KR102434600B1 - 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체에 있어서, 금속발열섬유를 직조하여 형성된 발열층과; 외부의 환경으로부터 상기 발열층 보호하며 절연 가능하도록 상기 발열층을 둘러싸는 폴리머 소재의 절연막을 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 몰딩을 이용한 절연막을 형성하여 유연성이 우수하고 사용 중 박리가 일어나지 않으며, 생산 속도가 높고 안정된 품질로 이루어진 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체를 얻을 수 있다. 또한, 발열층으로부터 방출되는 열이 반사되어 열방향 제어가 가능하며, 이를 통해 높은 열효율을 가져 가열 시간을 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰딩을 이용한 절연막을 형성하여 유연성이 우수하고 사용 중 박리가 일어나지 않으며, 생산 속도가 높고 안정된 품질로 이루어진 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체에 관한 것이다.
전기 또는 가스로부터의 에너지를 열에너지로 변환시키는 발열체는 일반적으로 금속 또는 세라믹 선으로 만들어진 선상 발열체, 흑연과 같은 벌크 발열체 및 평면 전극 위에 막(membrane)상으로 발열체가 코팅된 면상 발열체로 구분된다. 이중 면상 발열체는 평면상의 금속전극 위에 금속, 세라믹 또는 탄소계 발열층이 코팅되어 있고, 상기 발열층의 상부 및 하부를 절연체로 실링하는 구조로 되어있다.
최근 상기와 같은 면상 발열체를 평면이 아닌 곡면의 형상을 가지거나, 사용 중 유연하게 휘어질 수 있는 유연 면상 발열체를 제조할 필요성이 대두되고 있다. 종래의 유연 면상 발열체는 카본과 같은 소재를 유연기판 위에 코팅하여 제조하거나, 니크롬과 같은 선상 발열체를 플라스틱 필름이나 천과 같은 유연소재 위에 배열하여 이를 고정시키는 방법으로 제조한다. 그러나 이러한 면상 발열체는 내구성의 문제, 발열이 전면적에 대해 불균일하게 발열되는 문제, 선상 발열체의 경우 선이 끊어지게 되면 발열체 전체가 작동불능이 되는 문제들을 지니고 있다. 예를 들면 면상 발열체로 기대되는 탄소계 전극의 경우 고온에서 산화되며 취성이 있어 충격에 의해 쉽게 균열이 발생하며, 이러한 문제로 인해 면상 발열체를 장기간 사용이 용이하지 못하다. 또한 원적외선 세라믹계 발열체를 금속기판 상부에 코팅하여 만든 경우 세라믹 발열체의 휘어짐 한계로 인해 면상 발열체의 휘어짐이 클 경우 사용이 불가능하다는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해 전도성이 있는 물질을 선상으로 만들어 이를 직조하여 면상의 발열체를 제조하는 기술이 알려져 있다. 즉 '대한민국특허청 공개특허 제10-2008-0090068호 면상발열체와 그 물성구조 및 제조방법'과 같이 일반섬유와 금속섬유를 함께 꼬아서 만든 직조용 실을 사용하여 면상 발열체를 직조하는 방법이 알려져 있다. 이 이외에도 '대한민국특허청 등록실용신안 제20-2005-0011304호 면사직조발열체'와 같이 전도성이 없는 폴리머실 표면에 전도성이 있는 카본을 코팅하여 전도성을 부여한 면상 발열체 기술이 알려져 있다.
이와 같이 금속섬유 면상 발열체는 발열전극의 직조 후 그 양면에 폴리머계의 절연물질층을 열압착하여 붙이거나 절연 세라믹섬유를 층상으로 붙여서 제조하게 된다. 그러나 이러한 방법으로 직조형 면상 발열체를 제조 시 발열체 전극과 접착한 폴리머층의 두께가 두꺼워 효율성이 나쁘고, 사용 중 기계적 반복 응력에 의해 층간 박리가 일어나는 소재적 문제점이 있다. 또한 제조 공정 면에서 공정이 복잡하여 생산속도가 낮고, 열압착 장비 등 고비용의 제작 장비가 필요하며, 금형을 사용하여야 하므로 다양한 형상의 발열체를 만드는 것이 어려운 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 몰딩을 이용한 절연막을 형성하여 유연성이 우수하고 사용 중 박리가 일어나지 않으며, 생산 속도가 높고 안정된 품질로 이루어진 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체를 제공하는 것이다.
또한, 발열층으로부터 방출되는 열이 반사되어 열방향 제어가 가능하며, 이를 통해 높은 열효율을 가져 가열 시간을 단축시킬 수 있는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체를 제공하는 것이다.
상기한 목적은, 금속발열섬유를 직조하여 형성된 발열층; 및 외부의 환경으로부터 상기 발열층을 보호 및 절연 가능하도록, 상기 발열층의 외부 표면을 둘러싸는 폴리머 소재의 절연막;을 포함하고, 상기 절연막은 상기 발열층을 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 액상 폴리머에 침지시켜 몰딩을 통해 형성되되, 상기 직조된 발열층의 사이에 상기 액상 폴리머가 배치된 후 경화되어 상기 발열층의 사이가 빈틈 없이 채워지되, 상기 절연막의 내부에는, 상기 발열층의 일면에 적층되어 상기 발열층으로부터 발생하는 열이 타면으로 방출되도록 일면에서 발생하는 열을 반사시키는 세라믹섬유를 직조하여 형성된 반사층이 배치되고, 상기 절연막의 외부에는, 폴리머와 세라믹입자로 이루어지는 단열층이 적층되어, 상기 발열층으로부터 방출되는 열이 상기 단열층 및 반사층을 통해 반사되어 열 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 절연막은 스프레이법, 스크린프린팅법 또는 닥터블레이드법으로 형성되는 것이 바람직하다.
삭제
상기 발열층은 상기 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성되고, 상기 반사층은 상기 세라믹섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성되며, 상기 발열층 및 상기 반사층은 접착 또는 재봉에 의해 결합되거나 또는, 상기 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하고 상기 세라믹섬유를 경사 및 위사로 함께 직조하여 상기 발열층 및 상기 반사층을 일체로 직조하며, 상기 발열층은 상기 반사층에 비해 상기 금속발열섬유의 배치 면적이 넓으며, 상기 반사층은 상기 발열층에 비해 상기 세라믹섬유의 배치 면적이 넓은 것이 바람직하다.
이때 세라믹섬유는, 유리섬유, 내열폴리머섬유, 산화티타늄섬유, 산화알루미늄섬유, 산화지르코늄섬유, 탄화규소섬유, 티타늄산칼륨섬유, 바잘트섬유 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 절연막에 적층된 상기 단열층과 대향하는 면에는 폴리머와 카본소재로 이루어지는 방사층이 적층되는 것이 바람직하다.
상기 금속발열섬유의 소재는, 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 아연(Zn), 텡스텐(W), 코발트(Co) 및 이의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 폴리머 소재는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 몰딩을 이용한 절연막을 형성하여 유연성이 우수하고 사용 중 박리가 일어나지 않으며, 생산 속도가 높고 안정된 품질로 이루어진 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체를 얻을 수 있다.
또한, 발열층으로부터 방출되는 열이 반사되어 열방향 제어가 가능하며, 이를 통해 높은 열효율을 가져 가열 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직조 유연 면상 발열체의 단면도이고,
도 2는 절연막 형성 과정을 나타낸 단면도이다.
도 2는 절연막 형성 과정을 나타낸 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체를 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1a는 제1실시예에 따른 직조 유연 면상 발열체(10)로, 발열층(11)과 절연막(13)을 포함한다. 발열층(11)은 발열을 일으키는 금속을 얇은 선상으로 제조한 금속발열섬유를 직조하여 형성된 것으로, 직조 방법으로는 사직, 능직, 수자직 등 일반적인 직조 방법을 사용 가능하며 이 이외의 직조 방법도 제한 없이 사용 가능하다. 이러한 금속발열섬유의 소재는 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 아연(Zn), 텡스텐(W), 코발트(Co) 및 이의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되거나 또는 복수 개의 금속발열섬유가 각각 상이한 금속 또는 합금 소재로 이루어진 것을 준비하여 직조하는 것이 바람직하다. 특히 합금으로 이루어진 금속발열섬유의 경우 스테인레스 스틸(stainless steel) 또는 니크롬(nichrome)을 가장 바람직하게 적용할 수 있으며, 스테인레스 스틸과 니크롬을 단독 또는 함께 준비하여 직조할 수 있다.
스테인레스 스틸 섬유의 경우 SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L 등을 사용할 수 있는데, 유연성, 강도, 직조성, 발열성 등이 우수하여 본 발명에 매우 유리한 소재에 해당한다. 니크롬 섬유의 경우 고효율의 발열성을 지니고 있으며 직조가 용이한 우수한 소재이나 스테인레스 스틸 섬유보다 유연성은 떨어진다. 또한 단일 또는 합금으로 이루어진 섬유의 경우 발열 효율은 스테인레스 스틸 섬유 또는 니크롬 섬유보다는 낮으나 반도체 장비와 같은 특수 장비나 금속 고유의 특성을 요구하는 경우에는 용이하게 사용 가능하다.
금속발열섬유의 직경은 10 내지 200㎛로 이루어지는 것이 바람직한데, 직경이 10㎛ 미만일 경우 금속발열섬유의 직조 간격이 매우 가깝기 때문에 간격 사이에 절연막(13)이 몰딩되기 어려워 발열층(11)과 절연막(13)의 일부 영역이 서로 분리될 수 있으며, 200㎛를 초과할 경우 두꺼운 발열층(11)이 형성되어 유연성이 떨어지게 된다는 단점이 있다.
절연막(13)은 폴리머 소재로 형성되며, 외부의 환경으로부터 발열층(11)을 보호하며 절연 가능하도록 발열층(11)을 둘러싸는 구조로 이루어진다. 즉 절연막(13)은 발열층(11)이 외부와의 접촉에 의해 전기가 누설되거나 단락이 되는 것을 방지하고, 기계적인 마모나 파손을 방지하기 위해 발열층(11)의 외부 표면을 둘러싸도록 형성하게 된다. 절연막(13)을 형성하는 방법으로는 도 2에 도시된 바와 같이 액상 폴리머(1)를 준비하고, 발열층(11)을 액상 폴리머(1) 내에 침지시켜 몰딩을 통해 형성될 수 있다. 몰딩을 통해 절연막(13)을 형성하게 되면 직조된 발열층(11) 사이 사이에 액상 폴리머(1)가 배치된 후 경화되기 때문에 발열층(11) 사이가 균일하고 빈틈없이 채워짐에 의해 안정된 절연막(13)을 형성할 수 있다. 이때 발열층(11)은 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 액상 폴리머(1) 내에 공급된다.
일반적으로 폴리머를 코팅하는 방법으로는, 열가소성 절연 폴리머필름을 발열층의 상부 및 하부에 부착한 후 열압착에 의해 폴리머 절연막을 발열층에 적층시키게 된다. 이와 같은 방법으로 절연막을 형성할 경우 폴리머가 발열층 사이에 제대로 채워지지 않으며, 폴리머필름의 상태에 따라 사용 중 분리가 일어나서 제품 불량을 일으킬 수 있다. 이에 비해 본 발명의 몰딩 방식을 통해 절연막(13)을 제조할 경우 발열층(11)이 폴리머 내에 안정적으로 삽입되어 있기 때문에 기계적으로 매우 안정하며, 필름 방식에 비해 매우 얇은 코팅이 가능하기 때문에 유연성이 증가할 수 있다. 또한 본 발명의 경우 롤투롤 방식을 이용하기 때문에 대량 생산이 용이하며, 화학적 접착 또는 기계적 봉재법을 이용하여 부착하는 것이 쉽기 때문에 의복, 아웃도어, 난방용 등의 제품 제작이 용이하다. 또한 폴리머를 코팅하는 방법인 분사법, 닥터블레이드법 또는 스크린프린팅법의 경우에도 본 발명의 몰딩 방법에 비해서 우수한 절연막을 형성하지는 않으나 공정으로 사용이 가능하다.
절연막(13)을 형성하는 폴리머 소재는 유연성, 사용가능 온도, 난연성 기준에 따라 각각 다른 소재가 사용될 수 있다. 예를 들어 직조 유연 면상 발열체(10)를 고유연성을 필요로 하며 150℃ 이하의 온도에서 사용 시에는 에폭시계 또는 아크릴계 수지가 바람직하며, 유연성은 높지 않으나 250℃ 이하의 온도에서 사용 시에는 폴리아미드계 수지가 바람직하다. 또한 고유연성과 400℃ 이하의 온도에서 직조 유연 면상 발열체(10)를 사용 시에는 폴리이미드계 수지가 적합하며, 이러한 수지들은 모두 열경화성 수지 또는 자외선경화성 수지를 이용하여 발열층(11)에 코팅할 때 고점도 액상으로 이루어지고 경화 후에는 고상으로 이루어지는 형태로 준비되어야 한다. 본 발명의 발열체(11)가 난연성이 요구되는 곳에 적용될 경우 자동차 내연재 기준으로 10cm, 일반적으로 1 내지 30cm의 열가소성을 지니도록 제조하는 것이 바람직하다.
제2실시예에 따른 직조 유연 면상 발열체(20)는, 도 1b에 도시된 바와 같이 발열층(21), 절연막(23) 및 반사층(25)을 포함한다. 여기서 발열층(21) 및 절연막(23)은 제1실시예에 따른 발열층(11) 및 절연막(13)과 동일한 형상 및 소재로 이루어지기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
반사층(25)은 발열층(21)의 일면에 적층되어 발열층(21)으로부터 발생하는 열이 타면으로 방출되도록 일면에서 발생하는 열을 반사시키는 역할을 하며, 반사층(25)은 절연막(23) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 반사층(25)은 세라믹섬유를 직조하여 형성된다. 여기서 세라믹섬유는 열을 흡수하지 않고 반사시키는 세라믹 소재를 얇은 선상으로 제조한 것으로, 이러한 세라믹섬유를 금속발열섬유와 마찬가지로 사직, 능직, 수자직 등의 직조 방법을 이용하여 직조하게 된다. 열을 반사시키는 세라믹섬유의 소재는 유리섬유, 내열폴리머섬유, 산화티타늄섬유, 산화알루미늄섬유, 산화지르코늄섬유, 탄화규소섬유, 티타늄산칼륨섬유, 바잘트섬유 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. 특히 현무암을 방사하여 제조하는 바잘트는 우수한 단열섬유로 본 발명에 매우 적합한 소재이다.
본 발명의 발열층(21) 및 반사층(25)의 구조는 다음과 같이 두 가지로 형성될 수 있다. 먼저 발열층(21)은 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성되고, 반사층(25) 또한 세라믹섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성된다. 이러한 발열층(21) 및 반사층(25)은 접착제를 이용하여 접착되거나, 또는 재봉에 의해 결합되어 발열체(20)를 형성할 수 있다. 이러한 구조로 발열체(20)를 형성할 경우 금속발열섬유와 세라믹섬유가 그 층이 명확히 구분되어 금속발열섬유로부터 발생하는 열이 발열층(21)의 타면으로 용이하게 방출 가능하다.
또한 다른 형상으로 이루어질 수 있는 직조 유연 면상 발열체(20)는 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하고, 세라믹섬유를 경사 및 위사로 금속발열섬유와 함께 직조하여 발열층(21) 및 반사층(25)이 일체로 직조되도록 구성된다. 이때 직조된 발열층(21) 영역은 반사층(25) 영역에 비해 금속발열섬유의 배치 면적이 넓으며, 반사층(25) 영역은 발열층(21) 영역에 비해 세라믹섬유의 배치 면적이 넓도록 직조한다. 이를 통해 발열층(21)은 일부 세라믹섬유를 포함하고 있긴 하지만 금속발열섬유의 배치 면적이 넓어 열을 방출하는 역할을 하며, 이와 반대로 반사층(25)은 금속발열섬유를 일부 포함하고 있긴 하지만 세라믹섬유의 배치 면적이 넓어 발열층(21)으로부터 방출되는 열을 발열층(21)의 타면으로 반사시키는 역할을 한다. 여기서 발열층(21)은 금속발열섬유의 배치 면적이 70 내지 100% 범위 내로 존재하도록 하며, 반사층(25)은 세라믹섬유의 배치 면적이 70 내지 100% 범위 내로 존재하도록 발열체(20)를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 배치 면적은 각각이 70% 미만일 경우 금속발열섬유로부터 방출되는 열의 방향을 세라믹섬유를 통해 제어하기 힘들기 때문이다.
제3실시예에 따른 직조 유연 면상 발열체(30)는, 발열층(31), 절연막(33) 및 단열층(35)을 포함한다. 여기서 발열층(31) 및 절연막(33)은 제1실시예에 따른 발열층(11) 및 절연막(13)과 동일한 형상 및 소재로 이루어지기 때문에 자세한 설명은 생략하며, 제2실시예에 따른 반사층(25)은 따로 포함되지 않는다.
단열층(35)은 절연막(33)의 내부가 아닌 외부에 적층되는 구성으로, 폴리머와 세라믹입자로 이루어지는 소재를 통해 형성된다. 단열층(35)은 반사층(25)과 마찬가지로 단열층(35) 방향으로 열이 방출되지 않고 반대쪽으로 방출되도록 한다. 이러한 단열층(35)은 절연막(33)의 경화가 끝난 후에 하부에 페인팅법, 스프레이법, 침지법, 닥터블레이드법 또는 스크린프린팅법을 이용하여 적층 형성시킨다. 고단열성 특징을 지니는 단열층(35)은 특별하게 제조되는 고단열성 세라믹과 폴리머의 복합재로써, 0.05W/mK 이하의 낮은 열전도도를 지니게 된다. 0.05W/mK 이하의 낮은 열전도도는 일반적인 단일소재의 폴리머에서는 실현될 수 없으며, 예를 들어 아크릴레진과 같은 폴리머 내부에 특수한 필러를 충진시켜 제작하기 때문에 본 발명에서는 속이 빈 상태의 10 내지 100㎛ 사이즈의 실리카볼(silica ball) 또는 티타니아볼(titania ball)을 포함하는 세라믹 볼을 충진제로 한 단열성 소재를 사용하여 단열층을 형성한다.
제4실시예에 따른 직조 유연 면상 발열체(40)는, 발열층(41), 절연막(43), 반사층(45), 단열층(47) 및 방사층(49)을 포함한다. 여기서 발열층(41), 반사층(43), 절연막(45) 및 단열층(47)은 제2실시예 및 제3실시예에 따른 발열층(21, 31), 절연막(23, 33), 반사층(25) 및 단열층(35)과 동일한 형상 및 소재로 이루어지기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
방사층(49)은 절연막(43)에 적층된 단열층(47)과 대향하는 면에 적층되며, 폴리머와 카본소재의 혼합으로 이루어진다. 발열체(40)에서 발생한 열이 전도나 대류뿐이 아닌 적외선 복사에 의해서도 방열되는 것을 감안하여 적외선 방사율이 높은 방사층(49)을 형성하며, 이는 고방사율소재로 이루어지게 된다. 고방사율소재로써 카본소재인 흑연, 나노카본, 카본나노튜브 또는 그래핀이 폴리머와 혼합되어 고방사율소재를 이루게 된다.
종래의 면상 발열체의 경우 금속소재로 이루어지게 되면 외부와의 접촉에 의해 전기가 누설되거나 단락이 될 수 있으며, 기계적인 마모나 파손이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 발열전극의 직조 후 그 양면에 폴리머계의 절연물질층을 열압착하여 붙이거나 절연 세라믹섬유를 층상으로 붙여서 제조하게 된다. 그러나 이러한 방법으로 직조형 면상 발열체를 제조 시 발열체 전극과 접착한 폴리머층의 두께가 두꺼워 효율성이 나쁘고, 사용 중 기계적 반복 응력에 의해 층간 박리가 일어나는 소재적 문제점이 있다. 또한 제조 공정 면에서 공정이 복잡하여 생산속도가 낮고, 열압착 장비 등 고비용의 제작 장비가 필요하며, 금형을 사용하여야 하므로 다양한 형상의 발열체를 만드는 것이 어려운 문제점이 있다.
이에 비해 본 발명의 경우 발열층(11, 21, 31, 41)을 액상 폴리머(1) 내에 침지시켜 몰딩을 통해 절연막(13, 23, 33, 43)을 형성하기 때문에 발열체(10, 20, 30, 40) 사이가 균일하고 빈틈없이 채워짐에 의해 외부 충격에 의해 분리되지 않고 안정된 절연막(13, 23, 33, 43)을 형성할 수 있다. 또한 단열층(35, 47) 및 반사층(25, 45)의 형성을 통해 발열층(11, 21, 31, 41)으로부터 방출되는 열이 단열층(35, 47) 및 반사층(25, 45)을 통해 반사되어 열 방향을 제어 가능하며, 방사층(25, 45)을 통해 적외선복사를 통한 방열 성능을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 높은 열효율을 가지며 가열시간을 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이뿐만 아니라 본 발명의 직조 유연 면상 발열체(10, 20, 30, 40)는 금속발열섬유 및 세라믹섬유를 직조하여 발열층(11, 21, 31, 41) 및 반사층(25, 45)이 형성되기 때문에 유연성이 높고 내충격성이 우수하며, 기계적 내구성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
1: 액상 폴리머
10, 20, 30, 40: 발열체
11, 21, 31, 41: 발열층
13, 23, 33, 43: 절연막
25, 45: 반사층
35, 47: 단열층
49: 방사층
10, 20, 30, 40: 발열체
11, 21, 31, 41: 발열층
13, 23, 33, 43: 절연막
25, 45: 반사층
35, 47: 단열층
49: 방사층
Claims (11)
- 금속발열섬유를 직조하여 형성된 발열층; 및
외부의 환경으로부터 상기 발열층을 보호 및 절연 가능하도록, 상기 발열층의 외부 표면을 둘러싸는 폴리머 소재의 절연막;을 포함하고,
상기 절연막은 상기 발열층을 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 액상 폴리머에 침지시켜 몰딩을 통해 형성되되, 상기 직조된 발열층의 사이에 상기 액상 폴리머가 배치된 후 경화되어 상기 발열층의 사이가 빈틈 없이 채워지되,
상기 절연막의 내부에는, 상기 발열층의 일면에 적층되어 상기 발열층으로부터 발생하는 열이 타면으로 방출되도록 일면에서 발생하는 열을 반사시키는 세라믹섬유를 직조하여 형성된 반사층이 배치되고,
상기 절연막의 외부에는, 폴리머와 세라믹입자로 이루어지는 단열층이 적층되어,
상기 발열층으로부터 방출되는 열이 상기 단열층 및 반사층을 통해 반사되어 열 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 절연막은 스프레이법, 스크린프린팅법 또는 닥터블레이드법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 발열층은 상기 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성되고,
상기 반사층은 상기 세라믹섬유를 경사 및 위사로 직조하여 형성되며,
상기 발열층 및 상기 반사층은 접착 또는 재봉에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 제 1항에 있어서,
상기 금속발열섬유를 경사 및 위사로 직조하고 상기 세라믹섬유를 경사 및 위사로 함께 직조하여 상기 발열층 및 상기 반사층을 일체로 직조하며,
상기 발열층은 상기 반사층에 비해 상기 금속발열섬유의 배치 면적이 넓으며, 상기 반사층은 상기 발열층에 비해 상기 세라믹섬유의 배치 면적이 넓은 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 제 1항에 있어서,
상기 세라믹섬유는, 유리섬유, 내열폴리머섬유, 산화티타늄섬유, 산화알루미늄섬유, 산화지르코늄섬유, 탄화규소섬유, 티타늄산칼륨섬유, 바잘트섬유 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 절연막에 적층된 상기 단열층과 대향하는 면에는 폴리머와 카본소재로 이루어지는 방사층이 적층되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 제 1항에 있어서,
상기 금속발열섬유의 소재는, 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 아연(Zn), 텡스텐(W), 코발트(Co) 및 이의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체. - 제 1항에 있어서,
상기 폴리머 소재는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 절연막을 포함하는 직조 유연 면상 발열체.
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