각종의 야외 레포츠 등의 활동을 하는데에도 전기누전이나 감전없이 안전하게 사용이 가능한 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 면상발열부재를 사이에 두고 방수방습부재를 복수의 층으로 적층하여 방수와 방습기능을 더욱 향상시킨 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체는, 전기저항을 갖는 발열부를 매개로 하여 전기에너지를 열에너지로 변화시키는 면상발열부재; 및 상기 면상발열부재를 방수상태로 수용하면서 상기 면상발열부재의 외곽을 따라 공기층을 제공하여 온도차에 의한 습기가 상기 면상발열부재에 발생하는 것을 억제시키는 방수방습부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방수방습부재는, 상기 면상발열부재의 일측방에 배치되어 상기 면상발열부재의 일측면을 차폐하고, 표면을 따라 복수의 에어캡이 돌출형성되는 제1 에어캡시트; 상기 면상발열부재의 타측방에 배치되어 상기 제1 에어캡시트와 밀봉상태로 결합되면서 상기 제1 에어캡시트와 함께 상기 면상발열부재를 방수상태로 차폐하며, 표면을 따라 복수의 에어캡이 돌출형성되는 제2 에어캡시트; 및 상기 제1 에어캡시트의 테두리와 상기 제2 에어캡시트의 테두리를 맞닿은 상태로 열융착시켜서 상기 면상발열부재를 밀봉시키는 밀봉부;를 포함하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 방수방습부재는, 상기 제1 에어캡시트와 상기 제2 에어캡시트 중 적어도 하나가 복수의 층으로 적층될 수 있다.

또한, 상기 면상발열부재는, 전기저항을 일으키는 발열부로 카본(carbon) 발열 직물을 사용하여 상기 직물의 상면 및 하면에 각각 압착되는 절연성 필름을 포함하고, 다수개 배열된 위사(緯絲)에 대해 다수개 배열된 경사(經絲)가 서로 사직조직 형태로 직조된 직물로서, 상기 직물의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 형성되고, 방수 물질이 일정 폭으로 코팅 처리된 다수개의 방수 코팅부와 상기 직물의 위사 및 경사의 표면에 카본 물질이 염착되어 형성되는 발열부 및 상기 직물의 길이 방향을 따라 양 단에 각각 배치되는 적어도 하나의 동선을 포함하며, 상기 카본 물질은 상기 방수 코팅부 및 동선을 제외한 나머지 직물에 염착되고, 상기 방수 코팅부의 위치와 대응하는 상기 절연성 필름의 표면에는 절단선이 형성될 수 있다.

본 발명의 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체는, 면상발열부재의 양면에 공기가 들어간 복수의 에어캡이 형성되어 있는 에어캡시트를 배치하고 테두리를 열융착시키고 밀봉하여 면상발열부재와 외부환경과의 접촉을 차단시켜 주는 효과를 제공한다.

또한, 에어캡시트의 에어캡을 이용하여 면상발열부재와 외부와의 사이에 공기막을 형성하여 방수는 물론 온도차에 의한 습기의 발생도 억제하여 온도차가 심한 곳이나 물의 접촉이 많은 곳에서 작업할 시에도 전기의 누전이나 감전의 위험을 사전에 방지해주는 효과를 제공한다.

또한, 면상발열부재를 사이에 두고 에어캡시트을 복수로 적층하여 방수성과 방습성을 더욱 향상시켜주는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 제1 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 제2 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상기 면상발열체의 사시도.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 제1 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 제2 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 후술할 면상발열부재(1)와 방수방습부재(300)를 포함하여 구성된다.

상기 방수방습부재(300)는 면상발열부재(1)와 외부환경과의 사이에 공기층을 이용한 공기막을 형성시켜서 방면상발열부재(1)에 방수/방습을 제공하는 구성요소이다.

방수방습부재(300)는 면상발열부재(1)를 방수상태로 수용하면서 면상발열체(1)의 외곽을 따라 공기층을 제공할 수 있다.

방수방습부재(300)는 상기 공기층으로 면상발열부재(1)와 외부 환경과의 사이에 공기막을 형성시켜 온도차에 의한 습기가 면상발열부재(1)에 발생하는 것을 억제시킬 수 있다.

또한, 방수방습부재(300)는 특히, 동절기나 온도차가 심한 작업환경에서 발생하는 결로를 방지하여 면상발열부재(1)를 전기의 누전이나 감전없이 안전하게 사용이 가능하게 해준다.

결로에 대해 잠시 알아보면, 공기 중에는 약간의 수증기가 포함되어 있는데, 그 양은 같은 기압 아래서 온도에 따라 최대한도가 정해져 있다. 어떤 온도의 공기가 그 보다 차가운 벽에 접촉하여 기온이 내려갔다고 하면, 이 공기의 상대습도(相對濕度)가 올라간다. 그것이 이슬점[露點]에 이르면 수증기는 물방울이 되어 벽면에 맺힌다.

따라서, 결로가 발생하면 습기나 물기가 발생하므로, 특히 전열기구 등에서는 감전과 같은 안전사고가 발생할 수 도 있다.

방수방습부재(300)는 제1 에어캡시트(320), 제2 에어캡시트(330) 및 밀봉부(340)로 구성될 수 있다.

상기 제1 에어캡시트(320)는 일반적으로 폴리염화비닐(PVC, Polyvinyl chloride)을 2중으로 겹쳐서 에어캡(310)이라는 공기층을 형성하여 방충용 포장재나 단연재료로 사용되는 구성요소이다.

제1 에어캡시트(320)는 면상발열부재(1)의 일측방에 배치되어 면상발열부재(1)의 일측면을 외부의 습기나 물기로부터 차폐해 준다.

즉, 제1 에어캡시트(320)는 표면에 복수의 에어캡(310)을 돌출형성시켜서 공기막을 이루고 면상발열부재(1)를 외부 환경으로부터의 접촉에서 차단시켜서 방수 및 방습을 유지해 줄 수 있다.

상기 제2 에어캡시트(330)는 면상발열부재(1)의 타측방에 배치되어 제1 에어캡시트(320)와 밀봉상태로 결합된다.

제2 에어캡시트(330)도 제1 에어캡시트(320)와 함께 면상발열부재(1)를 방수/방습상태로 차폐하며, 표면을 따라 복수의 에어캡(310)이 돌출형성되는 구조일 수 있다.

상기 밀봉부(340)는 방수방습부재(300)가 면상발열부재(1)를 에워싸고 남은 부분인 제1 에어캡시트(320)의 테두리와 제2 에어캡시트(330)의 테두리를 맞닿은 상태로 열융착기를 이용하여 열융착 결합시켜서 면상발열부재(1)를 밀봉시켜 준다.

밀봉부(340)는 면상발열부재(1)의 발열부에 전원을 공급하여 저항을 발생시킬 수 있도록 전원공급선이 통과 할 수 있는 부분이 마련되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방수방습부재(300)는 적층방식에 있어서, 제1 에어캡시트(320)와 제2 에어캡시트(330) 중 적어도 하나가 복수의 층으로 적층되게 쌓아서 다층의 공기층을 형성하는 구조일 수 있다.

상기와 같이 함으로써, 방수방습부재(300)는 복수의 층으로 적층되어서 여러겹의 공기층을 형성시켜주므로 더욱 향상된 방수 및 방습효과를 면상발열부재(1)에 제공할 수 있다.

방수방습부재(300)는 에어캡(310)이 서로 맞대는 구조로 적층되거나 에어캡시트를 맞대고서 에어캡(310)이 서로 대칭되는 구조로 적층될 수 도 있다.

따라서, 작업자는 면상발열부재(1)를 작업이나 활동 환경에 따라 여러겹으로 적층하여 사용하던가, 서로 비균등하게 적층하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 방수방습부재(300)는, 밀봉부(340)의 일부분을 개폐가능하게 밀봉시키는 개폐부를 더 포함할 수 있는데, 상기 개폐부에는 통상의 지퍼락방식을 채택하여 이용이 간편하면서도 우수한 밀봉력을 제공해 줄 수 있다.

상기 지퍼락방식은 개폐부의 내면에 부착된 홈이 형성된 일측 라인과 홈에 대응하는 돌기가 형성된 타측 라인으로 이루어진 라인지퍼에 의해 밀폐되는 밀폐방식이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상기 면상발열체의 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면상발열부재(1)는 카본(carbon) 발열 직물(10)과, 이 카본 발열 직물(10)의 상면 및 하면에 각각 압착되는 절연성 필름(20)을 포함할 수 있다.

절연성 필름(20)은 면상발열부재(1)가 80℃ 이상의 고온에서 사용되는 경우에도 내열성을 확보할 수 있도록, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, Polyethyleneterephthalate) 필름 또는 폴리우레탄(PU) 필름을 사용할 수 있고, 내열도가 높은 합성수지 필름을 사용할 수도 있다.

또한, 카본 발열 직물(10)의 상면 및 하면에 배치되는 각 절연성 필름(20)은 우레탄계 수지와 이소시아네이트계 경화제가 혼합된 경화형 접착제(30)를 도포하여 서로 접착될 수 있다.

이러한, 경화형 접착제(30)를 사용함으로써, 면상발열부재(1)에 대한 내열성을 확보할 수 있어, 면상발열부재(1)의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

카본 발열 직물(10)은, 경사(經絲)와 위사(緯絲)에 의해 형성되는 격자 무늬를 포함하는 직물과, 이 직물의 표면, 즉 경사와 위사의 표면에 염착되는 카본 물질(120) 및 동선(40)을 포함할 수 있다.

이 동선(40)은 직물의 길이 방향을 따라 양 단에 각각 적어도 하나 배치되며, 전류를 카본 발열 직물(10)에 제공하는 전극으로서 사용될 수 있다.

도면에는 하나의 동선(40)이 배치되도록 구성되어 있으나, 필요에 따라 다수개 배치되거나, 그 굵기도 다르게 하여 배치될 수 있다.

직물은 경사와 위사가 사직조직 형태로 직조되어 위사 또는 경사 중 어느 하나가 몰리는 경우, 직물이 어느 특정부위로 밀리는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 동선(40)은 경사와 동일하게 각 위사와 사직조직 형태로 직조되는 것이 바람직하며, 도면에는 하나의 동선(40)이 배치되도록 구성되어 있으나, 필요에 따라 다수개 배치될 수도 있다.

또한, 직물에 대해 길이 방향을 따라 일정간격 이격되어 배치되도록 다수개의 방수 코팅부(110)가 형성되는 것으로, 이 방수 코팅부(110)는 방수 또는 발수 물질이 일정한 폭으로 경사 및 위사의 표면에 코팅 처리되어 형성될 수 있다.

또한, 방수 코팅부(110)가 형성된 직물의 표면 즉, 경사 및 위사의 표면에는 카본 물질(120)이 함침 처리 등을 통해 염착될 수 있다.

이 카본 물질(120)은, 예를 들어, 우레탄계 수지를 주바인더로 사용하는 카본 잉크와 이소시아네이트계 경화제가 혼합된 경화형 카본 잉크일 수 있다.

특히, 카본 물질(120)이 함침 처리된 발열 직물(10)의 경우, 방수 코팅부(110)가 형성된 부분 및 동선(40)에는 카본 물질(120)이 염착되지 않도록 구성될 수 있다. 따라서, 이 부분(방수 코팅부(110)가 형성된 부분)에서는 발열 현상이 발생되지 않는다.

또한, 도면에 나타낸 바와 같이, 면상발열부재(1)를 이루는 절연성 필름(20)의 표면에는 다수의 절단선(200)이 길이 방향과 수직한 방향으로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 절단선(200)은 방수 코팅부(110)의 위치와 대응하는 면상 발열체(1)의 표면에 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 면상발열부재(1)를 바닥이나 온돌 판넬 등 다양한 용도에 적용하기 위해서 일정 길이를 절단하는 경우, 이 절단선(200)을 따라 절단시킬 수 있고, 이때, 절단된 면상발열부재(1)의 양단에 방수 코팅부(110)가 배치될 수 있기 때문에,

절단된 부분에 별도의 실링 처리없이 간단한 테이핑 작업만으로도 물이나 습기, 이 물질 등이 스며드는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

이러한, 방수 코팅부(110)는 사용자가 원하는 길이로 직물에 형성하여 면상 발열체(1)를 형성할 수 있다.

즉, 상기와 같이 처리하여 상기 면상발열부재(1)도 어느 정도의 방수나 방습성을 가지고 있다.

본 발명의 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체의 제작방법은, 작업자가 면상발열부재(1)를 제1 에어캡시트(320) 위에 배치하고 그 위에 제2 에어캡시트(330)를 상기에 대응하게 배치하여 면상발열부재(1)를 에워싸고 남은 테두리부를 열융착기를 이용하여 상호 열융착하고 결합시켜서 밀봉하고 마감한다.

상기와 같이 하여, 비닐하우스, 양어장, 습식난방용기구나 시멘트양생덮개 등으로 활용이 가능하여, 전기 누전이나 감전사고를 사전에 예방하고 작업에 유리한 환경조성이나 동절기 건설공사에서 공기준수나 단축으로 비용절감의 효과를 볼 수도 있을 것이다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

1 : 면상발열부재
10 : 카본 발열 직물
20 : 절연성 필름
30 : 경화형 접착제
40 : 동선
110 : 방수 코팅부
120 : 카본 물질
200 : 절단선
300 : 방수방습부재
310 : 에어캡
320 : 제1 에어캡시트
330 : 제2 에어캡시트
340 : 밀봉부

Claims (4)

1. 전기저항을 갖는 발열부를 매개로 하여 전기에너지를 열에너지로 변화시키는 면상발열부재; 및
   상기 면상발열부재를 방수상태로 수용하면서 상기 면상발열부재의 외곽을 따라 공기층을 제공하여 온도차에 의한 습기가 상기 면상발열부재에 발생하는 것을 억제시키는 방수방습부재;를 포함하고,
   상기 방수방습부재는,
   상기 면상발열부재의 일측방에 배치되어 상기 면상발열부재의 일측면을 차폐하고, 표면을 따라 복수의 에어캡이 돌출형성되는 제1 에어캡시트;
   상기 면상발열부재의 타측방에 배치되어 상기 제1 에어캡시트와 밀봉상태로 결합되면서 상기 제1 에어캡시트와 함께 상기 면상발열부재를 방수상태로 차폐하며, 표면을 따라 복수의 에어캡이 돌출형성되는 제2 에어캡시트; 및
   상기 제1 에어캡시트의 테두리와 상기 제2 에어캡시트의 테두리를 맞닿은 상태로 열융착시켜서 상기 면상발열부재를 밀봉시키며 일측 단부에는 개폐부가 형성되는 밀봉부;를 포함하며,
   상기 제1 에어캡시트와 상기 제2 에어캡시트 중 적어도 하나가 에어캡이 서로 맞대는 구조로 복수의 층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 방수 및 방습 기능이 구비된 면상발열체.
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