KR19980014112A - 면상 발열체 - Google Patents

Abstract

왁스를 주체로한 면상발열체를 과제로 하고 해결수단으로는 수지류를 배합한 연화점 50℃∼100℃(인화점 약 262℃)의 배합왁스 100부를 80℃∼130℃로 용해하여 두고 그것에 K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(C)을 5부∼25부 및 K₂O·nTiO_2//SnO_2·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(C)을 5부∼25부를 혼합 반죽한 뒤 전극(5), (6)을 배설하여 폴리에스테르시트(3)의 내면에 폴리에스테르의 부직포(2)를 발라붙인 것의 사이에 두고 성형한 구성이다.

Description

면상 발열체

도1은 본 발명의 일실시예를 도시한 외형도.

도2는 도1의 A-A단면도.

도3은 경과시간과 발열온도의 변화를 표시한 특성도.

도4는 경과시간과 소비전력의 변화를 표시한 특성도.

도5는 분위기온도에 의한 전기저항치의 변화를 나타낸 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수지류를 배합한 배합왁스를 용해하여 K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륩위스카(C) 및 K₂0·nTi0₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)을 섞어서 반죽한 것.

2 : 폴리에스테르의 부직포 3 : 폴리에스테르시트

4 : 면상발열체 5. 6 : 전극

C. K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨위스카

K. K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨

본 발명은 왁스를 주체로한 면상 발열체에 관한 것이다.

종래 이런 종류의 발열체로서는 일본국특허 제 1647696호 「감열전기저항조성물」과 같이 폴리알키렌그리콜류를 주체로 하어 그것에 탄소분말을 혼합한 것이 있다.

이와같은 종래의 이런종류의 발열체에 있어서는 주체가 폴리알키렌그리콜류이므로 친수성이고 공기중의 수분에 의하여 전기저항이 변화하는 문제가 있었다. 또 이와같은 발열체에 있어서는 내부의 도전체의 탄소분말이 어떤 충격에 의하여 자연 발화, 연소하여 전체가 타버리는 염려가 있고 사용상 위험하다는 문제도 있었다.

그래서 본 발명은 이와같은 종래의 발열체가 가지고 있던 과제를 해결하기 위하여 도전성티탄산칼륨을 도전체로서 혼입한 발열체로 함에 따라 연소를 회피하여 안전성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 하고 또 친수성이 아니므로 물(습도)에 따라 저항치가 변화하는 것을 회피할 수 있는 것을 특징으로 하는 발열체를 제공하고자 하는 것이다.

또 본건 출원인이 특허출원한 일본국 특원평6-186692호 「면상발열체」가 있으나 본원의 면상발열체로서의 특허청구의 범위와는 각각 다른 법위를 지향하는 것이고 또 발명의 카테고리를 달리하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 실시예에 대응하는 제1도 내지 제5도를 이용하여 설명하면 본 발명은 수지류를 배합하여 연화점 50℃∼100℃(인화점 약 262℃)로 조합한 배합왁스 100부를 80℃∼130℃에 용해하여 두고 그것에 K₂O·nT iO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(C)을 5부∼25부 및 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)을 5부∼25부를 혼합 반죽한 후 전극(5), (6)을 배설하고 폴리에스테르시트(3)의 내면에 폴리에스테르 부직포(2)를 발라붙인것의 사이에 두고 성형한 구성의 면상발열체(4)이다.

본 발명의 발열체는 이와같은 구성을 한 것이므로 수지류를 배합하여 연화점 50℃∼100℃(인화점 약 262℃)에 조합한 배합왁스 100부를 주체로서 80℃∼130℃에 용해되어 있으므로 왁스자체는 완전히 액화하여 유동성이 풍부하고 뒤에 더하는 K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 모전성티탄산칼륨(C) 및 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)과 잘 친화되며 제품은 왁스자체가 발수성으로 친수성이 아닌데다 공기중의 수분의 영향을 받음도 없고 본 발명의 발열체는 발열온도가 90℃ 이상으로 높아지는 일이 없으므로 왁스는 자연발화할 염려는 전혀없고 따라서 저항치가 오래되어도 변화는 적다.

또 혼입하는 도전성티탄산칼륩위스카(C) 및 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)은 0.3∼0.6㎛지름, 10∼20㎛ 길이라는 극히 미세한 위스카이고 표면을 도전화 처리하여 화학적, 물리적으로 안정된 도전성을 갖추고 있으므로 도체로서 저항체로서 자유로히 저항치를 선택채용됨으로 정밀한 회로설계, 시스템설계가 가능하다.

그리고 고강도, 고탄성, 고아스펙트비를 가진 특징에 의하여 베이스의 소재에 뛰어난 보강성능을 부여하여 얇은 성형이나 정밀성형을 가능케할 뿐만아니라 고접동성과 내마모성을 베이스에 부여할 수가 있다. 그리고 무엇보다 위스카의 융점이 어느것이나 1,300℃이상이므로 연소온도 이하에 있어서는 불연성이고 또 사용중에 면상체에 접힌곳이 생겨 변형되어도 도전성, 저항치가 자동적으로 원상으로 회복된다.

다음은 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 의거하여 설명한다.

제1도 내지 제5도는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면으로 제1도 및 제2도는 본원발명의 구성을 도시하고 있다.

본 발명은 수지류를 배합하여 연화점 약 50℃∼100℃(인화점 약 262℃)에 조합한 배합왁스 100부를 80℃∼130℃에 용융하여 그것에 K₂O·nT iO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(C)을 5부∼20부 및 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)을 5부∼25부를 더하여 혼합하여 섞어 반죽(1)한 후 전극(5), (6)을 배설하여 폴리에스데르시트(3)의 내면에 폴리에스테르의 부직포(2)를 발라붙인 것의 사이에 두고 성형한 구조의 면상발열체(4)이다.

본원 발명의 발열체는 이상과 같이 수지류를 배합하여 연화점 50℃∼100℃(인화점(262℃)에 조합한 배합왁스 100부릍 주체로하여 80℃~130℃에 용해되어 있으므로 왁스자체는 완전히 액화하여 유동성이 풍부하고 나중에 더하는 K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(C) 및 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)과 잘 친화하며 제품은 왁스자체가 발수성으로 친수성이 없는 데다 공기중의 수분의 영향을 받음이 없고 본 발명의 발열체는 발열온도가 90℃이상으로 높아지는 인이 없으므로 왁스는 자연발화할 염려가 전혀없고 따라서 저항치는 오래되어도 변화는 적다.

또 혼입하는 도전성티탄산칼륨(C) 및 도전성티탄산칼륨(K)은 0.3∼O.6㎛, 지름 10∼20㎛ 길이의 극히 미세한 위스카이므로 표면을 도전화처리하여 화학적, 물리적으로 안정된 도전성을 갖추고 도체로서, 저항체로서 정밀한 회로설계, 시스템설계를 가능케한다.

그리고 상기 위스카는 고강도, 고탄성, 고아스펙트비를 가진 특징에 의하여 베이스의 소재에 뛰어난 보강성능을 부여하여 얇은 성형이나 정밀성형을 가능하게 할 뿐만아니라 고접동성과 내마모성을 부여할 수 있다. 그리고 무엇보다 융점이 어느 것이나 1,300℃ 이상이므로 연소온도이하에 있어서는 불연성이고 또 사용중에 접힌 곳이 생겨 변형하여도 자동적으로 원형으로 돌아가는 복원성을 가지게 할 수 있으므로 발열체로서는 아주 적합하다.

또 이러한 특질에 따라 본원발명은 상기한 바와 같이 위스카의 배합비를 변화하여 발열체로서 사용상에 있어 두께가 약 0.4㎜로 대단히 얇게 할 수가 있으므로 사용용도에 적응하기 위하여 발열온도, 제품의 사용폭(20㎜∼500㎜), 소정전원전압의 크기의 변화(6v∼220v), 총소비전력량(1OOW/㎡ ∼ 2.5KW/㎡)의 변화에 자유롭고 정확하고 정밀하게 적응할 수 있는 이점이 있다.

제3도는 스위치를 켠 순간부터 경과시간과 발열온도의 변화를 표시한 특성도이고 제4도는 스위치를 켠 순간부터 경과시간과 소비전력의 변화를 표시한 특성도이다. 제5도에 도시한 특성은 실내의 분위기온도(횡축)에 대한 전기저항치의 변화를 표시한다. 따라서 제3도, 제4도, 제5도는 본 발명 발열체의 자기제어의 상태를 도시한다. 즉 최고온도에 달하였을 때 발열체는 발열체자신의 전기저항치가 1O³∼1O⁵옴으로 상승하여 통전량은 발열에 요한 전기량만 보급되어 있는 것을 도시한다(제3도, 제5도). 따라서 소비전력량은 발열체의 온도가 상승함에 따라 감소하는 특성을 나타내고 있다(제 4도).

위에서 설명한 구성에 있어서 덧붙여 설명하면, 본 발명의 실예를 들면 하우스 또는 바닥난방의 열원등으로서 이용되는 전원전압 100v용의 면상발열체로 그 성분 배합비는 배합왁스 100부. 티탄산칼륨(C) 약 16부, 티탄산칼륨(K)약 14부로하여 전체의 돌입소비전력은 약 2.5KW가 된다. 또 실내 바닥난방용 등의 발열체의 10Ov 전압용으로 성분배합비를 배합왁스 100부, 티탄산칼륨(C) 약 12부, 티탄산칼륨(K) 약 10부로 하여 돌입소비전력은 약 500W로 된다.

이상의 배합비는 고정적인 것이 아니고 최초로 설정된 소정의 전원전압, 소비전력, 발열량 등의 대소에 따라 각 용도에 따라 적절히 증감하여 요구되는 아주 적은 조건에 적응되도록 적절히 변경하여 사용되어도 본원발명의 독특한 효과를 얻을 수 있다.

따라서 본원발명의 면상발열체는 당초 설정된 고유의 발열온도를 나타내므로 종래의 온도센서 등에 의하여 전원스위치를 온, 오프하는 온도조정장치는 필요없다. 즉 사용상에 있어서 방열면이 표면에서 잃어버린 열량만을 보충하면 되므로 소비전류는 아주 적어도 된다.

이상 본 발명의 대표적으로 생각되는 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 반드시 이들의 실시예 구조만에 한정하지 않고 본 발명에서 말하는 상기 구성요건을 갖추어 본 발명의 목적을 달성하여 아래에서 설명하는 효과를 가지는 범위내에서 적절히 변경하여 실시할 수가 있는 것이다.

이상의 설명에서 이미 명백한 바와 같이 본 발명은 왁스를 주체로 하는 베이스이고 왁스자체가 발수성으로 친수성이 아니므로 공기중의 수분에 영향을 받음이 없이, 또 본 발명의 발열체의 발열온도는 90℃ 이상으로 올라가지 않으므로 자연 발화할 염려는 전혀 없다.

또 혼입하는 도전성 티탄산칼륨위스카(C), (K)는 극히 미세한 위스카로서 도전성을 가지므로 도체로서, 저항체로서 전열회로의 설계가 용이하게 되고 얇은 성형이나 정밀 성형을 가능하게 하고 베이스의 소재로 뛰어난 보강성능을 주어 고접동성과 내마모성을 부여할 수 있다.

그리고 상기 도전성티탄산칼륨위스카(C), (K)는 어느것도 융점이 1,300℃이상이므로 연소온도에 달할 때까지는 불연성이고 또 사용중에 접힌 곳이 생겨도 자연히 복원할 수가 있으므로 발열체로서는 아주 적합하다.

또 이와 같은 특질에 따라 본원발명은 상기한 바와 같이 그 구성하는 성분의 배합비를 적절히 변화하여 공기중의 수분의 영향을 받음도 없어 본 발명의 발열체는 발열온도가 90℃ 이상으로 높아지지 않으므로 왁스는 자연발화할 염려가 전혀없다.

또 성분의 배합비를 바꿈에 따라 발열온도, 발열량을 변화할 수 있고 적용하는 정격전원전압의 변화, 총사용전력량의 변화에 자유롭고 정확하고 정밀하게 적응하여 전기저항치를 여러가지로 변화하여 설정할 수 있으며 아울러 발열체의 두께를 약 0.4㎜로 대단히 적게 할 수가 있고 그리고 여러가지의 용도에 적응할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 수지류를 배합하여 연화점 50℃∼100℃(인화점 약 262℃)로 조합한 배합왁스 100부를 80℃∼130℃로 용해하여 두고 그것에 K₂O·nTiO_2-x/C로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륩(C)을 5부∼25부 및 또한 K₂O·nTiO₂/SnO₂·O₅로 이루어지는 성분의 도전성티탄산칼륨(K)을 5부∼25부를 혼합 반죽한 후 전극(5), (6)을 배설하여 폴리에스테르시트(3)의 내면에 폴리에스테르의 부직포(2)를 발라붙인 것의 사이에 두고 성형한 구성의 면상발열체(4).