KR102173235B1 - 판형 발열체 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속재질로 이루어지고, 각각 상단과 하단에 위치하는 상판 및 하판; 상기 상판의 하면과 상기 하판의 상면에 각각 부착되는 제 1 접착제; 상기 제 1 접착제 각각의 대향되는 측면에 각각 부착되는 제 2 접착제; 및 상기 제 2 접착제 사이에 개재되고, 전극으로부터 제공되는 전기에너지를 통해 열을 발산하여 상기 상판 및 상기 하판에 제공하는 발열체;를 포함하고, 상기 제 1 접착제는, 주제와 경화제가 Al2O3 분말필터에 대하여 100 : 10∼25의 중량비율로 혼합되어 이루어지되, 상기 주제와 상기 경화제가 100 : 5∼20의 중량 비율로 이루어지고, 상기 주제가 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl esterepoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 5∼10 : 90∼95의 중량비율로 혼합하여 이루어지며, 상기 경화제가 MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)을 100 : 35∼80의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 제 2 접착제는, 상기 주제와 상기 경화제가 Al2 분말필터에 대하여 100 : 30∼70의 중량비율로 혼합하여 이루어지는, 판형 발열체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 접착 방식의 다층 적층 구조로 인해 용이한 제조를 가능하도록 하면서도, 우수한 접착력과 동시에 우수한 전도성을 가짐으로써, 에너지 효율 및 발열 효율이 뛰어나도록 하는 효과를 가진다.

Description

판형 발열체 및 이의 제조방법{Plate heating element and manufacturing method thereof}
본 발명은 판형 발열체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조가 용이하면서, 내구성과 발열 효율이 우수한 판형 발열체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 판형 발열체는 전기에너지를 열로 변환하여 제공하는 판상의 히팅장치로서, 공기가 오염되지 않아 위생적이고, 크기를 줄일 수 있으며, 소음이 없기 때문에 온풍기, 온수기, 커피머신, 전기후라이팬, 팝콘기 등의 히터로서 널리 사용되고 있다.
종래 판형 발열체와 관련되는 기술로서, 한국공개특허 제10-2004-0045602호의 "판형 발열체 및 그 제조방법"이 제시된 바 있는데, 이는 열전도가 양호한 알루미늄박판의 내면에 절연체인 폴리에스터필름을 접착하여 상부판재와 하부판재를 형성하고, 상기 하부판재의 폴리에스터필름에 니켈합금성분인 발열도선을 일정한 간격으로 절곡 배열한 다음, 하부판재와 상부판재 사이에 접착제를 도포한 후 진공압착시켜 된 것이다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 보다 용이하게 제조하도록 개선할 필요가 있고, 내구성의 증진과 함께 발열 효율을 높일 필요성을 가지고 있었다.
또한, 기존의 기술 중에서, 평면판에 코일히터(CG히터)를 용접하여 제조하는 경우, 구조적인 특성상 발열면적이 적고, 코일의 발열면적 대비 실제 필요온도를 올리는 과정에 많은 전력 손실을 야기하며, 부분 온도 상승으로 인해 고장이 빈번하게 발생하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 용이한 제조를 가능하도록 하면서도, 내구성이 뛰어나며, 에너지 효율 및 발열 효율이 뛰어나도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 금속재질로 이루어지고, 각각 상단과 하단에 위치하는 상판 및 하판; 상기 상판의 하면과 상기 하판의 상면에 각각 부착되는 제 1 접착제; 상기 제 1 접착제 각각의 대향되는 측면에 각각 부착되는 제 2 접착제; 및 상기 제 2 접착제 사이에 개재되고, 전극으로부터 제공되는 전기에너지를 통해 열을 발산하여 상기 상판 및 상기 하판에 제공하는 발열체;를 포함하고, 상기 제 1 접착제는, 주제와 경화제가 Al2O3 분말필터에 대하여 100 : 10∼25의 중량비율로 혼합되어 이루어지되, 상기 주제와 상기 경화제가 100 : 5∼20의 중량 비율로 이루어지고, 상기 주제가 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl esterepoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 5∼10 : 90∼95의 중량비율로 혼합하여 이루어지며, 상기 경화제가 MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)을 100 : 35∼80의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 제 2 접착제는, 상기 주제와 상기 경화제가 Al2 분말필터에 대하여 100 : 30∼70의 중량비율로 혼합하여 이루어지는, 판형 발열체가 제공된다.
상기 경화제는, MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)의 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.3∼0.8 wt%에 해당하는 금속염 경화촉진제가 부가되어 혼합될 수 있다.
상기 Al2O3 분말필터의 결정구조는, 구형 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 발열체는, 원형 링 형태 내에서 반으로 구획되는 반원 영역에서 곡률을 가지고서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어지거나, 사각 형태 내에서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일측면에 따른 판형 발열체의 제조방법으로서, 상기 상판의 하면에 상기 제 1 접착제를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 상기 제 1 접착제 상에 상기 2차 접착제를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계; 상기 하판의 상면에 상기 제 1 접착제를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 상기 제 1 접착제 상에 상기 2차 접착제를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계; 상기 상판의 제 2 접착제 및 상기 하판의 제 2 접착제 중 어느 하나의 노출면에 상기 제 2 접착제를 도포하여 상기 발열체의 일면을 부착한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계; 및 상기 상판의 제 2 접착제 및 상기 하판의 제 2 접착제 중 다른 하나의 노출면에 상기 제 2 접착제를 사용하여 상기 발열체의 다른 일면을 부착한 다음, 온도 33~37℃에서 18~22분 동안 1~3kg/㎠의 압력으로 상기 상판과 상기 하판이 서로를 향하여 압축되도록 가압한 다음, 57~63℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 115~125℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 170~190℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계;를 포함하는, 판형 발열체의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 판형 발열체 및 이의 제조방법에 의하면, 접착 방식의 다층 적층 구조로 인해 용이한 제조를 가능하도록 하면서도, 우수한 접착력과 동시에 우수한 전도성을 가짐으로써, 에너지 효율 및 발열 효율이 뛰어나도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체의 발열패턴을 도시한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 판형 발열체의 발열패턴을 도시한 이미지이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체의 발열패턴을 도시한 이미지이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체(10)는 상판(11), 하판(12), 제 1 접착제(13), 제 2 접착제(14) 및 발열체(15)를 포함할 수 있다.
상판(11)과 하판(12)은 금속재질로 이루어지고, 각각 상단과 하단에 위치하는데, 금속재질로 이루어짐으로써 열전도성을 가짐으로써 후술하게 될 발열체(15)로부터 열을 제공받아 외측으로 발산하도록 한다.
상판(11)과 하판(12)은 구리, 알루미늄 또는 스테인레스스틸 등의 열전도성이 우수한 금속재질로 이루어질 수 있고, 본 실시례에서처럼 원형의 판상 구조를 비롯하여 다양한 형태를 가질 수 있다. 상판(11)과 하판(12)은 본 실시례에서처럼 원형의 판상 구조를 이루게 되는 경우, 중심에 열매개체의 출입을 허용하기 위한 개구(11a,12a)를 형성할 수 있음은 물론이다. 상판(11)과 하판(12)은 접착면에 접착력을 향상시키기 위하여, 전해 연마 등의 표면 처리가 수행될 수 있다.
제 1 접착제(13)는 상판(11)의 하면과 하판(12)의 상면에 부착되는데, 상판(11) 또는 하판(12)과의 접착력 향상을 위하여, 접착력 위주의 배합비를 가지게 된다.
제 1 접착제(13)는 주제와 경화제가 Al2O3 분말필터에 대하여 100 : 10∼25의 중량비율로 혼합되어 이루어지되, 주제와 경화제가 100 : 5∼20의 중량 비율로 이루어지고, 주제가 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl esterepoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 5∼10 : 90∼95의 중량비율로 혼합하여 이루어지며, 경화제가 MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)을 100 : 35∼80의 중량비율로 혼합하여 이루어진다. 여기서, Al2O3 분말필터의 결정구조는 구형 결정 구조를 가질 수 있고, 이로 인해, 열충격에 의한 수지 손상을 최소화하도록 할 수 있다.
제 2 접착제(14)는 제 1 접착제(13) 각각의 대향되는 측면에 각각 부착되는데, 열전달을 용이하게 하고, 내열특성 온도를 높이기 위해 상기한 제 1 접착제(13)의 재료에 해당하는 주제와 경화제가 Al2 분말필터에 대하여 100 : 30∼70의 중량비율로 혼합하여 이루어진다.
제 1 및 제 2 접착제(13,14)에서, 경화제는 MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)의 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.3∼0.8 wt%에 해당하는 금속염 경화촉진제가 부가되어 혼합될 수 있다.
발열체(15)는 제 2 접착제(14) 사이에 개재되고, 전극(16)으로부터 제공되는 전기에너지를 통해 열을 발산하여 상판(11) 및 하판(12)에 제공한다. 전극(16)은 상판(11)과 하판(12) 중 어느 하나를 관통하여 외부로 인출되도록 구성될 수 있다.
발열체(15)는 도 3에서와 같이, 일례로 본 실시례에서처럼 원형 링 형태 내에서 반으로 구획되는 반원 영역에서 곡률을 가지고서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어질 수 있는데, 이에 반드시 한하지 않고 다양한 형태의 패턴으로 이루어질 수 있다. 발열체(15)는 전기에너지를 열에너지로 변환하기 위한 다양한 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 제 2 접착제(14)에 의해 패턴사이가 메꾸어짐으로써 제 2 접착제(14)로 고정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 판형 발열체를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시례에 따른 판형 발열체의 발열패턴을 도시한 이미지이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 판형 발열체(20)는 상판(21) 및 하판(22), 제 1 접착제(23), 제 2 접착제(24) 및 발열체(25)를 포함할 수 있는데, 여기서, 상판(21) 및 하판(22)과 발열체(25)의 형태를 제외하고, 상판(21), 하판(22), 제 1 접착제(23), 제 2 접착제(24) 및 발열체(25), 그리고 전극(26)에 대해서는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 판형 발열체(10)에서 동일 명칭으로서 상세히 설명하였으므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
상판(21) 및 하판(22)은 본 실시례에서 사각의 판상 구조를 가질 수 있다. 또한 발열체(25)는 상판(21) 및 하판(22)의 구조에 상응하도록 사각 형태 내에서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시례에 따른 판형 발열체의 제조방법은 본 발명의 실시례들에 따른 판형 발열체의 제조방법으로서, 본 발명의 실시례들에 따른 판형 발열체에 대한 동일한 구성요소에 대해서 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시례에 따른 판형 발열체의 제조방법에 따르면, 상판(11)의 하면에 제 1 접착제(13)를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 제 1 접착제(13) 상에 2차 접착제(14)를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리한다.
그리고, 하판(12)의 상면에 제 1 접착제(13)를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 제 1 접착제(13) 상에 2차 접착제(14)를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리한다.
상기한 상판(11)에 대한 접착 및 열처리 과정과, 하판(12)에 대한 접착 및 열처리 과정은 어느 하나의 과정이 선행됨으로써, 다른 하나의 과정이 후행하거나, 모든 과정이 동시에 수행될 수도 있음은 물론이다.
그런 다음, 상판(11)의 제 2 접착제(14) 및 하판(12)의 제 2 접착제(14) 중 어느 하나의 노출면에 제 2 접착제(14)를 도포하여 발열체(15)의 일면을 부착한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하여 경화되도록 한다.
발열체(15)의 부착 및 열처리를 마치면, 상판(11)의 제 2 접착제(14) 및 하판(12)의 제 2 접착제(14) 중 다른 하나의 노출면에 제 2 접착제(14)를 사용하여 발열체(15)의 다른 일면을 부착한 다음, 온도 33~37℃에서 18~22분 동안 1~3kg/㎠의 압력으로 상판(11)과 하판(12)이 서로를 향하여 압축되도록 가압한 다음, 57~63℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 115~125℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 170~190℃에서 8~12분 동안 열처리한다. 이러한 가열 및 가압과 단계적인 열처리에 의해, 접착제(13,14)의 손상을 최소화하면서도 경화에 의해 부착력 및 내구성 향상에 크게 기여할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 판형 발열체 및 이의 제조방법에 따르면, 접착 방식의 다층 적층 구조로 인해 용이한 제조를 가능하도록 하면서도, 우수한 접착력과 동시에 우수한 전도성을 가짐으로써, 에너지 효율 및 발열 효율이 뛰어나도록 하는 효과를 가진다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
11,21 : 상판 11a : 개구
12,22 : 하판 12a : 개구
13,23 : 제 1 접착제 14,24 : 제 2 접착제
15,25 : 발열체 16,26 : 전극

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 판형 발열체의 제조방법으로서,
    상기 판형발열체는,
    금속재질로 이루어지고, 각각 상단과 하단에 위치하는 상판 및 하판;
    상기 상판의 하면과 상기 하판의 상면에 각각 부착되는 제 1 접착제;
    상기 제 1 접착제 각각의 대향되는 측면에 각각 부착되는 제 2 접착제; 및
    상기 제 2 접착제 사이에 개재되고, 전극으로부터 제공되는 전기에너지를 통해 열을 발산하여 상기 상판 및 상기 하판에 제공하는 발열체;를 포함하고,
    상기 제 1 접착제는,
    주제와 경화제가 Al2O3 분말필터에 대하여 100 : 10∼25의 중량비율로 혼합되어 이루어지되, 상기 주제와 상기 경화제가 100 : 5∼20의 중량 비율로 이루어지고, 상기 주제가 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl esterepoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 5∼10 : 90∼95의 중량비율로 혼합하여 이루어지며, 상기 경화제가 MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)을 100 : 35∼80의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
    상기 제 2 접착제는,
    상기 주제와 상기 경화제가 Al2 분말필터에 대하여 100 : 30∼70의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
    상기 경화제는,
    MPDA(methapheni lenediamine)와 DDM(diaminodipheny lmethane)의 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.3∼0.8 wt%에 해당하는 금속염 경화촉진제가 부가되어 혼합되고,
    상기 Al2O3 분말필터의 결정구조는,
    구형 결정 구조를 가지고,
    상기 발열체는,
    원형 링 형태 내에서 반으로 구획되는 반원 영역에서 곡률을 가지고서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어지거나, 사각 형태 내에서 지그재그로 반복되는 패턴으로 이루어지고,
    상기 상판의 하면에 상기 제 1 접착제를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 상기 제 1 접착제 상에 상기 제 2 접착제를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계;
    상기 하판의 상면에 상기 제 1 접착제를 10~20㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 1차로 열처리하고, 77~83℃에서 27~33분 동안 2차로 열처리한 다음, 상기 제 1 접착제 상에 상기 제 2 접착제를 30∼50㎛의 두께로 도포한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계;
    상기 상판의 제 2 접착제 및 상기 하판의 제 2 접착제 중 어느 하나의 노출면에 상기 제 2 접착제를 도포하여 상기 발열체의 일면을 부착한 다음, 38~42℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계; 및
    상기 상판의 제 2 접착제 및 상기 하판의 제 2 접착제 중 다른 하나의 노출면에 상기 제 2 접착제를 사용하여 상기 발열체의 다른 일면을 부착한 다음, 온도 33~37℃에서 18~22분 동안 1~3kg/㎠의 압력으로 상기 상판과 상기 하판이 서로를 향하여 압축되도록 가압한 다음, 57~63℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 115~125℃에서 18~22분 동안 열처리한 후, 170~190℃에서 8~12분 동안 열처리하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 발열체의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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